本發(fā)明屬于電力儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于液體活塞的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
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當(dāng)今世界電力負(fù)荷的不均衡日趨突出，電網(wǎng)的峰谷差也逐漸拉大，同時(shí)人們對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量的要求也越來越高，因此迫切需要經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠、高效的電力儲(chǔ)能系統(tǒng)與之相配套以緩解系統(tǒng)負(fù)荷峰谷差過大的情況。電力儲(chǔ)能系統(tǒng)還是解決分布式能源系統(tǒng)容量小、負(fù)荷波動(dòng)大等問題的關(guān)鍵技術(shù)。

目前，關(guān)于電力儲(chǔ)能方式有多種：壓縮空氣儲(chǔ)能、抽水蓄能、電磁儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能、充電電池儲(chǔ)能等，但是成熟的技術(shù)只有壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)和抽水蓄能技術(shù)。抽水蓄能是現(xiàn)有技術(shù)中較長采用的儲(chǔ)能方式，技術(shù)相對(duì)成熟，但是受到地勢影響較大的局限性，其建設(shè)必須有合適的地里條件，在很多地區(qū)難以實(shí)現(xiàn)。壓縮空氣儲(chǔ)能受地理?xiàng)l件的限制小，且技術(shù)日漸成熟，具備大規(guī)模商業(yè)化的應(yīng)用。其主要缺點(diǎn)是通常與燃?xì)廨啓C(jī)配合，需要消耗燃?xì)?，產(chǎn)生環(huán)境污染，能量密度低，且空氣在壓縮膨脹的過程中，溫度變化劇烈，對(duì)設(shè)備的傷害比較大，造成檢修成本高，現(xiàn)有技術(shù)中有將液體活塞技術(shù)運(yùn)用到壓縮空氣儲(chǔ)能中，解決了對(duì)環(huán)境污染的問題，但整個(gè)工作過程還是存在著溫度變化劇烈，壓縮空氣勢能利用不完全，儲(chǔ)能利用效率低等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中壓縮空氣儲(chǔ)能裝置在空氣壓縮和膨脹的過程中，溫度變化劇烈，壓縮空氣勢能利用不完全，儲(chǔ)能利用效率低，從而提出一種基于液體活塞的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于液體活塞的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括：

第一液體活塞，所述第一液體活塞內(nèi)部上方設(shè)置有第一端口、第二端口，所述第一液體活塞內(nèi)部下方設(shè)置有第三端口，所述第一液體活塞內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)第一儲(chǔ)液板。

第二液體活塞，所述第二液體活塞內(nèi)部上方設(shè)置有第四端口、第五端口、第六端口，所述第二液體活塞內(nèi)部下方設(shè)置有第七端口、第八端口，所述第二液體活塞內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)第二儲(chǔ)液板。

低壓氣體管道，所述低壓氣體管道通過第一管道與所述第一液體活塞的第一端口連接，所述低壓氣體管道通過第二管道與所述第二液體活塞的第四端口連接。

高壓氣體管道，所述高壓氣體管道的第一端通過第三管道與所述第一液體活塞的第二端口連接，所述高壓氣體管道的第一端通過第四管道與所述第二液體活塞的第五端口連接。

高壓儲(chǔ)氣罐，所述高壓儲(chǔ)氣罐與所述高壓氣體管道的第二端連接。

發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置與電網(wǎng)連接，所述發(fā)電裝置的第一端通過第五管道與所述第一液體活塞的第三端口連接，所述發(fā)電裝置的第二端通過第六管道與所述第二液體活塞的第七端口連接。

第一水泵和第二水泵，所述第一水泵的第一端通過第七管道與所述第二液體活塞的第八端口連接，所述第二水泵的第一端通過第八管道與所述第二液體活塞的第六端口連接。

水源，所述水源通過第九管道與所述第一水泵的第二端連接，所述水源分別通過第十管道和第十一管道與所述第二水泵的第二端連接。

加熱裝置和降溫裝置，所述加熱裝置設(shè)置在所述第十管道上，所述降溫裝置設(shè)置在所述第十一管道上。

控制裝置，所述控制裝置分別與發(fā)電裝置、所述第一水泵、所述第二水泵、所述加熱裝置、所述降溫裝置連接。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，還包括：

