矿洞储气型压缩空气储能系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及储能技术领域，具体而言，涉及一种矿洞储气型压缩空气储能系统及其控制方法。

背景技术：

2.大规模开发新能源成为当今社会应对环境污染的主要方式。但风能、太阳能等新能源天生具有波动性和随机性的特征，给电网系统的安全运行带来了严峻的挑战。储能技术在解决新能源消纳、增强电网灵活性、改善新能源发电并网特性等方面具有显著优势。

3.压缩空气储能作为一种大规模物理储能技术，具有“零碳排”、“长寿命”、“高效率”的优势，是解决新能源消纳、提高电网安全稳定运行的最有效手段之一。随着压缩空气储能技术的快速发展，大容量储气技术已成为制约其规模化发展和广泛应用的关键。

4.我国矿产资源丰富，如何充分利用废弃矿洞作为规模化非补燃压缩空气储能电站的储气库，突破矿洞储气型压缩空气储能电站的技术瓶颈是促进电网更加友好地实现新能源消纳，保证电网稳定运行的关键。常规矿石开采后会留下大量沿地层分布的水平矿洞巷道。不同水平巷道之间会间隔一定厚度的围岩，如何最大化利用水平矿洞巷道体积，在安全范围内提高整体储气压力是提供矿洞储气型压缩空气储能系统储能密度的关键。

技术实现要素：

5.本发明的目的包括提供了一种矿洞储气型压缩空气储能系统及其控制方法，其能够最大化利用水平矿洞巷道的体积，在安全范围内提高系统整体储气压力和储能密度。

6.本发明的实施例可以这样实现：

7.第一方面，本发明提供一种矿洞储气型压缩空气储能系统，矿洞储气型压缩空气储能系统包括电动机、多级压缩机、多级冷却器、多级透平机、多级回热器、第一储热罐、第二储热罐、发电机以及沿地层方向垂直分布的多个水平矿洞巷道，多个水平矿洞巷道的一端均与一条垂直向下的竖井连通，沿竖井的深度方向布置输气管路，输气管路与多个水平矿洞巷道之间设置输气支路，每条输气支路上设置有阀门；

8.电动机、多级压缩机、多级冷却器、多级回热器、多级透平机和发电机依次连通，输气支路连通到多级冷却器与多级回热器之间的管道上，多级回热器、第一储热罐、多级冷却器以及第二储热罐依次连通，形成循环回路。

9.在可选的实施方式中，多级压缩机包括第一压缩机和第二压缩机，多级冷却器包括第一冷却器和第二冷却器，第一冷却器包括a1接口和b1接口，第二冷却器包括a2接口和b2接口；

10.电动机、第一压缩机、a1接口、b1接口、第二压缩机、a2接口和b2接口依次连通。

11.在可选的实施方式中，第一冷却器包括c1接口和d1接口，第二冷却器包括c2接口和d2接口；

12.第一储热罐、c1接口、d1接口和第二储热罐依次连通；

13.第一储热罐、c2接口、d2接口和第二储热罐依次连通。

14.在可选的实施方式中，多级透平机包括第一透平机和第二透平机，多级回热器包括第一回热器和第二回热器，第一回热器包括a3接口和b3接口，第二回热器包括a4接口和b4接口；

15.b2接口、a3接口、b3接口、第一透平机、a4接口和b4接口依次连通。

16.在可选的实施方式中，第一回热器包括c3接口和d3接口，第二回热器包括c4接口和d4接口；

17.第二储热罐、c3接口、d3接口和第一储热罐依次连通；

18.第二储热罐、c4接口、d4接口和第一储热罐依次连通。

19.在可选的实施方式中，多级冷却器与多级回热器之间的管路上安装有第一电磁阀和第二电磁阀，输气管路连通在第一电磁阀与第二电磁阀之间的管路上。

20.在可选的实施方式中，水平矿洞巷道的数量至少为三个。

21.第二方面，本发明提供一种矿洞储气型压缩空气储能系统的控制方法，应用于前述实施方式的矿洞储气型压缩空气储能系统，控制方法包括：

22.储能时，利用多级压缩机将空气压缩后，采用多级冷却器回收空气中的热能，被冷却后的空气首先注入所有水平矿洞巷道直至每个水平矿洞巷道内压力由初始压力p0增压至p1，然后，沿竖井从上往下依次减少注气的水平矿洞巷道的数量，每减少一个注气的水平矿洞巷道就将余下的水平矿洞巷道的最终储气压力相应增加dp，按照此方式直到注气至底层的水平矿洞巷道。

