1.一種基于液體溫度控制的等溫壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括：內(nèi)控溫液體活塞、水力發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)氣罐、低壓水池、控溫液體源及相配套的外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)施、液體驅(qū)動(dòng)裝置和閥門，內(nèi)控溫液體活塞分別與高壓氣體管道及低壓氣體管道相連，高壓氣體管道與儲(chǔ)氣罐相連，控溫液體源通過第二液體驅(qū)動(dòng)裝置與內(nèi)控溫液體活塞相連，水力發(fā)電設(shè)備連接內(nèi)控溫液體活塞、低壓水池和電網(wǎng)，低壓水池通過第一液體驅(qū)動(dòng)裝置與控溫液體源相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)控溫液體活塞是指通過液體活塞內(nèi)部液體控制氣體壓縮或膨脹時(shí)溫度的變化，腔內(nèi)采用蓄氣單元技術(shù)、蓄水單元技術(shù)、填料塔技術(shù)、平板塔技術(shù)、強(qiáng)制液體循環(huán)技術(shù)或換熱導(dǎo)管技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速的熱質(zhì)交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)在低壓水池和控溫液體源之間設(shè)置換熱器，即所述外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)施，根據(jù)所需液體溫度在液體更換過程中將液體溫度調(diào)溫至所需要求，所述換熱器的工作模式有兩種：
一是通過蒸發(fā)、冷凝塔、水循環(huán)或地下冷卻的液體降溫方式降低液體溫度；二是通過外部熱源、火電廠余熱、太陽能、地?zé)崮艿囊后w升溫方式升高液體溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述液體驅(qū)動(dòng)裝置是水泵或液壓活塞，根據(jù)液體流動(dòng)需要為單向驅(qū)動(dòng)或雙向驅(qū)動(dòng)，將內(nèi)控溫液體活塞、控溫液體源、低壓水池的高低位置合理布局實(shí)現(xiàn)在重力作用下液體直接流動(dòng)，從而省去液體驅(qū)動(dòng)裝置；
所述水力發(fā)電設(shè)備為液壓勢(shì)能轉(zhuǎn)換裝置、抽蓄發(fā)電機(jī)組、水泵水輪發(fā)電機(jī)組、液壓馬達(dá)或者其他水力設(shè)備，液壓勢(shì)能轉(zhuǎn)換裝置包括液壓活塞機(jī)構(gòu)及連接的直線發(fā)電機(jī)、經(jīng)曲柄連接的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)或另一組外部勢(shì)能源和發(fā)電設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述水力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行方式有如下幾種：一是以液壓勢(shì)能傳遞方式發(fā)電，在由兩組活塞組成的液壓活塞組兩邊連接兩個(gè)液壓勢(shì)能源，通過液壓活塞組做功將一個(gè)液壓勢(shì)能源的液壓勢(shì)能轉(zhuǎn)換成另外一個(gè)液壓勢(shì)能源的液壓勢(shì)能，再用于發(fā)電；二是液壓勢(shì)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能方式發(fā)電，將液壓勢(shì)能源連接至液壓活塞組上，通過液壓勢(shì)能源中的液體推動(dòng)液壓活塞組做功，將液壓勢(shì)能源的液壓勢(shì)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再通過直線發(fā)電機(jī)或者曲柄發(fā)電機(jī)發(fā)電；三是液壓勢(shì)能直接發(fā)電方式，將液壓勢(shì)能源通過換向閥連接到水輪發(fā)電機(jī)上發(fā)電；
所述勢(shì)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能方式發(fā)電的情況下，水力發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)如下：將液壓勢(shì)能源連接到液壓活塞組上，液壓活塞組的連桿與發(fā)電單元相連；其中發(fā)電單元的實(shí)現(xiàn)形式包括：直線發(fā)電機(jī)、曲柄連接的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述直線發(fā)電機(jī)的運(yùn)行方式如下：液壓勢(shì)能源與液壓活塞組相連，液壓活塞組的活塞桿與直線發(fā)電機(jī)的動(dòng)子直連，液壓勢(shì)能源中的液體通過液壓活塞組將液體勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，直接驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)發(fā)電；