壓強(qiáng)傳感器，所述壓強(qiáng)傳感器包括第一壓強(qiáng)傳感器、第二壓強(qiáng)傳感器、第三壓強(qiáng)傳感器，所述第一壓強(qiáng)傳感器設(shè)置在所述高壓氣體管道內(nèi)，所述第二壓強(qiáng)傳感器設(shè)置在所述第一液體活塞內(nèi)，所述第三壓強(qiáng)傳感器設(shè)置在所述第二液體活塞內(nèi)，所述第一壓強(qiáng)傳感器、所述第二壓強(qiáng)傳感器、所述第三壓強(qiáng)傳感器分別與所述控制裝置連接。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，還包括：

溫度傳感器，所述溫度傳感器包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器，所述第一溫度傳感器設(shè)置在所述第一液體活塞內(nèi)，所述第二溫度傳感器設(shè)置在所述第二液體活塞內(nèi)，所述第三溫度傳感器設(shè)置在所述第八管道內(nèi)，所述第四溫度傳感器設(shè)置在所述高壓氣體管道內(nèi)，所述第一溫度傳感器、所述第二溫度傳感器、所述第三溫度傳感器、所述第四溫度傳感器分別與所述控制裝置連接。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，還包括：

吸熱器，所述吸熱器設(shè)置在所述高壓氣體管道內(nèi)，所述吸熱器與所述控制裝置連接。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，還包括：

降溫器、第一噴頭和第二噴頭，所述第一噴頭設(shè)置在所述第一液體活塞的內(nèi)部上方，所述第二噴頭設(shè)置在所述第二液體活塞的內(nèi)部上方，所述降溫器通過第十二管道與所述第一噴頭連接，所述降溫器通過第十三管道與所述第二噴頭連接。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述第一儲(chǔ)液板和所述第二儲(chǔ)液板結(jié)構(gòu)相同，所述第一儲(chǔ)液板的一端與所述第一液體活塞的內(nèi)側(cè)壁固定連接，所述第一儲(chǔ)液板內(nèi)設(shè)置有凹槽、空氣通孔，所述空氣通孔的側(cè)壁高于所述凹槽的底部。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，還包括：

控制閥，所述控制閥包括第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第六控制閥、第七控制閥、第八控制閥、第九控制閥、第十控制閥、第十一控制閥，所述第一控制閥設(shè)置在所述第一管道上，所述第二控制閥設(shè)置在所述第二管道上，所述第三控制閥設(shè)置在所述第三管道上，所述第四控制閥設(shè)置在所述第四管道上，所述第五控制閥設(shè)置在所述第五管道上，所述第六控制閥設(shè)置在所述第六管道上，所述第七控制閥設(shè)置在所述第七管道上，所述第八控制閥設(shè)置在所述第十管道上，所述第九控制閥設(shè)置在所述第十一管道上，所述第十控制閥設(shè)置在所述第十二管道上，所述第十一控制閥設(shè)置在所述第十三管道上，所述第一控制閥、所述第二控制閥、所述第三控制閥、所述第四控制閥、所述第五控制閥、所述第六控制閥、所述第七控制閥、所述第八控制閥、所述第九控制閥、所述第十控制閥、所述第十一控制閥分別與所述控制裝置連接。

本發(fā)明的有益效果在于：其通過設(shè)置兩個(gè)液體活塞裝置、低壓氣體管道、高壓氣體管道、發(fā)電裝置，在液體活塞內(nèi)對(duì)空氣進(jìn)行壓縮和膨脹，壓縮空氣勢能利用完全，減小了損耗，儲(chǔ)能利用率高；其通過在液體活塞內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器、儲(chǔ)液板，在外部設(shè)置液體降溫裝置，在空氣壓縮和膨脹的過程中，可以調(diào)節(jié)液體活塞內(nèi)的溫度，防止溫度變化劇烈造成對(duì)設(shè)備的損壞，安全性高；其通過設(shè)置加熱裝置和降溫裝置，可以對(duì)液體進(jìn)行控溫，從而控制氣體的溫度，自動(dòng)化程度高，溫度調(diào)節(jié)能力好，進(jìn)一步提高了儲(chǔ)能利用率。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、自動(dòng)化程度高、安全性好，適合大規(guī)模生產(chǎn)使用。