23.在可选的实施方式中，控制方法包括：

24.释能时，首先选择位于最底层的水平矿洞巷道进行释气，释气压力范围为dp，释放的空气经过多级回热器加热后，依次经过多级透平机透平发电，然后，沿着竖井从下往上依次增加释气的水平矿洞巷道的数量，释气压力范围为dp，按照此方式直到释气至顶层的水平矿洞巷道，最后选择所有水平矿洞巷道进行释气，直至所有水平矿洞巷道的储气压力均降低至p0。

25.本发明实施例提供的矿洞储气型压缩空气储能系统及其控制方法的有益效果包括：

26.1.储能时，首先将空气注入所有水平矿洞巷道，然后，沿竖井从上往下依次减少注气的水平矿洞巷道的数量，可充分利用水平矿洞巷道之间围岩的承压，能力实现梯压储气，最终提高系统整体的储气压力和储能密度；

27.2.释能时，首先选择位于最底层的水平矿洞巷道进行释气，然后，沿着竖井从下往上依次增加释气的水平矿洞巷道的数量，依次经过多级透平机透平发电，提高发电能力。

附图说明

28.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

29.图1为本发明实施例提供的矿洞储气型压缩空气储能系统的结构示意图。

30.图标：100-矿洞储气型压缩空气储能系统；1-电动机；2-第一压缩机；3-第二压缩机；4-第一冷却器；5-第二冷却器；6-第一储热罐；7-第二储热罐；8-第一回热器；9-第二回热器；10-第一透平机；11-第二透平机；12-发电机；13-输气管路；14-输气支路；15-竖井；16-第一电磁阀；17-第二电磁阀；18-第三电磁阀；19-第四电磁阀；20-第五电磁阀；21-第六电磁阀；22-第七电磁阀；23-地表层；24-围岩；25-第一水平巷道；26-第二水平巷道；27-第三水平巷道；28-第四水平巷道；29-第五水平巷道。

具体实施方式

31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

32.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

34.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

35.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

37.请参考图1，本实施例提供了一种矿洞储气型压缩空气储能系统100，矿洞储气型压缩空气储能系统100包括电动机1、多级压缩机、多级冷却器、多级透平机、多级回热器、第一储热罐6、第二储热罐7、发电机12以及沿地层方向垂直分布的多个水平矿洞巷道，多个水平矿洞巷道的一端均与一条垂直向下的竖井15连通，沿竖井15的深度方向布置输气管路13，输气管路13与多个水平矿洞巷道之间设置输气支路14，每条输气支路14上设置有阀门。电动机1、多级压缩机、多级冷却器、多级回热器、多级透平机和发电机12依次连通，输气支路14连通到多级冷却器与多级回热器之间的管道上，多级回热器、第一储热罐6、多级冷却器以及第二储热罐7依次连通，形成循环回路。其中，第一储热罐6为低温罐，第二储热罐7为高温罐。

38.具体的，多级压缩机包括第一压缩机2和第二压缩机3，多级冷却器包括第一冷却器4和第二冷却器5，多级回热器包括第一回热器8和第二回热器9，多级透平机包括第一透平机10和第二透平机11。

39.第一冷却器4包括a1接口、b1接口、c1接口和d1接口，第二冷却器5包括a2接口、b2接口、c2接口和d2接口，第一回热器8包括a3接口、b3接口、c3接口和d3接口，第二回热器9包

