CN113217285A - 一种基于海上风电平台的压缩空气储能***及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于海上风电平台的压缩空气储能***及其工作方法，压缩空气储能***包括空气压缩***、膨胀发电***、蓄热换热***、海底恒压储气装置、海上升压站和海上风机阵列；空气压缩***和膨胀发电***均与海底恒压储气装置连通；空气压缩***、膨胀发电***和海上风机阵列均接入海上升压站的交流汇流母线，当如果汇流功率低于计划指令，则储能***处于放电状态；如果汇流功率大于计划指令，则储能***处于充电状态。可以有效地规避风功率预测不精确的问题，平滑风电出力，同时将弃风功率存储起来，负荷大时再释放，有效提高了海上风电的利用效率。

Description

一种基于海上风电平台的压缩空气储能***及其工作方法
技术领域
本发明属于风力发电与储能领域，具体涉及一种基于海上风电平台的压缩空气储能***及其工作方法。
背景技术
由于陆地上经济可开发的风资源越来越少，全球风电场建设已出现从陆地向近海发展的趋势。与陆地风电相比，海上风电风能资源的能量效益比陆地风电场高20％～40％，还具有不占地、风速高、沙尘少、电量大、运行稳定以及粉尘零排放等优势，同时能够减少机组的磨损，延长风力发电机组的使用寿命，适合大规模开发。例如，浙江沿海安装1.5兆瓦风机，每年陆上可发电1800～2000小时，海上则可以达到2000～2300小时，海上风电一年能多发电45万千瓦时。
但是，海上风电与陆上风电一样，具有波动性、间歇性和不规则性。会出现海上风电的弃风和出力不稳定问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于海上风电平台的压缩空气储能***及其工作方法，以解决现有技术中，海上风电的弃风和出力不稳定问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于海上风电平台的压缩空气储能***，包括空气压缩***、膨胀发电***、蓄热换热***、海底恒压储气装置、海上升压站和海上风机阵列；
所述空气压缩***和膨胀发电***均与所述海底恒压储气装置连通；
所述空气压缩***、膨胀发电***和海上风机阵列均接入所述海上升压站的交流汇流母线，当海上风机阵列的输出超过发电指令时，所述空气压缩***启动并向海底恒压储气装置内压缩空气，同时蓄热换热***将压缩热存储起来；当海上风机阵列的输出低于发电指令时，膨胀发电***利用所述海底恒压储气装置内的高压空气进行发电，同时利用蓄热换热***存储的热量进行加热空气辅助发电，对风电场出力进行补充。
优选的，还包括海上风电平台，所述海上风电平台包括甲板平面、上部钢结构厂房和底部钢结构支撑桩体；所述底部钢结构支撑桩体的底部固定在海底，所述甲板平面固定在底部钢结构支撑桩体的顶部，所述上部钢结构厂房安装在甲板平面上；
所述空气压缩***、膨胀发电***和蓄热换热***并列布置在甲板平面上；
所述海上升压站设置于所述上部钢结构厂房之内，所述海上升压站通过电缆经陆地变电站并入电网。
优选的，海底恒压储气装置包括深海海底储气气囊和固定框架，所述固定框架将所述深海海底储气气囊固定在海底。
优选的，所述深海海底储气气囊采用高压输气管道分别与所述空气压缩***、膨胀发电***连通。
优选的，所述深海海底储气气囊的骨架材料采用抗压强度300N+的锦纶D3线制成，内部无气体时长度不变、直径缩减。
优选的，所述高压输气管道部分通过支架固定在海底，部分通过支架固定在所述底部钢结构支撑桩体上。
优选的，所述空气压缩***包括空气预处理***、压缩机和压缩气体管道，所述空气预处理***连接压缩机，压缩机通过压缩气体管道与深海海底储气气囊连通。
优选的，所述膨胀发电***包括膨胀机、膨胀气体管道、发电机及并网装置，所述深海海底储气气囊通过膨胀气体管道与膨胀机连通，膨胀机的输出轴与发电机同轴连接，发电机通过并网装置接入海上升压站的交流汇流母线。
优选的，所述蓄热换热***包括蓄热换热器和蓄冷换热器，所述蓄热换热器和蓄冷换热器分别通过换热循环管道与空气压缩***以及膨胀发电***内的空气换热。
本发明提供的另一个技术方案是：
一种所述基于海上风电平台的压缩空气储能***的工作方法，包括如下步骤：
当电网需求负荷指令低于海上风机阵列的汇流功率时，空气压缩***启动，将低压空气压缩为高压空气，空气经气体传输管道进入海底恒压储气装置中储存，压缩热经换热管道储存在蓄热换热***中；