所述曲柄連接的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式如下：液壓勢(shì)能源與液壓活塞組相連，液壓活塞組的活塞桿通過曲柄結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)連接，液壓勢(shì)能源中的液體通過液壓活塞組將液體勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動(dòng)曲柄結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)繼而驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
7.一種基于液體溫度控制的等溫壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能發(fā)電方法，其特征在于，包括：
儲(chǔ)能時(shí)，水力發(fā)電設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為液體勢(shì)能，進(jìn)一步在內(nèi)控溫液體活塞中將氣體壓縮，產(chǎn)生熱量被液體儲(chǔ)存，使液體勢(shì)能轉(zhuǎn)換為氣體勢(shì)能，將高壓氣體送入儲(chǔ)氣罐中；
發(fā)電時(shí)，在內(nèi)控溫液體活塞中高壓氣體膨脹做功，從液體中吸收熱量，將氣體勢(shì)能轉(zhuǎn)換成液體勢(shì)能進(jìn)而推動(dòng)水力發(fā)電設(shè)備發(fā)電；在儲(chǔ)能發(fā)電過程中內(nèi)控溫液體活塞利用液體比熱容大的特點(diǎn)控制氣體在縮放時(shí)的溫度變化；通過液體更換協(xié)調(diào)方法將控溫液體源內(nèi)液體替換內(nèi)控溫液體活塞原有液體，控制液體活塞內(nèi)氣體溫度；通過配套的外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)施實(shí)現(xiàn)控溫液體源的液體溫度控制方法，有四種工作模式：開放式直供運(yùn)行模式、密閉式直供運(yùn)行模式、余熱利用模式、高效發(fā)電模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，所述液體更換協(xié)調(diào)方法與儲(chǔ)能發(fā)電過程有并行工作和串行工作兩種協(xié)調(diào)運(yùn)行方式；并行工作是指液體更換與儲(chǔ)能發(fā)電同時(shí)進(jìn)行，串行工作是指液體更換與儲(chǔ)能發(fā)電依次分時(shí)進(jìn)行；當(dāng)內(nèi)控溫液體活塞由單個(gè)液體活塞獨(dú)立構(gòu)成時(shí)，其液體更換協(xié)調(diào)方法與儲(chǔ)能發(fā)電過程只有串行工作運(yùn)行方式，具體過程如下：
儲(chǔ)能時(shí)，液體活塞內(nèi)充滿氣體，在水力發(fā)電設(shè)備的作用下將低壓水池中的液體送入液體活塞中壓縮氣體使其氣壓升高，當(dāng)達(dá)到高壓氣體管道中的氣體氣壓時(shí)打開閥門，將壓縮氣體通過高壓氣體管道送入儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存起來，儲(chǔ)能過程結(jié)束后，將液體活塞內(nèi)液體在第三液體驅(qū)動(dòng)裝置作用下送出到外部液體源，再將通過外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)施調(diào)溫至所需溫度的控溫液體源中液體送入低壓水池，或直接將控溫液體源作為低壓水池運(yùn)行，進(jìn)行下一次儲(chǔ)能過程；
發(fā)電時(shí)，液體活塞內(nèi)充滿液體，打開閥門，儲(chǔ)氣罐中的高壓氣體通過高壓氣體管道進(jìn)入液體活塞中膨脹做功，推動(dòng)液體通過水力發(fā)電設(shè)備流出發(fā)電，發(fā)電過程結(jié)束后，在第二液體驅(qū)動(dòng)裝置作用下將控溫液體源中液體送入液體活塞中，液體活塞內(nèi)又充滿液體，進(jìn)行下一次發(fā)電過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，所述內(nèi)控溫液體活塞由兩個(gè)液體活塞成對(duì)或多個(gè)液體活塞兩兩成對(duì)組成，其液體更換協(xié)調(diào)方法與儲(chǔ)能發(fā)電過程有串行工作和并行工作兩種運(yùn)行方式，具體過程分別如下：
1)液體更換協(xié)調(diào)方法與儲(chǔ)能發(fā)電過程串行工作運(yùn)行方式為：
儲(chǔ)能時(shí)，第一液體活塞內(nèi)充滿氣體，第二液體活塞充滿液體，根據(jù)溫度需要第二液體活塞中的液體經(jīng)過換液過程更換為所需溫度液體，液體更換過程結(jié)束后在水力發(fā)電設(shè)備的作用下將第二液體活塞中的液體送入第一液體活塞中壓縮氣體使其氣壓升高，當(dāng)達(dá)到高壓氣體管道中的氣體氣壓時(shí)打開閥門，將壓縮氣體通過高壓氣體管道送入儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存起來，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，如此反復(fù)上述儲(chǔ)能過程可將電能源源不斷轉(zhuǎn)換為壓縮空氣勢(shì)能儲(chǔ)存起來；
