本發(fā)明涉及能源儲能以及放能技術領域，具體為一種新型壓縮空氣儲能裝置。

背景技術：

自1949年stallaval提出利用壓縮空氣儲能以來，國內外學者進行了大量的研究。目前世界上已有兩座大型傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能電站投入運營。壓縮空氣儲能，是指在電網(wǎng)負荷低谷期將電能用于壓縮空氣，在電網(wǎng)負荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機發(fā)電的儲能方式。形式主要有，傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)、帶儲熱裝置的壓縮空氣儲能系統(tǒng)、液氣壓縮儲能系統(tǒng)。但是這幾種壓縮空氣儲能方式在壓縮空氣過程中會以熱能的形式浪費大量的能量，而且由于這幾種壓縮空氣儲能裝置并沒有考率余隙容積的影響，能量轉化效率并不理想，而且在放能過程中難免會因發(fā)電量和用電量不符而浪費大量的能量，因此極大的制約了壓縮空氣儲能的發(fā)展。

中國專利cn104675464a公開了一種多級壓縮空氣儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計分級儲能裝置來儲存能源，但是該系統(tǒng)處于理論狀態(tài)，是通過多個壓縮機的直接串聯(lián)來實現(xiàn)的多級，在實際應用中壓縮機的直接串聯(lián)會造成壓縮機的驟停，而且該系統(tǒng)并未給出多級壓縮空氣儲能的具體各級壓強關系，只給出一個逐級增壓的方案，無法應用于實際，也未能解決用電量和發(fā)電量不符的問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，提供一種新型壓縮空氣儲能裝置，該裝置將一個壓縮機連接一個儲氣罐形成一個儲能部分，多個儲能部分串聯(lián)形成多級壓縮，能夠使每級達到相應的壓強。

本發(fā)明解決所述技術問題采用的技術方案是：一種新型壓縮空氣儲能裝置，其特征在于該裝置包括控制系統(tǒng)、n個儲能部分和n個發(fā)電部分，n≥2，為n級壓縮儲能，控制系統(tǒng)用來控制儲能部分和發(fā)電部分進行相應的動作；所述儲能部分包括空氣壓縮機和儲氣罐，空氣壓縮機的出口通過高壓管與儲氣罐的進口連接，儲氣罐的出氣口通過高壓管連接下一級空氣壓縮機的進口，儲氣罐的排風口通過高壓管與外界大氣聯(lián)通；在每個連接的相應高壓管上均安裝有電磁閥，在連接儲氣罐排風口的高壓管的另一端設有發(fā)電部分；第一級空氣壓縮機提供氣源動力，將電網(wǎng)在用電低峰時發(fā)出的多余電力轉化成氣體內能；第n級儲氣罐的出氣口封閉；所述發(fā)電部分包括風力發(fā)電機和控制風力發(fā)電機的電磁閥；在每個儲氣罐內均安裝有氣壓傳感器，氣壓傳感器用于檢測儲氣罐內的壓強，第一級儲氣罐至第n級儲氣罐的n個儲氣罐的容積依次減??；

所述控制系統(tǒng)以單片機為核心，單片機與各個高壓管上的電磁閥均通過一個電磁繼電器連接，同時每個空氣壓縮機也單獨通過一個電磁繼電器與單片機連接；單片機分別與控制風力發(fā)電機的電磁閥和每個氣壓傳感器連接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明裝置采用多級串聯(lián)模式的空氣壓縮方式，逐級壓縮空氣壓力以減少壓縮過程產(chǎn)生的熱量，同時采用壓縮空氣多風速段發(fā)電的模式，即利用不同的儲氣罐壓強來發(fā)電，充分利用壓縮空氣的能量；經(jīng)過儲能仿真實驗可知，合理設置每級儲氣罐的壓強，實現(xiàn)壓縮空氣儲能運行優(yōu)化，實現(xiàn)壓縮空氣儲能的最大利用效率，促進能源儲能領域的節(jié)能減排。

