本發(fā)明涉及一種基于風(fēng)光棄電的柔性增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)儲(chǔ)能及碳封存控制方法，屬于儲(chǔ)能。

背景技術(shù)：

1、隨著中國(guó)新能源裝機(jī)量的增加，間歇性和不確定性的風(fēng)光電力設(shè)備給電網(wǎng)和調(diào)峰電廠帶來(lái)的巨大的調(diào)峰，調(diào)頻，調(diào)相負(fù)擔(dān)。大規(guī)模新能源出力隨機(jī)波動(dòng)性強(qiáng)，傳統(tǒng)電廠相對(duì)較小，調(diào)節(jié)能力不足，風(fēng)光棄電率高。合理優(yōu)化風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量配比以及儲(chǔ)能等靈活調(diào)節(jié)資源容量，是保障新能源高效外送消納的重要基礎(chǔ)。

2、目前我國(guó)風(fēng)電工程中以磷酸鐵鋰為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用居多，但是其儲(chǔ)能成本較高，難以大規(guī)模應(yīng)用，并且鋰電池循環(huán)壽命問(wèn)題也限制了儲(chǔ)能系統(tǒng)工作市場(chǎng)。其他常規(guī)儲(chǔ)能技術(shù)包括電子儲(chǔ)能，機(jī)械儲(chǔ)能，熱儲(chǔ)能等，在儲(chǔ)能規(guī)模，儲(chǔ)能時(shí)間，儲(chǔ)能效率，成本和響應(yīng)速度方面都存在一定的限制。因此亟需一種可以滿(mǎn)足規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間、響應(yīng)迅速且成本適宜的儲(chǔ)能技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種基于風(fēng)光棄電的柔性增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)儲(chǔ)能及碳封存控制方法。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種基于風(fēng)光棄電的柔性增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)儲(chǔ)能及碳封存控制方法，其采用一種柔性增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括增強(qiáng)型地?zé)崽铩o2儲(chǔ)液罐、通過(guò)管路依次連接在co2儲(chǔ)液罐出口側(cè)的泵及加熱設(shè)備以及通過(guò)管路依次連接在co2儲(chǔ)液罐進(jìn)口側(cè)的冷卻設(shè)備、膨脹設(shè)備及流量調(diào)節(jié)設(shè)備，加熱設(shè)備的co2出口及流量調(diào)節(jié)設(shè)備的進(jìn)口對(duì)應(yīng)連接至增強(qiáng)型地?zé)崽锏牡叵伦⑷刖暗叵律a(chǎn)井，

4、步驟一，準(zhǔn)備階段：

5、在co2儲(chǔ)液罐中儲(chǔ)存co2，檢查并確保柔性增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行正常；

6、步驟二，儲(chǔ)能過(guò)程：

7、收集風(fēng)光棄電為加熱設(shè)備及泵提供電能，啟動(dòng)加熱設(shè)備將來(lái)自泵的高壓co2加熱至高溫高壓狀態(tài)，

8、通過(guò)泵將co2輸送至地下注入井，注入增強(qiáng)型地?zé)崽镞M(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)通過(guò)流量調(diào)節(jié)裝置減小co2流量，此時(shí)增強(qiáng)型地?zé)崽锏膬?nèi)部溫度和壓力上升；

9、步驟三，維持階段：

10、通過(guò)流量調(diào)節(jié)設(shè)備適時(shí)調(diào)節(jié)增強(qiáng)型地?zé)崽飪?nèi)部的co2流量，并通過(guò)監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控增強(qiáng)型地?zé)崽锏膬?nèi)部溫度和壓力，確保系統(tǒng)處于穩(wěn)定的儲(chǔ)能狀態(tài)；

11、步驟四，能量釋放：

12、當(dāng)電力需求大于供給時(shí)，啟動(dòng)流量調(diào)節(jié)設(shè)備，提高co2流量以將增強(qiáng)型地?zé)崽镏械母邷馗邏篶o2釋放至膨脹設(shè)備進(jìn)行發(fā)電，將熱能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電后的co2經(jīng)冷卻設(shè)備冷卻成液態(tài)后再次儲(chǔ)存在co2儲(chǔ)液罐中，形成閉環(huán)循環(huán)，準(zhǔn)備下一次的儲(chǔ)能和發(fā)電操作。