附圖說明：

以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種基于液體活塞的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種增加了傳感器的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)示意圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的第一液體活塞結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的第二液體活塞結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種儲(chǔ)液板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中符號(hào)說明：

1-第一液體活塞，2-第二液體活塞，3-低壓氣體管道，4-高壓氣體管道，5-高壓儲(chǔ)氣罐，6-發(fā)電裝置，7-電網(wǎng)，8-第一水泵，9-第二水泵，10-水源，11-加熱裝置，12-降溫裝置，13-控制裝置，14-壓強(qiáng)傳感器，15-溫度傳感器，16-控制閥，17-吸熱器，18-降溫器，19-第一噴頭，20-第二噴頭，101-第一端口，102-第二端口，103-第三端口，104-第一儲(chǔ)液板，201-第四端口，202-第五端口，203-第六端口，204-第七端口，205-第八端口，206-第二儲(chǔ)液板，301-第一管道，302-第二管道，401-第三管道，402-第四管道，601-第五管道，602-第六管道，801-第七管道，901-第八管道，1001-第九管道，1002-第十管道，1003-第十一管道，1401-第一壓強(qiáng)傳感器，1402-第二壓強(qiáng)傳感器，1403-第三壓強(qiáng)傳感器，1501-第一溫度傳感器，1502-第二溫度傳感器，1503-第三溫度傳感器，1504-第四溫度傳感器，1601-第一控制閥，1602-第二控制閥，1603-第三控制閥，1604-第四控制閥，1605-第五控制閥，1606-第六控制閥，1607-第七控制閥，1608-第八控制閥，1609-第九控制閥，1610-第十控制閥，1611-第十一控制閥，1801-第十二管道，1802-第十三管道，1041-凹槽，1042-空氣通孔。

具體實(shí)施方式：

如圖1、圖2所示，本發(fā)明的一種基于液體活塞的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括：

第一液體活塞1，如圖3所示，所述第一液體活塞1內(nèi)部上方設(shè)置有第一端口101、第二端口102，所述第一液體活塞1內(nèi)部下方設(shè)置有第三端口103，所述第一液體活塞1內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)第一儲(chǔ)液板104。所述第一儲(chǔ)液板104的一端與所述第一液體活塞1的內(nèi)側(cè)壁固定連接，如圖5所示，所述第一儲(chǔ)液板104內(nèi)設(shè)置有凹槽1041、空氣通孔1042，所述空氣通孔1042的側(cè)壁高于所述凹槽1041的底部。

第二液體活塞2，如圖4所示，所述第二液體活塞2內(nèi)部上方設(shè)置有第四端口201、第五端口202、第六端口203，所述第二液體活塞2內(nèi)部下方設(shè)置有第七端口204、第八端口205，所述第二液體活塞2內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)第二儲(chǔ)液板206。所述第一儲(chǔ)液板104和所述第二儲(chǔ)液板206結(jié)構(gòu)相同。

低壓氣體管道3，所述低壓氣體管道3通過第一管道301與所述第一液體活塞1的第一端口101連接，所述低壓氣體管道3通過第二管道302與所述第二液體活塞2的第四端口201連接。

高壓氣體管道4，所述高壓氣體管道4的第一端通過第三管道401與所述第一液體活塞1的第二端口102連接，所述高壓氣體管道4的第一端通過第四管道402與所述第二液體活塞2的第五端口201連接。