本發(fā)明裝置的空氣壓縮機采用風冷無油空氣壓縮機，壓縮腔沒有油參與且利用風冷，持續(xù)壓縮無油潔凈空氣，無污染，可以避免接頭的堵塞從而減少了后期維修，減少了大量的維修費用；常閉型電磁閥通電時處于打開狀態(tài)，本發(fā)明裝置中關閉時長明顯大于開通時長，可以最大程度節(jié)省電能；所壓縮氣體為空氣，零排放，無污染，安全性能高，空氣不易爆炸也不易被點燃，且不許消耗任何費用購買即可大量免費獲得；多級儲氣罐與空氣壓縮機的串聯(lián)使用，大大延長了儲氣罐和空氣壓縮機的使用壽命，最大程度節(jié)省了材料；本發(fā)明中空氣壓縮機和儲氣罐的壓縮能力和容器是可以根據(jù)實際情況選擇的，在小型的儲能領域可以使用容積小的儲氣罐，壓縮能力小些的空氣壓縮機，在大型的儲能領域可以利用廢棄的礦洞或者山洞作為儲氣罐，也可以直接使用大型的儲氣罐，同時選用壓縮能力大的空氣壓縮機，大大拓寬了裝置的使用范圍，讓使用更加便捷和靈活。

串聯(lián)模式壓縮空氣，采用逐級增壓的方式進行壓縮空氣，減少了壓縮過程中的發(fā)熱量，而且減少了余隙容積對于效率的影響，從而提高了能量轉化效率。逐級增壓的儲能方式使不同的儲氣罐中存有不同壓強的氣體，不同壓強的氣體可產(chǎn)生不同量的電能，根據(jù)電能的需求量合理利用不同壓強的氣體來進行發(fā)電，這可以使用電調度達到最優(yōu)化，避免浪費能量，從而最合理的利用壓縮空氣的內能。

本裝置的應用在于，當用電處于低谷時，將電能轉化為壓縮空氣能量，當用電高峰時，將壓縮空氣能量轉化為電能。由于壓縮機和儲氣罐的可更換性使得本發(fā)明裝置的應用范圍非常廣泛，不僅能用在工業(yè)中，而且能在家居生活中使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明新型壓縮空氣儲能裝置的連接示意圖。

圖2為本發(fā)明新型壓縮空氣儲能裝置的結構示意圖。

圖3為本發(fā)明新型壓縮空氣儲能裝置的風力發(fā)電機結構示意圖。

圖4為實驗1-3計算的總體效率值與對應的第二級儲氣罐的壓強(二號罐氣壓值)繪制成的點跡分布圖；

圖5為實驗4-6計算的總體效率值與對應的第二級儲氣罐的壓強(二號罐氣壓值)繪制成的點跡分布圖；

圖6為實驗7-9計算的總體效率值與對應的第二級儲氣罐的壓強(二號罐氣壓值)繪制成的點跡分布圖；

圖7為實驗10-12計算的總體效率值與對應的第二級儲氣罐的壓強(二號罐氣壓值)繪制成的點跡分布圖；

圖中，1空氣壓縮機、2電磁閥、3儲氣罐、4接頭、5高壓管、6風力發(fā)電機、7氣壓傳感器、8單片機、9電磁繼電器。

具體實施方式

下面將結合實施例及附圖對本發(fā)明進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請權利要求保護的范圍。

本發(fā)明新型壓縮空氣儲能裝置(以下簡稱裝置，參見圖1-3)包括控制系統(tǒng)、n個儲能部分和n個發(fā)電部分，n≥2，為n級壓縮儲能，控制系統(tǒng)用來控制儲能部分和發(fā)電部分進行相應的動作；所述儲能部分包括空氣壓縮機1和儲氣罐3，空氣壓縮機1的出口通過高壓管5與儲氣罐的進口連接，儲氣罐的出氣口通過高壓管連接下一級空氣壓縮機的進口，儲氣罐的排風口通過高壓管與外界大氣聯(lián)通；在每個連接的相應高壓管上均安裝有電磁閥2，在連接儲氣罐排風口的高壓管的另一端設有發(fā)電部分；第一級空氣壓縮機1.1提供氣源動力，將電網(wǎng)在用電低峰時發(fā)出的多余電力轉化成氣體內能，使壓縮空氣產(chǎn)生氣壓，第一級空氣壓縮機的進口直接暴露在空氣中，吸收空氣中的氣體；第n級儲氣罐3.3的出氣口封閉；所述發(fā)電部分包括風力發(fā)電機6和控制風力發(fā)電機的電磁閥2.9；在每個儲氣罐內均安裝有氣壓傳感器7，氣壓傳感器用于檢測儲氣罐內的壓強，第一級儲氣罐至第n級儲氣罐的n個儲氣罐的容積依次減?。?/p>

