本技术提供了一种基于回热回冷的热泵储电系统及其运行方法,包括热泵回路、高温储热模块、低温储冷模块以及发电模块,热泵回路包括第一压缩机、第二压缩机、热泵回热器、第一换热器、热泵回冷器以及第二换热器;第一压缩机、热泵回热器的冷侧、第二压缩机、第一换热器、热泵回热器的热侧、第四换热器、热泵回冷器的热侧、第一膨胀机、第二换热器以及热泵回冷器的冷侧通过管路依次连接,形成回路,第一换热器用于与高温储热模块热交换,第二换热器用于与低温储冷模块热交换;本发明中热泵回热器与热泵回冷器可分别回收工质和储热/冷介质换热后的余热与余冷,通过两级压缩中间加热和回热回冷设计,减小了压比和温度比,降低了热力机械开发难度,同时提升了热泵电‑热转换性能。
背景技术
近年来,随着太阳能、风力发电等可再生能源装机规模和发电量持续增长,弃风、弃光现象严重,风电、光伏光热大能源基地需要更大的灵活性以确保具有波动性和不确定性的风光电力能够可靠地集成到电力系统中,因此配备储能变得十分必要。
目前的风电、光伏光热大能源基地一般位于荒漠戈壁等,以锂电池储能为代表的电化学储能成本高且热安全性差,同时其地理位置和恶劣环境导致维护困难,寿命较短。而热泵储电由于具有不受地理条件限制、储能容量大、储能时间长等优势,近年来受到广泛关注。
热泵储电主要包括三个过程:充电过程将输入的低谷电或富余电能(如光伏电力等)通过热泵转换为高温热能和低温冷能;高温热能和低温冷能的存储;放电过程高温热能和低温冷能通过热机转换为电能输出,缓解用电高峰电网压力。
目前的技术中,一方面,同时实现高温储热和低温储冷需要热泵实现大温差提升,导致热泵性能不佳且对压缩机要求很高。另一方面,循环过程的不可逆性会导致必须采用额外换热器向环境排放大量热量,才能使循环与储热/冷温度相匹配,造成了浪费。
实现思路