括a4接口、b4接口、c4接口和d4接口。

40.电动机1、第一压缩机2、a1接口、b1接口、第二压缩机3、a2接口和b2接口依次连通。第一储热罐6、c1接口、d1接口和第二储热罐7依次连通。第一储热罐6、c2接口、d2接口和第二储热罐7依次连通。b2接口、a3接口、b3接口、第一透平机10、a4接口和b4接口依次连通。第二储热罐7、c3接口、d3接口和第一储热罐6依次连通。第二储热罐7、c4接口、d4接口和第一储热罐6依次连通。

41.多级冷却器与多级回热器之间的管路上安装有第一电磁阀16和第二电磁阀17，输气管路13连通在第一电磁阀16与第二电磁阀17之间的管路上。

42.水平矿洞巷道的数量至少为三个。本实施例中，水平矿洞巷道的数量设计有五个，从上至下依次为：第一水平巷道25、第二水平巷道26、第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29。

43.五个水平矿洞巷道的输气支路14上分别安装有第三电磁阀18、第四电磁阀19、第五电磁阀20、第六电磁阀21和第七电磁阀22。

44.最大承压能力p1根据地表层23的厚度以及地质状态计算得出，承压能力dp根据相邻两个水平矿洞巷道之间围岩24的厚度以及地质状态计算得出。在实际中，因为不同的水平矿洞巷道之间的围岩24的状态可能存在差异，所以不同的水平矿洞巷道的承压能力dp一般是不相同的。本实施例中，假设各相邻水平矿洞巷道之间围岩24的厚度以及地质状态相似，故各水平矿洞巷道的最大承压能力均为dp。

45.本实施例还提供上述矿洞储气型压缩空气储能系统100的控制方法，控制方法包括：

46.储能时，利用多级压缩机将空气压缩后，采用多级冷却器回收空气中的热能，被冷却后的空气首先注入所有水平矿洞巷道直至每个水平矿洞巷道内压力由初始压力p0增压至p1，然后，沿竖井15从上往下依次减少注气的水平矿洞巷道的数量，每减少一个注气的水平矿洞巷道就将余下的水平矿洞巷道的最终储气压力相应增加dp，按照此方式直到注气至底层的水平矿洞巷道。

47.释能时，首先选择位于最底层的水平矿洞巷道进行释气，释气压力范围为dp，释放的空气经过多级回热器加热后，依次经过多级透平机透平发电，然后，沿着竖井15从下往上依次增加释气的水平矿洞巷道的数量，释气压力范围为dp，按照此方式直到释气至顶层的水平矿洞巷道，最后选择所有水平矿洞巷道进行释气，直至所有水平矿洞巷道的储气压力均降低至p0。

48.具体的，在储能时采用如下步骤：

49.步骤一、根据地表层23的厚度以及地质状态，计算地表层23满足地表安全性的最大承压能力p1；根据各水平矿洞巷道之间的围岩24厚度以及地质现状，计算围岩24的最大承压能力dp(即其它水平矿洞巷道的最大承压能力dp)。

50.步骤二、打开第一电磁阀16、第三电磁阀18、第四电磁阀19、第五电磁阀20、第六电磁阀21和第七电磁阀22，关闭第二电磁阀17。利用电动机1驱动第一级压缩机和第二级压缩机将空气由常压状态压缩到高温高压状态，在此过程中驱动低温蓄热介质从第一储热罐6出口，分别通过第一级冷却器和第二级冷却器以吸收第一压缩机2和第二压缩机3出口空气的压缩热，并将压缩热储存于第二储热罐7。被冷却后的高压空气同时注入矿洞巷道第一水

平巷道25、第二水平巷道26、第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29，保证注气过程中各巷道的压力变化趋势相同，直到第一水平巷道25、第二水平巷道26、第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29内的空气压力从初始压力p0达到p1。

51.步骤三、打开第一电磁阀16、第四电磁阀19、第五电磁阀20、第六电磁阀21和第七电磁阀22，关闭第二电磁阀17和第三电磁阀18。利用电动机1驱动第一压缩机2、第二压缩机3将空气由常压状态压缩到高温高压状态，在此过程中利用第一冷却器4和第二冷却器5吸收高温空气中的热能并存储于第二储热罐7。被冷却后的高压空气同时注入第二水平巷道26、第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29，保证注气过程中各巷道的压力变化趋势相同，直到第二水平巷道26、第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29内的空气压力达到(p1+dp)。由于第二水平巷道26、第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29的压力相同，故其内部巷道之间的围岩24处于非承压状态。