当电网需求负荷指令高于海上风机阵列的汇流功率时，膨胀发电***启动，存储在海底恒压储气装置中的高压空气，经气体传输管道进入膨胀发电***膨胀做功发电，同时蓄热换热***中存储的热量为气体加热辅助发电，电能进入海上升压站的汇流母线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所提出的基于海上风电场平台的压缩空气储能***，可以有效地规避风功率预测不精确的问题，平滑风电出力，同时将弃风功率存储起来，负荷大时再释放，有效提高了海上风电的利用效率。
2、本发明所提出的储能并网接入方案，可以利用储能***的同步机为风电场提供感性、容性的无功支撑，提高***电能质量，节省建设高抗中继站成本的同时，增加海缆最大传输容量，并通过设计合理的控制策略一定程度上缓解***的振荡问题。
3、本发明所提出的海底恒压储气装置，可以充分的利用风电平台海底的巨大空间，减少储能海面上的占地面积，具有可扩展性。有效规避了压缩空气储能体积能量密度较低的劣势，同时发挥了压缩空气储能***设备功率成本和能量成本的解耦以及能量成本低的特性，极大的提升了压缩空气储能的经济可行性。
4、本发明所提出的海上压缩空气储能***，考虑到储能***的功率平抑功能，可以有效地降低集变电设备所需承受的功率峰值，从而降低了设备选型成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例基于海上风电平台的压缩空气储能***的整体结构示意图。
图2是本发明实施例基于海上风电平台的压缩空气储能***的电气***接线示意图。
图3是本发明实施例中海底恒压储气装置接口及储气示意图。
图4是本发明实施例中深海海底储气气囊布置及混凝土框架示意图。
其中：1空气压缩***；2膨胀发电***；3蓄热换热***；31蓄热换热器；32蓄冷换热器；4海底恒压储气装置；41深海海底储气气囊；42固定框架；5海上升压站；6海上风机阵列；7海上风电平台；71甲板平面；72上部钢结构厂房；73底部钢结构支撑桩体；8陆地变电站；9支架。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
实例中提到的具体参数仅为其中一种类型的实施状况，并非对本发明所做出的限制。在实际实施过程中，工程师根据实际工程情况所做出的技术经济参数优化，都在本专利的保护范围之内。
另外，为了避免详述细节而模糊了本发明的保护点，对于与本发明核心无关的细节在方案和附图中仅进行粗略描述，不进行细致说明。
如图1和2所示，本发明实施例提供了一种基于海上风电平台的压缩空气储能***，包括空气压缩***1、膨胀发电***2、蓄热换热***3、海底恒压储气装置4、海上升压站5、海上风机阵列6和海上风电平台7；空气压缩***1和膨胀发电***2均与海底恒压储气装置4连通；空气压缩***1、膨胀发电***2和海上风机阵列6均接入海上升压站5的交流汇流母线，方便海上升压站5统一调控，同时空气压缩***1、膨胀发电***2也可根据调度指令对海上风电输出功率进行削峰填谷；当海上风机阵列6的输出超过发电指令时，空气压缩***1启动并向海底恒压储气装置4内压缩空气，达到存储能量的作用，同时蓄热换热***3将压缩热存储起来；当海上风机阵列6的输出低于发电指令时，膨胀发电***2利用海底恒压储气装置4内的高压空气推动透平膨胀机进行发电，同时利用蓄热换热***3存储的热量进行加热空气辅助发电，对风电场出力进行补充，从而通过非补燃型压缩空气储能实现风电场的平稳出力。
海上风电平台7为三层平台，平台占地为30m×50m，包括甲板平面71、上部钢结构厂房72和底部钢结构支撑桩体73；底部钢结构支撑桩体73的底部固定在海底，甲板平面71固定在底部钢结构支撑桩体73的顶部，上部钢结构厂房72安装在甲板平面71上；空气压缩***1、膨胀发电***2和蓄热换热***3并列布置在甲板平面71上；海上升压站5设置于上部钢结构厂房72之内，海上升压站5通过电缆经陆地变电站8并入电网。
空气压缩***1包括空气预处理***、压缩机和压缩气体管道，空气预处理***连接压缩机，压缩机的压缩气体管道沿海上风电平台支撑结构延伸至海底与深海海底储气气囊41连通，压缩机与电动机同轴连接，压缩机气体入口连接海上大气。本实施例中，压缩机为21MW压缩机。膨胀发电***2包括膨胀机、膨胀气体管道、发电机及并网装置，深海海底储气气囊41通过膨胀气体管道与膨胀机连通，膨胀机的输出轴与发电机同轴连接，发电机通过并网装置接入海上升压站5的交流汇流母线；膨胀机的气体膨胀做功后直接排入海上大气。本实施例中，膨胀机为10MW膨胀机，发电机为10MW发电机。
蓄热换热***3包括蓄热换热器31(热罐)和蓄冷换热器32(冷罐)，蓄热换热器31和蓄冷换热器32分别通过换热循环管道与空气压缩***1以及膨胀发电***2内的空气换热。