所述控制系統(tǒng)以單片機為核心，單片機8與各個高壓管上的電磁閥2均通過一個電磁繼電器9連接，同時每個空氣壓縮機也單獨通過一個電磁繼電器與單片機連接；單片機8分別與控制風力發(fā)電機的電磁閥2.9和每個氣壓傳感器連接。

氣壓傳感器檢測儲氣罐內的氣壓值，然后將該氣壓值反饋給單片機，單片機同時通過相應的電磁繼電器分別控制空氣壓縮機的啟停和相應電磁閥的通斷，從而對空氣壓縮機的運行及空氣壓縮機與儲氣罐之間的氣體流通進行控制。本發(fā)明采用電磁繼電器隔離，使用電磁繼電器控制強電的通和斷，以弱電信號控制強電部分的運行，保障了控制系統(tǒng)的安全可靠。

本發(fā)明所述空氣壓縮機1為風冷空氣壓縮機，通過壓縮機機身兩側的散熱扇片來進行冷卻，同時由于機身的材質是金屬鋁，也有助于壓縮機本身的散熱。

本發(fā)明中所述單片機為stm32單片機，用來控制空氣壓縮機的啟動和關閉及空氣壓縮機與儲氣罐之間的電磁閥的通斷。

本發(fā)明裝置摒棄了現(xiàn)有單個壓縮機模式，采用了串聯(lián)模式的連接方式，通過此連接方式逐級提升空氣壓強從而最大程度上減少壓縮過程發(fā)熱量。

本發(fā)明裝置的運行主要分為兩個過程，第一個過程即為電能轉換為壓縮空氣內能的過程，該過程采用多級壓縮方式；第二個過程為壓縮空氣發(fā)電，將空氣內能再度轉化為電能，采用壓縮空氣多風速段發(fā)電的模式，即利用不同的儲氣罐壓強來發(fā)電，充分利用壓縮空氣的能量。本發(fā)明中n可以為2-3，以n＝3為例，本發(fā)明裝置在電能轉換為壓縮空氣內能的過程中采用多級壓縮，分為三級，每一級由一個空氣壓縮機和一個儲氣罐組成，通過利用電網(wǎng)中多余的電能將空氣分別壓縮在三個不同容積的儲氣罐中，通過大量實驗選擇出了最優(yōu)的氣壓比和最優(yōu)運行方式，最優(yōu)的氣壓比為4.5:2:4.2，本申請中第二級到第三級的增壓即視為逐級增壓，最優(yōu)的運行方式是多級增壓，采用多級增壓方式比單級直接達到相應壓強的效率高，最大程度上減小了電能轉化為空氣內能過程中的損耗，而且多級壓縮空氣儲能減少了余隙容積對其效率的影響，提高了空氣壓縮機的效率；在壓縮空氣發(fā)電過程中，根據(jù)不同供電需求，選擇不同壓強的壓縮空氣進行發(fā)電，當電網(wǎng)電能需求低時，使用低氣壓的儲氣罐來釋放能量，當電網(wǎng)電能需求高時，使用高氣壓的儲氣罐來釋放能量，實現(xiàn)了能量的階梯利用，提高了能量的利用率，實現(xiàn)能量再利用效率的最大化，使電能調度達到了最優(yōu)。