13、進(jìn)一步地，所述加熱設(shè)備的加熱方式為電加熱。

14、進(jìn)一步地，所述加熱設(shè)備的加熱方式為熱泵換熱。

15、進(jìn)一步地，經(jīng)加熱設(shè)備加熱后的co2溫度范圍為200～400℃。

16、進(jìn)一步地，經(jīng)泵加壓后的co2壓力范圍為20mpa到40mpa。

17、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：

18、本發(fā)明將風(fēng)光棄電引入增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)中，一方面將風(fēng)光棄電轉(zhuǎn)化成co2內(nèi)能存儲(chǔ)，即將電能轉(zhuǎn)換為壓力勢(shì)能，另一方面將co2注入地下，通過(guò)壓力波動(dòng)和溫度波動(dòng)加快co2礦化封存速率。與傳統(tǒng)熱儲(chǔ)能方式相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于存儲(chǔ)規(guī)模大，儲(chǔ)能時(shí)間靈活，響應(yīng)速度快。除此之外，利用增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)高溫、高壓、低滲透、低熱導(dǎo)率的特性，co2損失更小，儲(chǔ)能溫度可以提高到400℃，實(shí)現(xiàn)更高的儲(chǔ)能效率。本發(fā)明通過(guò)對(duì)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行柔性操作，改變?cè)鰪?qiáng)型地?zé)崽飪?nèi)部co2工質(zhì)的溫度、壓力以及流量，實(shí)現(xiàn)能源的存儲(chǔ)以及碳封存。

19、在增強(qiáng)型地?zé)崽镏?，co2可以在高達(dá)400℃的高溫下進(jìn)行存儲(chǔ)，提高了發(fā)電效率以及儲(chǔ)能效率。通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)控增強(qiáng)型地?zé)崽飪?nèi)部工質(zhì)的溫度、壓力、流量，實(shí)現(xiàn)能量的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)具有極高的柔性。

20、柔性增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)中溫度及壓力的動(dòng)態(tài)變化提高了co2地下礦化封存的速率。

技術(shù)特征：

1.一種基于風(fēng)光棄電的柔性增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)儲(chǔ)能及碳封存控制方法，其特征在于：其采用一種柔性增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括增強(qiáng)型地?zé)崽?1)、co2儲(chǔ)液罐(2)、通過(guò)管路依次連接在co2儲(chǔ)液罐(2)出口側(cè)的泵(3)及加熱設(shè)備(4)以及通過(guò)管路依次連接在co2儲(chǔ)液罐(2)進(jìn)口側(cè)的冷卻設(shè)備(5)、膨脹設(shè)備(6)及流量調(diào)節(jié)設(shè)備(7)，加熱設(shè)備(4)的co2出口及流量調(diào)節(jié)設(shè)備(7)的進(jìn)口對(duì)應(yīng)連接至增強(qiáng)型地?zé)崽?1)的地下注入井及地下生產(chǎn)井，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光棄電的柔性增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)儲(chǔ)能及碳封存控制方法，其特征在于：所述加熱設(shè)備(4)的加熱方式為電加熱。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光棄電的柔性增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)儲(chǔ)能及碳封存控制方法，其特征在于：所述加熱設(shè)備(4)的加熱方式為熱泵換熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光棄電的柔性增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)儲(chǔ)能及碳封存控制方法，其特征在于：經(jīng)加熱設(shè)備(4)加熱后的co2溫度范圍為200～400℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光棄電的柔性增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)儲(chǔ)能及碳封存控制方法，其特征在于：經(jīng)泵(3)加壓后的co2壓力范圍為20mpa到40mpa。

技術(shù)總結(jié)
一種基于風(fēng)光棄電的柔性增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)儲(chǔ)能及碳封存控制方法，屬于儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的風(fēng)光棄電率高以及常規(guī)儲(chǔ)能技術(shù)的儲(chǔ)能規(guī)模、儲(chǔ)能時(shí)間及儲(chǔ)能效率存在一定限制的問(wèn)題。收集風(fēng)光棄電為加熱設(shè)備及泵提供電能，啟動(dòng)加熱設(shè)備將來(lái)自泵的高壓CO<subgt;2</subgt;加熱至高溫高壓狀態(tài)，通過(guò)泵將CO<subgt;2</subgt;輸送至地下注入井，注入增強(qiáng)型地?zé)崽镞M(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)通過(guò)流量調(diào)節(jié)裝置減小CO<subgt;2</subgt;流量。一方面將風(fēng)光棄電轉(zhuǎn)化成CO<subgt;2</subgt;內(nèi)能存儲(chǔ)，另一方面將CO<subgt;2</subgt;注入地下，通過(guò)壓力波動(dòng)和溫度波動(dòng)加快CO<subgt;2</subgt;礦化封存速率。與傳統(tǒng)熱儲(chǔ)能方式相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于存儲(chǔ)規(guī)模大，儲(chǔ)能時(shí)間靈活，響應(yīng)速度快。

技術(shù)研發(fā)人員：紀(jì)冬旭,張帆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：香港中文大學(xué)（深圳）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/31