如图3和4所示，海底恒压储气装置4包括深海海底储气气囊41和固定框架42，固定框架42将多个并列设置的深海海底储气气囊41固定在海底，以确保其在充放气过程中保持位置稳定。本实施例中，固定框架42为混凝土或钢制框架，整体结构倒扣于海底，与海底连接部分做地上及地下基础。深海海底储气气囊41采用高压输气管道分别与空气压缩***1、膨胀发电***2连通，高压输气管道部分通过支架9固定在海底，部分通过支架9固定在底部钢结构支撑桩体73上。本实施例中，深海海底储气气囊41与高压输气管道连通处设置连接阀门，高压输气管道采用不锈钢高压输气管道。本实施例中，深海海底储气气囊41的骨架材料采用抗压强度300N+的锦纶D3线制成，内部无气体时长度不变、直径缩减。当充满气时，深海海底储气气囊41内的空气压力等于其所处深度的海水压力与深海海底储气气囊41所能承受的最大内外压差之和，充满气体时单体尺寸为截面直径3.5m，长度20m，内部无气体时长度不变，直径缩减为1m，储气气囊三个一组并排布置于海底。
一种基于海上风电平台的压缩空气储能***的工作方法，包括如下步骤：
当电网需求负荷指令低于海上风机阵列6的汇流功率时，空气压缩***1启动，空气经预处理***进入压缩机，将低压空气压缩为高压空气，空气经气体传输管道进入海底恒压储气装置4中储存，压缩热经换热管道储存在蓄热换热***3中；
当电网需求负荷指令高于海上风机阵列6的汇流功率时，膨胀发电***2启动，存储在海底恒压储气装置4中的高压空气，经气体传输管道进入膨胀发电***2的膨胀机透平膨胀做功发电，同时蓄热换热***3中存储的热量为气体加热辅助发电，气体带动发电机旋转，电能进入海上升压站5的汇流母线。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种基于海上风电平台的压缩空气储能***，其特征在于，包括空气压缩***(1)、膨胀发电***(2)、蓄热换热***(3)、海底恒压储气装置(4)、海上升压站(5)和海上风机阵列(6)；
所述空气压缩***(1)和膨胀发电***(2)均与所述海底恒压储气装置(4)连通；
所述空气压缩***(1)、膨胀发电***(2)和海上风机阵列(6)均接入所述海上升压站(5)的交流汇流母线，当海上风机阵列(6)的输出超过发电指令时，所述空气压缩***(1)启动并向海底恒压储气装置(4)内压缩空气，同时蓄热换热***(3)将压缩热存储起来；当海上风机阵列(6)的输出低于发电指令时，膨胀发电***(2)利用所述海底恒压储气装置(4)内的高压空气进行发电，同时利用蓄热换热***(3)存储的热量进行加热空气辅助发电，对风电场出力进行补充。
2.根据权利要求1所述的基于海上风电平台的压缩空气储能***，其特征在于，还包括海上风电平台(7)，所述海上风电平台(7)包括甲板平面(71)、上部钢结构厂房(72)和底部钢结构支撑桩体(73)；所述底部钢结构支撑桩体(73)的底部固定在海底，所述甲板平面(71)固定在底部钢结构支撑桩体(73)的顶部，所述上部钢结构厂房(72)安装在甲板平面(71)上；
所述空气压缩***(1)、膨胀发电***(2)和蓄热换热***(3)并列布置在甲板平面(71)上；
所述海上升压站(5)设置于所述上部钢结构厂房(72)之内，所述海上升压站(5)通过电缆经陆地变电站(8)并入电网。
3.根据权利要求2所述的基于海上风电平台的压缩空气储能***，其特征在于，海底恒压储气装置(4)包括深海海底储气气囊(41)和固定框架(42)，所述固定框架(42)将所述深海海底储气气囊(41)固定在海底。
4.根据权利要求3所述的基于海上风电平台的压缩空气储能***，其特征在于，所述深海海底储气气囊(41)采用高压输气管道分别与所述空气压缩***(1)、膨胀发电***(2)连通。
5.根据权利要求3所述的基于海上风电平台的压缩空气储能***，其特征在于，所述深海海底储气气囊(41)的骨架材料采用抗压强度300N+的锦纶D3线制成，内部无气体时长度不变、直径缩减。
6.根据权利要求4所述的基于海上风电平台的压缩空气储能***，其特征在于，所述高压输气管道部分通过支架(9)固定在海底，部分通过支架(9)固定在所述底部钢结构支撑桩体(73)上。
7.根据权利要求4所述的基于海上风电平台的压缩空气储能***，其特征在于，所述空气压缩***(1)包括空气预处理***、压缩机和压缩气体管道，所述空气预处理***连接压缩机，压缩机通过压缩气体管道与深海海底储气气囊(41)连通。
8.根据权利要求4所述的基于海上风电平台的压缩空气储能***，其特征在于，所述膨胀发电***(2)包括膨胀机、膨胀气体管道、发电机及并网装置，所述深海海底储气气囊(41)通过膨胀气体管道与膨胀机连通，膨胀机的输出轴与发电机同轴连接，发电机通过并网装置接入海上升压站(5)的交流汇流母线。