如圖1所示，n＝3，為三級壓縮儲能，第一級儲能部分包括第一級空氣壓縮機1.1和第一級儲氣罐3.1，第一級空氣壓縮機1.1與第一級儲氣罐3.1連接的高壓管上設有電磁閥2.1，第一級儲氣罐與第二級空氣壓縮機1.2連接的高壓管上設有電磁閥2.2，與第一級儲氣罐的排風口相連的高壓管上設有電磁閥2.8；第二級儲能部分包括第二級空氣壓縮機1.2和第二級儲氣罐3.2，第二級空氣壓縮機1.2與第二級儲氣罐3.2連接的高壓管上設有電磁閥2.3，第二級儲氣罐與第三級空氣壓縮機1.3連接的高壓管上設有電磁閥2.4，與第二級儲氣罐的排風口相連的高壓管上設有電磁閥2.7；第三級儲能部分包括第三級空氣壓縮機1.3和第三級儲氣罐3.3，第三級空氣壓縮機1.3與第三級儲氣罐3.3連接的高壓管上設有電磁閥2.5，第三級儲氣罐的出氣口封閉，與第三級儲氣罐的排風口相連的高壓管上設有電磁閥2.6。在連接儲氣罐排風口的高壓管的另一端均設有發(fā)電部分，發(fā)電部分包括風力發(fā)電機6和控制風力發(fā)電機的電磁閥2.9；在每個儲氣罐內均安裝有氣壓傳感器7，氣壓傳感器用于檢測儲氣罐內的壓強。

并用電磁閥(2.8、2.7、2.6)作為開關從而為風力發(fā)電機發(fā)電提供風力來源，所述風力發(fā)電機安裝在儲氣罐的排風口位置，氣壓大的儲氣罐排風口安裝大功率發(fā)電機，氣壓小的儲氣罐排風口則安裝小功率風力發(fā)電機，這里的大功率和小功率是指對于氣壓高的儲氣罐可以用大功率的風力發(fā)電機，因為風的能量大，比如可以采用1000w的機組；而對于氣壓低的儲氣罐，比如第一級儲氣罐，風的能量小，采用大的風力發(fā)電機，由于風的能量小，無法吹動風機，此時就可以采用小功率的發(fā)電機如200w。所述風力發(fā)電機6和電磁閥2.9進行電連接，單片機通過控制相應的電磁繼電器從而控制風力發(fā)電機的運行與停車。

本發(fā)明裝置的工作原理及過程是：

該壓縮空氣儲能裝置工作時，控制系統(tǒng)和電源連接以實現(xiàn)供能，下面以三級壓縮儲能為例進行介紹。

當處于用電低谷時，在工業(yè)方面發(fā)電機廠利用所發(fā)出的多余電能驅動空氣壓縮機壓縮空氣，進行儲能，而在家用且電力富余的條件下利用電能驅動空氣壓縮機壓縮空氣，進行儲能，具體過程是：第一級儲能部分開始工作時控制系統(tǒng)控制電磁閥2.1打開，其余電磁閥關閉，并控制第一級空氣壓縮機1.1啟動，通過第一級空氣壓縮機對第一級儲氣罐3.1進行打氣，至第一級儲氣罐3.1的壓強為m為止；然后打開電磁閥2.2和電磁閥2.3，第二級空氣壓縮機1.2啟動，此時第一級空氣壓縮機1.1照常運行，第二級空氣壓縮機1.2從第一級儲氣罐3.1獲得高壓氣體，并對氣體進行增壓，壓縮到第二級儲氣罐3.2中，使第二級儲氣罐內的壓強達到壓強n；然后控制系統(tǒng)控制打開電磁閥2.4和電磁閥2.5，同時第三級空氣壓縮機1.3運行，此時第二級空氣壓縮機1.2和第一級空氣壓縮機1.1照常運行，第三級空氣壓縮機1.3從第二級儲氣罐3.2獲得更高壓強氣體，并對此氣體再次增壓，壓縮到第三級儲氣罐3.3中，達到壓強p；在第三級儲氣罐3.3達到壓強p后，關閉電磁閥2.4和電磁閥2.5，同時關閉第三級空氣壓縮機1.3，待第二級儲氣罐3.2壓強恢復到n后，關閉電磁閥2.2和電磁閥2.3，同時關閉第二級空氣壓縮機1.2；待第一級儲氣罐3.1恢復到壓強m后，關閉電磁閥2.1和第一級空氣壓縮機1.1，儲能結束；所述m、n、p均不超過每級空氣壓縮機所能壓縮的極限壓強；此串聯(lián)模式壓縮空氣儲能很大程度上減少了壓縮過程產(chǎn)生的熱量，提高了壓縮空氣的效率。