發(fā)電時(shí)，第一液體活塞內(nèi)充滿液體，第二液體活塞充滿氣體，打開閥門，儲(chǔ)氣罐中的高壓氣體通過高壓氣體管道進(jìn)入第一液體活塞中膨脹，推動(dòng)液體通過水力發(fā)電設(shè)備流出發(fā)電，發(fā)電過程結(jié)束后，根據(jù)溫度需要經(jīng)過換液過程使第二液體活塞中更換為所需溫度液體，此時(shí)第一液體活塞內(nèi)充滿氣體，第二液體活塞充滿液體，如此反復(fù)上述發(fā)電過程可將壓縮空氣的勢(shì)能完全釋放用于發(fā)電；
2)液體更換協(xié)調(diào)方法與儲(chǔ)能發(fā)電過程并行工作運(yùn)行方式為：
儲(chǔ)能時(shí)，第一液體活塞內(nèi)充滿氣體，第二液體活塞內(nèi)充滿液體，在水力發(fā)電設(shè)備的作用下將控溫液體源中的液體送入第一液體活塞中，壓縮第一液體活塞中的氣體使其氣壓升高，當(dāng)達(dá)到高壓氣體管道中的氣體氣壓時(shí)打開閥門，將壓縮氣體通過高壓氣體管道送入儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存起來，同時(shí)在第三液體驅(qū)動(dòng)裝置的作用下將第二液體活塞中的液體排出，此時(shí)第一液體活塞內(nèi)充滿液體，第二液體活塞內(nèi)充滿氣體，如此反復(fù)上述儲(chǔ)能過程可將電能源源不斷轉(zhuǎn)換為壓縮空氣勢(shì)能儲(chǔ)存起來；
發(fā)電時(shí)，第一液體活塞內(nèi)充滿液體，第二液體活塞內(nèi)充滿氣體，打開閥門，儲(chǔ)氣罐中的高壓氣體通過高壓氣體管道進(jìn)入第一液體活塞中膨脹，推動(dòng)液體通過水力發(fā)電設(shè)備流出發(fā)電，同時(shí)在第二液體驅(qū)動(dòng)裝置的作用下將控溫液體源中的液體送入第二液體活塞中，此時(shí)第一液體活塞內(nèi)充滿氣體，第二液體活塞內(nèi)充滿液體，如此反復(fù)上述發(fā)電過程可將壓縮空氣的勢(shì)能完全釋放用于發(fā)電；
所述多個(gè)液體活塞中兩兩成對(duì)的液體活塞的運(yùn)行方式與上述第一液體活塞和第二液體活塞的一致，并且多個(gè)液體活塞可以在液體更換過程中提高運(yùn)行效率。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，所述液體溫度控制方法是指通過配套的外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)施，對(duì)控溫液體源的液體進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)控制；實(shí)現(xiàn)四種工作模式分別為：
開放式直供運(yùn)行模式，用于工作的液體溫度近似不變，控溫液體源為唯一的液體來源且為開放式，水源足夠大，包括：海洋、水庫(kù)、河流、湖泊；
密閉式直供運(yùn)行模式，控溫液體源為唯一的液體來源且為保溫密閉式，儲(chǔ)能時(shí)，液體送入內(nèi)控溫液體活塞腔中，氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量傳遞給液體，這部分液體在升溫后被絕熱儲(chǔ)存起來；發(fā)電時(shí)，這部分液體送入內(nèi)控溫液體活塞在氣體膨脹過程中提供熱量，發(fā)電結(jié)束后，該部分液體又被絕熱儲(chǔ)存起來；如此反復(fù)循環(huán)利用；
余熱利用模式，控溫液體源分成兩種溫度差異明顯的液體源，儲(chǔ)能時(shí)選擇溫度較高的液體源，往內(nèi)控溫液體活塞腔中送入溫度較高的液體，氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量傳遞給液體，使液體溫度進(jìn)一步升高，利用高溫液體實(shí)現(xiàn)供熱供暖；發(fā)電時(shí)選擇溫度較低的液體源，往內(nèi)控溫液體活塞腔中送入溫度較低的液體，壓縮空氣膨脹從液體中吸熱，實(shí)現(xiàn)低品質(zhì)熱量利用，在此過程中氣體和液體溫度都會(huì)降低，可用于制冷；為提高供暖效果，儲(chǔ)能時(shí)換熱器工作在升溫模式下升高液體溫度，為提高制冷效果，發(fā)電時(shí)換熱器工作在降溫模式下降低液體溫度；
高效發(fā)電模式，控溫液體源分成兩種溫度差異明顯的液體源，儲(chǔ)能時(shí)選擇溫度較低的液體源，低溫液體被送入內(nèi)控溫液體活塞中，氣體的熱量被低溫液體吸收，使氣體溫度和氣體壓強(qiáng)降低，減少氣體壓縮所用的能量；發(fā)電時(shí)選擇溫度較高的液體源，高溫液體被送入內(nèi)控溫液體活塞中，氣體吸收高溫液體的熱量，使氣體溫度和氣體壓強(qiáng)升高，以實(shí)現(xiàn)更高的能量輸出；為提高儲(chǔ)能發(fā)電效率，儲(chǔ)能時(shí)換熱器工作在降溫模式下降低液體溫度，發(fā)電時(shí)換熱器工作在升溫模式下升高液體溫度；
在上述所提到的儲(chǔ)能發(fā)電過程中，低壓水池可以和控溫液體源合二為一。