9.根据权利要求1所述的基于海上风电平台的压缩空气储能***，其特征在于，所述蓄热换热***(3)包括蓄热换热器(31)和蓄冷换热器(32)，所述蓄热换热器(31)和蓄冷换热器(32)分别通过换热循环管道与空气压缩***(1)以及膨胀发电***(2)内的空气换热。
10.一种权利要求1所述基于海上风电平台的压缩空气储能***的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
当电网需求负荷指令低于海上风机阵列(6)的汇流功率时，空气压缩***(1)启动，将低压空气压缩为高压空气，空气经气体传输管道进入海底恒压储气装置(4)中储存，压缩热经换热管道储存在蓄热换热***(3)中；
当电网需求负荷指令高于海上风机阵列(6)的汇流功率时，膨胀发电***(2)启动，存储在海底恒压储气装置(4)中的高压空气，经气体传输管道进入膨胀发电***(2)膨胀做功发电，同时蓄热换热***(3)中存储的热量为气体加热辅助发电，电能进入海上升压站(5)的汇流母线。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115986805A (zh) * 2022-11-28 2023-04-18 国家能源集团科学技术研究院有限公司 电源侧“火-光-储-氢”智能发电***及其控制方法
CN116085200A (zh) * 2023-01-18 2023-05-09 中国船舶集团风电发展有限公司 一种用于海上风力发电的单桩储能装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120072118A (ko) * 2010-12-23 2012-07-03 한국지질자원연구원 해양풍력발전 연계형 압축공기 저장 및 발전시스템 및 해양형 압축공기 저장탱크
CN104044712A (zh) * 2014-06-25 2014-09-17 山东南海气囊工程有限公司 一种采用橡胶气囊进行沉船打捞的方法
CN106907203A (zh) * 2017-04-01 2017-06-30 三峡大学 风光互补的空气压缩储能与发电一体化***
CN107939604A (zh) * 2017-10-19 2018-04-20 华北电力大学 一种风电与海水压缩空气储能一体化装置及方法
CN110332075A (zh) * 2019-08-08 2019-10-15 西安热工研究院有限公司 间冷式空气储热储能海上风力发电***及运行方法
CN212026196U (zh) * 2020-01-21 2020-11-27 福建省水利水电勘测设计研究院 一种功能舱组合式海上升压站

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120072118A (ko) * 2010-12-23 2012-07-03 한국지질자원연구원 해양풍력발전 연계형 압축공기 저장 및 발전시스템 및 해양형 압축공기 저장탱크
CN104044712A (zh) * 2014-06-25 2014-09-17 山东南海气囊工程有限公司 一种采用橡胶气囊进行沉船打捞的方法
CN106907203A (zh) * 2017-04-01 2017-06-30 三峡大学 风光互补的空气压缩储能与发电一体化***
CN107939604A (zh) * 2017-10-19 2018-04-20 华北电力大学 一种风电与海水压缩空气储能一体化装置及方法
CN110332075A (zh) * 2019-08-08 2019-10-15 西安热工研究院有限公司 间冷式空气储热储能海上风力发电***及运行方法
CN212026196U (zh) * 2020-01-21 2020-11-27 福建省水利水电勘测设计研究院 一种功能舱组合式海上升压站

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115986805A (zh) * 2022-11-28 2023-04-18 国家能源集团科学技术研究院有限公司 电源侧“火-光-储-氢”智能发电***及其控制方法
CN115986805B (zh) * 2022-11-28 2024-03-26 国家能源集团科学技术研究院有限公司 电源侧“火-光-储-氢”智能发电***的控制方法
CN116085200A (zh) * 2023-01-18 2023-05-09 中国船舶集团风电发展有限公司 一种用于海上风力发电的单桩储能装置

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