本發(fā)明裝置優(yōu)選三個儲氣罐的壓強比m：n：p＝4.5:2:4.2。

在用電高峰時可根據(jù)不同用電需求使用不同壓強氣體進行發(fā)電。在用電需求較低時使用第一級儲氣罐3.1中的低壓強氣體進行發(fā)電即可滿足用電需求；而在用電需求較高時使用第二級儲氣罐3.2中的較高壓氣體吹動相應的風力發(fā)電機6進行發(fā)電；在用電需求很高時則使用第三級儲氣罐3.3中的高壓氣體吹動相應的風力發(fā)電機進行發(fā)電，從而滿足用電需求。此分級發(fā)電方式能很好地匹配本發(fā)明壓縮空氣儲能裝置，而且很好地解決了用電需求與發(fā)電量不匹配的問題，使用電調度達到了最優(yōu)化。

實施例1

本實施例新型壓縮空氣儲能裝置包括控制系統(tǒng)、三個儲能部分和三個發(fā)電部分，為三級壓縮儲能，控制系統(tǒng)用來控制儲能部分和發(fā)電部分進行相應的動作；所述儲能部分包括空氣壓縮機1和儲氣罐3，空氣壓縮機1的出口通過高壓管5與儲氣罐的進口連接，儲氣罐的出氣口通過高壓管連接下一級空氣壓縮機的進口，儲氣罐的排風口通過高壓管與外界大氣聯(lián)通；在每個連接的相應高壓管上均安裝有電磁閥2，在連接儲氣罐排風口的高壓管的另一端設有發(fā)電部分；第一級空氣壓縮機1.1提供氣源動力，將電網(wǎng)在用電低峰時發(fā)出的多余電力轉化成氣體內能，使壓縮空氣產(chǎn)生氣壓，第一級空氣壓縮機的進口直接暴露在空氣中，吸收空氣中的氣體；第n級儲氣罐3.3的出氣口封閉；所述發(fā)電部分包括風力發(fā)電機6和控制風力發(fā)電機的電磁閥2.9；在每個儲氣罐內均安裝有氣壓傳感器7，氣壓傳感器用于檢測儲氣罐內的壓強，第一級儲氣罐至第三級儲氣罐的三個儲氣罐的容積依次遞減；

所述控制系統(tǒng)以單片機為核心，單片機8與各個高壓管上的電磁閥2均通過一個電磁繼電器9，同時每個空氣壓縮機也單獨通過一個電磁繼電器與單片機連接；單片機8分別與控制風力發(fā)電機的電磁閥2.9和每個氣壓傳感器連接。

本實施例所述空氣壓縮機1采用風冷無油空氣壓縮機，適用于實驗使用。第一級空氣壓縮機所壓縮氣體的極限壓強為6.5個大氣壓，第二級空氣壓縮機所壓縮氣體的極限壓強為5.5個大氣壓，第三級空氣壓縮機所壓縮氣體的極限壓強為5.5個大氣壓。

表1為使用本實施例裝置進行的仿真儲能實驗，仿真儲能實驗的過程是，以實驗1為例：先打開第一級空氣壓縮機1.1，使第一級儲氣罐3.1充氣到1個大氣壓，再打開第二級空氣壓縮機1.2，使第二級儲氣罐3.2充氣到1個大氣壓，再打開第三級空氣壓縮機1.3，使第三級儲氣罐3.3充氣到第三級空氣壓縮機所壓縮氣體的極限壓強，經(jīng)過多次反復實驗并記錄數(shù)據(jù)，計算三個壓縮機的總體效率，總體效率η的計算如公式(1)：