高壓儲(chǔ)氣罐5，所述高壓儲(chǔ)氣罐5與所述高壓氣體管道4的第二端連接。

發(fā)電裝置6，所述發(fā)電裝置6與電網(wǎng)7連接，所述發(fā)電裝置6的第一端通過第五管道601與所述第一液體活塞1的第三端口103連接，所述發(fā)電裝置6的第二端通過第六管道602與所述第二液體活塞2的第七端口204連接。

第一水泵8和第二水泵9，所述第一水泵8的第一端通過第七管道801與所述第二液體活塞2的第八端口205連接，所述第二水泵9的第一端通過第八管道901與所述第二液體活塞2的第六端口203連接。

水源10，所述水源10通過第九管道1001與所述第一水泵8的第二端連接，所述水源10分別通過第十管道1002和第十一管道1003與所述第二水泵9的第二端連接。

加熱裝置11和降溫裝置12，所述加熱裝置11設(shè)置在所述第十管道1002上，所述降溫裝置12設(shè)置在所述第十一管道1003上。

控制裝置13，所述控制裝置13分別與發(fā)電裝置6、所述第一水泵8、所述第二水泵9、所述加熱裝置11、所述降溫裝置12連接。

壓強(qiáng)傳感器14，所述壓強(qiáng)傳感器14包括第一壓強(qiáng)傳感器1401、第二壓強(qiáng)傳感器1402、第三壓強(qiáng)傳感器1403，所述第一壓強(qiáng)傳感器1401設(shè)置在所述高壓氣體管道4內(nèi)，所述第二壓強(qiáng)傳感器1402設(shè)置在所述第一液體活塞1內(nèi)，所述第三壓強(qiáng)傳感器1403設(shè)置在所述第二液體活塞2內(nèi)，所述第一壓強(qiáng)傳感器1401、所述第二壓強(qiáng)傳感器1402、所述第三壓強(qiáng)傳感器1403分別與所述控制裝置13連接。

溫度傳感器15，所述溫度傳感器15包括第一溫度傳感器1501、第二溫度傳感器1502、第三溫度傳感器1503、第四溫度傳感器1504，所述第一溫度傳感器1501設(shè)置在所述第一液體活塞1內(nèi)，所述第二溫度傳感器1502設(shè)置在所述第二液體活塞2內(nèi)，所述第三溫度傳感器1503設(shè)置在所述第八管道901內(nèi)，所述第四溫度傳感器1504設(shè)置在所述高壓氣體管道4內(nèi)，所述第一溫度傳感器1501、所述第二溫度傳感器1502、所述第三溫度傳感器1503、所述第四溫度傳感器1504分別與所述控制裝置13連接。

吸熱器17，所述吸熱器17設(shè)置在所述高壓氣體管道4內(nèi)，所述吸熱器17與所述控制裝置13連接。

降溫器18、第一噴頭19和第二噴頭20，所述第一噴頭19設(shè)置在所述第一液體活塞1的內(nèi)部上方，所述第二噴頭20設(shè)置在所述第二液體活塞2的內(nèi)部上方，所述降溫器18通過第十二管道1801與所述第一噴頭19連接，所述降溫器18通過第十三管道1802與所述第二噴頭20連接。

控制閥16，所述控制閥16包括第一控制閥1601、第二控制閥1602、第三控制閥1603、第四控制閥1604、第五控制閥1605、第六控制閥1606、第七控制閥1607、第八控制閥1608、第九控制閥1609、第十控制閥1610、第十一控制閥1611，所述第一控制閥1601設(shè)置在所述第一管道301上，所述第二控制閥1602設(shè)置在所述第二管道302上，所述第三控制閥1603設(shè)置在所述第三管道401上，所述第四控制閥1604設(shè)置在所述第四管道402上，所述第五控制閥1605設(shè)置在所述第五管道601上，所述第六控制閥1606設(shè)置在所述第六管道602上，所述第七控制閥1607設(shè)置在所述第七管道801上，所述第八控制閥1608設(shè)置在所述第十管道1002上，所述第九控制閥1609設(shè)置在所述第十一管道1003上，所述第十控制閥1610設(shè)置在所述第十二管道1801上，所述第十一控制閥1611設(shè)置在所述第十三管道1802上，所述第一控制閥1601、所述第二控制閥1602、所述第三控制閥1603、所述第四控制閥1604、所述第五控制閥1605、所述第六控制閥1606、所述第七控制閥1607、所述第八控制閥1608、所述第九控制閥1609、所述第十控制閥1610、所述第十一控制閥1611分別與所述控制裝置13連接。