52.步骤四、打开第一电磁阀16、第五电磁阀20、第六电磁阀21和第七电磁阀22，关闭第二电磁阀17、第三电磁阀18和第四电磁阀19。利用电动机1驱动第一压缩机2、第二压缩机3将空气由常压状态压缩到高温高压状态，在此过程中利用第一冷却器4和第二冷却器5吸收高温空气中的热能并存储于第二储热罐7。被冷却后的高压空气同时注入第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29，保证注气过程中各巷道的压力变化趋势相同，直到第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29内的空气压力达到(p1+2dp)。由于第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29的压力相同，故其内部巷道之间的围岩24处于非承压状态。

53.步骤五、打开第一电磁阀16、第六电磁阀21和第七电磁阀22，关闭第二电磁阀17、第三电磁阀18、第四电磁阀19和第五电磁阀20。利用电动机1驱动第一压缩机2、第二压缩机3将空气由常压状态压缩到高温高压状态，在此过程中利用第一冷却器4和第二冷却器5吸收高温空气中的热能并存储于第二储热罐7。被冷却后的高压空气同时注入第四水平巷道28和第五水平巷道29，保证注气过程中各巷道的压力变化趋势相同，直到第四水平巷道28和第五水平巷道29内的空气压力达到(p1+3dp)。由于第四水平巷道28和第五水平巷道29的压力相同，故其内部巷道之间的围岩24处于非承压状态。

54.步骤六、打开第一电磁阀16和第七电磁阀22，关闭第二电磁阀17、第三电磁阀18、第四电磁阀19、第五电磁阀20和第六电磁阀21。利用电动机1驱动第一压缩机2、第二压缩机3将空气由常压状态压缩到高温高压状态，在此过程中利用第一冷却器4和第二冷却器5吸收高温空气中的热能并存储于第二储热罐7。被冷却后的高压空气同时注入第五水平巷道29，保证注气过程中各巷道的压力变化趋势相同，直到第五水平巷道29内的空气压力达到(p1+4dp)。

55.在压缩过程中，通过逐次利用水平矿洞巷道之间围岩24的承压能力，按照水平矿洞巷道从上到下压力逐次增加的储气方案，既保证了矿洞储气的安全性，也增加了系统的整体储气压力，极大的提高了系统的储能密度。

56.在释能时采用如下步骤：

57.步骤一、打开第二电磁阀17和第七电磁阀22，关闭第一电磁阀16、第三电磁阀18、第四电磁阀19、第五电磁阀20和第六电磁阀21。释放第五水平巷道29内的高压空气，经过第一级回热器被加热到高温高压状态后，再进入第一透平机10透平做功，从第一透平机10出

口的低温中压空气再经过第二回热器9被加热到高温中压状态后经过第二透平机11透平做功后排向大气。在此过程中驱动高温蓄热介质从第二储热罐7出口，分别通过第一回热器8和第二回热器9释放高温压缩热后回到第一储热罐6。持续该过程，直至第五水平巷道29内的空气压力降至(p1+3dp)。

58.步骤二、打开第二电磁阀17、第六电磁阀21和第七电磁阀22，关闭第一电磁阀16、第三电磁阀18、第四电磁阀19和第五电磁阀20。同时释放第四水平巷道28和第五水平巷道29内的高压空气，经过第一回热器8和第二回热器9被加热到高温状态后，再依次经过第一透平机10和第二透平机11透平做功后排向大气。在此过程中驱动高温蓄热介质从第二储热罐7出口，分别通过第一回热器8和第二回热器9释放高温压缩热后回到第一储热罐6。持续该过程，直至第四水平巷道28和第五水平巷道29内的空气压力降至(p1+2dp)。