工作原理：

儲(chǔ)能過程：在第一液體活塞內(nèi)充滿氣體，在第二液體活塞內(nèi)充滿液體，控制裝置控制發(fā)電裝置工作，使得第二液體活塞內(nèi)的液體流入到第一液體活塞內(nèi)，壓縮第一液體活塞內(nèi)的氣體，使第一液體活塞內(nèi)的氣壓升高，當(dāng)控制裝置獲取的第二壓強(qiáng)傳感器測得的第一液體活塞內(nèi)的氣體壓強(qiáng)達(dá)到第一壓強(qiáng)傳感器測得的高壓氣體管道的氣體壓強(qiáng)時(shí)，打開第三管道上的控制閥，將壓縮氣體通過高壓氣體管道流入到高壓儲(chǔ)氣罐內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)，此時(shí)，第二液體活塞內(nèi)充滿氣體，第一液體活塞內(nèi)充滿液體，重復(fù)上述步驟進(jìn)行儲(chǔ)能。在此過程中，控制裝置通過溫度傳感器獲取各個(gè)裝置內(nèi)的溫度，通過控制第二水泵、加熱裝置、降溫裝置來控制第二液體活塞內(nèi)的液體溫度，通過控制降溫裝置來對(duì)第一液體活塞和第二液體活塞進(jìn)行降溫。

發(fā)電過程，第一液體活塞內(nèi)充滿液體，第二液體活塞內(nèi)充滿氣體，打開第三管道上的控制閥，將高壓儲(chǔ)氣罐內(nèi)的高壓氣體通過高壓氣體管道流入到第一液體活塞內(nèi)進(jìn)行膨脹，高壓氣體推動(dòng)第一液體活塞內(nèi)的液體向外流出，液體經(jīng)過電力裝置進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電結(jié)束后，第一液體活塞內(nèi)充滿氣體，第二液體活塞內(nèi)充滿液體，重復(fù)上述步驟進(jìn)行發(fā)電。在此過程中，控制裝置通過溫度傳感器獲取各個(gè)裝置內(nèi)的溫度，通過控制第二水泵、加熱裝置、降溫裝置來控制第二液體活塞內(nèi)的液體溫度，通過控制降溫裝置來對(duì)第一液體活塞和第二液體活塞進(jìn)行降溫。

本實(shí)施例所述的一種基于液體活塞的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括第一液體活塞、第二液體活塞、低壓氣體管道、高壓氣體管道、高壓儲(chǔ)氣罐、發(fā)電裝置、第一水泵、第二水泵、水源、加熱裝置、降溫裝置、控制裝置。其通過設(shè)置兩個(gè)液體活塞裝置、低壓氣體管道、高壓氣體管道、發(fā)電裝置，在液體活塞內(nèi)對(duì)空氣進(jìn)行壓縮和膨脹，壓縮空氣勢能利用完全，減小了損耗，儲(chǔ)能利用率高；其通過在液體活塞內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器、儲(chǔ)液板，在外部設(shè)置液體降溫裝置，在空氣壓縮和膨脹的過程中，可以調(diào)節(jié)液體活塞內(nèi)的溫度，防止溫度變化劇烈造成對(duì)設(shè)備的損壞，安全性高；其通過設(shè)置加熱裝置和降溫裝置，可以對(duì)液體進(jìn)行控溫，從而控制氣體的溫度，自動(dòng)化程度高，溫度調(diào)節(jié)能力好，進(jìn)一步提高了儲(chǔ)能利用率。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、自動(dòng)化程度高、安全性好，適合大規(guī)模生產(chǎn)使用。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。