59.步骤三、打开第二电磁阀17、第五电磁阀20、第六电磁阀21和第七电磁阀22，关闭第一电磁阀16、第三电磁阀18和第四电磁阀19。同时释放第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29内的高压空气，经过第一回热器8和第二回热器9被加热到高温状态后，再依次经过第一透平机10和第二透平机11透平做功后排向大气。在此过程中驱动高温蓄热介质从第二储热罐7出口，分别通过第一回热器8和第二回热器9释放高温压缩热后回到第一储热罐6。持续该过程，直至第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29内的空气压力降至(p1+dp)。

60.步骤四、打开第二电磁阀17、第四电磁阀19、第五电磁阀20、第六电磁阀21和第七电磁阀22，关闭第一电磁阀16和第三电磁阀18。同时释放第二水平巷道26、第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29内的高压空气，经过第一回热器8和第二回热器9被加热到高温状态后，再依次经过第一透平机10和第二透平机11透平做功后排向大气。在此过程中驱动高温蓄热介质从第二储热罐7出口，分别通过第一回热器8和第二回热器9释放高温压缩热后回到第一储热罐6。持续该过程，直至第二水平巷道26、第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29内的空气压力降至p1。

61.步骤五、打开第二电磁阀17、第三电磁阀18、第四电磁阀19、第五电磁阀20、第六电磁阀21和第七电磁阀22，关闭第一电磁阀16。同时释放第一水平巷道25、第二水平巷道26、第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29内的高压空气，经过第一回热器8和第二回热器9被加热到高温状态后，再依次经过第一透平机10和第二透平机11透平做功后排向大气。在此过程中驱动高温蓄热介质从第二储热罐7出口，分别通过第一回热器8和第二回热器9释放高温压缩热后回到第一储热罐6。持续该过程，直至第一水平巷道25、第二水平巷道26、第三水平巷道27、第四水平巷道28和第五水平巷道29内的空气压力降至p0。

62.本发明实施例提供的矿洞储气型压缩空气储能系统及其控制方法的有益效果包括：

63.1.储能时，首先将空气注入所有水平矿洞巷道，然后，沿竖井15从上往下依次减少注气的水平矿洞巷道的数量，可充分利用水平矿洞巷道之间围岩24的承压，能力实现梯压储气，最终提高系统整体的储气压力和储能密度；

64.2.释能时，首先选择位于最底层的水平矿洞巷道进行释气，然后，沿着竖井15从下往上依次增加释气的水平矿洞巷道的数量，依次经过多级透平机透平发电，提高发电能力。

65.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉

本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。技术特征：

1.一种矿洞储气型压缩空气储能系统，其特征在于，所述矿洞储气型压缩空气储能系统包括电动机(1)、多级压缩机、多级冷却器、多级透平机、多级回热器、第一储热罐(6)、第二储热罐(7)、发电机(12)以及沿地层方向垂直分布的多个水平矿洞巷道，多个所述水平矿洞巷道的一端均与一条垂直向下的竖井(15)连通，沿所述竖井(15)的深度方向布置输气管路(13)，所述输气管路(13)与多个所述水平矿洞巷道之间设置输气支路(14)，每条所述输气支路(14)上设置有阀门；所述电动机(1)、所述多级压缩机、所述多级冷却器、所述多级回热器、所述多级透平机和所述发电机(12)依次连通，所述输气支路(14)连通到所述多级冷却器与所述多级回热器之间的管道上，所述多级回热器、所述第一储热罐(6)、所述多级冷却器以及所述第二储热罐(7)依次连通，形成循环回路。2.根据权利要求1所述的矿洞储气型压缩空气储能系统，其特征在于，所述多级压缩机包括第一压缩机(2)和第二压缩机(3)，所述多级冷却器包括第一冷却器(4)和第二冷却器(5)，所述第一冷却器(4)包括a1接口和b1接口，所述第二冷却器(5)包括a2接口和b2接口；所述电动机(1)、所述第一压缩机(2)、所述a1接口、所述b1接口、所述第二压缩机(3)、所述a2接口和所述b2接口依次连通。3.根据权利要求2所述的矿洞储气型压缩空气储能系统，其特征在于，所述第一冷却器(4)包括c1接口和d1接口，所述第二冷却器(5)包括c2接口和d2接口；所述第一储热罐(6)、所述c1接口、所述d1接口和所述第二储热罐(7)依次连通；所述第一储热罐(6)、所述c2接口、所述d2接口和所述第二储热罐(7)依次连通。4.根据权利要求2所述的矿洞储气型压缩空气储能系统，其特征在于，所述多级透平机包括第一透平机(10)和第二透平机(11)，所述多级回热器包括第一回热器(8)和第二回热器(9)，所述第一回热器(8)包括a3接口和b3接口，所述第二回热器(9)包括a4接口和b4接口；所述b2接口、所述a3接口、所述b3接口、所述第一透平机(10)、所述a4接口和所述b4接口依次连通。5.根据权利要求4所述的矿洞储气型压缩空气储能系统，其特征在于，所述第一回热器(8)包括c3接口和d3接口，所述第二回热器(9)包括c4接口和d4接口；所述第二储热罐(7)、所述c3接口、所述d3接口和所述第一储热罐(6)依次连通；所述第二储热罐(7)、所述c4接口、所述d4接口和所述第一储热罐(6)依次连通。6.根据权利要求1所述的矿洞储气型压缩空气储能系统，其特征在于，所述多级冷却器与所述多级回热器之间的管路上安装有第一电磁阀(16)和第二电磁阀(17)，所述输气管路(13)连通在所述第一电磁阀(16)与所述第二电磁阀(17)之间的管路上。7.根据权利要求1所述的矿洞储气型压缩空气储能系统，其特征在于，所述水平矿洞巷道的数量至少为三个。8.一种矿洞储气型压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的矿洞储气型压缩空气储能系统，所述控制方法包括：储能时，利用所述多级压缩机将空气压缩后，采用多级冷却器回收空气中的热能，被冷却后的空气首先注入所有所述水平矿洞巷道直至每个所述水平矿洞巷道内压力由初始压力p0增压至p1，然后，沿所述竖井(15)从上往下依次减少注气的所述水平矿洞巷道的数量，

每减少一个注气的所述水平矿洞巷道就将余下的所述水平矿洞巷道的最终储气压力相应增加dp，按照此方式直到注气至底层的所述水平矿洞巷道。9.根据权利要求8所述的矿洞储气型压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：释能时，首先选择位于最底层的所述水平矿洞巷道进行释气，释气压力范围为dp，释放的空气经过所述多级回热器加热后，依次经过所述多级透平机透平发电，然后，沿着所述竖井(15)从下往上依次增加释气的所述水平矿洞巷道的数量，释气压力范围为dp，按照此方式直到释气至顶层的所述水平矿洞巷道，最后选择所有所述水平矿洞巷道进行释气，直至所有所述水平矿洞巷道的储气压力均降低至p0。

技术总结

本发明提供一种矿洞储气型压缩空气储能系统及其控制方法，涉及储能技术领域。系统包括多级压缩机、多级冷却器、多级透平机、多级回热器、第一储热罐、第二储热罐以及沿地层方向垂直分布的多个水平矿洞巷道，多个水平矿洞巷道的一端均与一条垂直向下的竖井连通，竖井中的输气管路与多个水平矿洞巷道之间设置输气支路，每条输气支路上设置有阀门；多级压缩机、多级冷却器、多级回热器和多级透平机依次连通，输气支路连通到多级冷却器与多级回热器之间的管道上，多级回热器、第一储热罐、多级冷却器以及第二储热罐依次连通，形成循环回路。该系统及其控制方法能够最大化利用水平矿洞巷道的体积，在安全范围内提高系统整体储气压力和储能密度。和储能密度。和储能密度。

技术研发人员：郑天文 梅生伟 陈来军 张跃 张程云 蒋力波 潘磊

受保护的技术使用者：清华四川能源互联网研究院

技术研发日：2021.11.23

技术公布日：2022/2/11