其中，q氣表示氣體總能量，q壓縮機為壓縮機內剩余的能量，q總表示電表讀數(shù)，

其中q氣通過公式(2)計算得到：

其中，空氣的等熵值n為1.40，在實驗室環(huán)境下n取1.3，i為儲氣罐的級數(shù)。

其中，p為壓強，f為力，s為力所作用物體的有效截面積，h為高度。

然后再重復上述過程，保證第一級儲氣罐中的壓強不變，每重復一次第二級儲氣罐的壓強增大0.5個大氣壓，使第三級儲氣罐充氣到最大，多次實驗，計算此時的效率，即先打開第一級空氣壓縮機1.1，使第一級儲氣罐3.1充氣到1個大氣壓，再打開第二級空氣壓縮機1.2，使第二級儲氣罐3.2充氣到1.5個大氣壓，再打開第三級空氣壓縮機1.3，使第三級儲氣罐3.3充氣到第三級空氣壓縮機所壓縮氣體的極限壓強，經(jīng)過多次反復實驗并記錄數(shù)據(jù)，計算總體效率；直至第二級儲氣罐的壓強增加到5.5為止，然后將所計算的總體效率值與對應的第二級儲氣罐的壓強(二號罐氣壓值)繪制成點跡分布圖。

實驗1-實驗12為第一級儲氣罐的壓強每增加0.5個大氣壓時，對應改變第二級儲氣罐的壓強，具體實驗過程同上。即實驗2時第一級儲氣罐壓強是1.5個大氣壓，第二級儲氣罐壓強是1～5.5個大氣壓，第三級儲氣罐到極限壓強；實驗3時第一級儲氣罐壓強是2個大氣壓，第二級儲氣罐壓強是1～5.5個大氣壓，第三級儲氣罐到極限壓強。以此類推。用此種方法將所有的壓強比進行實驗，計算總體效率，通過比較所有的總體效率的大小，找出總體效率最大時所對應的壓強比，即最優(yōu)壓強比。

單個壓縮機效率的仿真實驗為，第一組實驗為使用單個壓縮機為與第一級儲氣罐容積相同的儲氣罐增壓至1個大氣壓，然后再使用單個壓縮機為與第二級儲氣罐容積相同的儲氣罐增壓至1個大氣壓，最后再使用單個壓縮機為與第三級儲氣罐容積相同的儲氣罐增壓至1個大氣壓，記錄數(shù)據(jù)，求出整體的平均效率；第二組實驗為使用單個壓縮機為與第一級儲氣罐容積相同的儲氣罐增壓至1.5個大氣壓，然后再使用單個壓縮機為與第二級儲氣罐容積相同的儲氣罐增壓至1.5個大氣壓，最后再使用單個壓縮機為與第三級儲氣罐容積相同的儲氣罐增壓至1.5個大氣壓，記錄數(shù)據(jù)，求出整體的平均效率；第三組實驗為使用單個壓縮機為與第一級儲氣罐容積相同的儲氣罐增壓至2個大氣壓，然后再使用單個壓縮機為與第二級儲氣罐容積相同的儲氣罐增壓至2個大氣壓，最后再使用單個壓縮機為與第三級儲氣罐容積相同的儲氣罐增壓至2個大氣壓，記錄數(shù)據(jù)，求出整體的平均效率。依此類推，以0.5為梯度，每組實驗氣壓值從1依次遞增至6.5。

本實施例中所用的單個壓縮機和第一級空氣壓縮機、第二級空氣壓縮機及第三級空氣壓縮機的型號規(guī)格均相同。

表1中的實驗序號1～12代表12組儲能仿真實驗設置的相關數(shù)據(jù)，其中1號罐指第一級儲氣罐，2號罐為第二級儲氣罐，而圖4～圖7為在12組仿真實驗下所計算的總體效率與二號罐氣壓值的點跡分布圖，圖4為實驗1-3的點跡分布圖，圖5為實驗4-6的點跡分布圖，圖7為實驗7-9的點跡分布圖，圖7為實驗9-12的點跡分布圖。

經(jīng)過實驗室仿真實驗及其數(shù)據(jù)分析，從圖4-7中可知，本實施例裝置進行多級壓縮空氣儲能可以提高總體效率是可行的。仿真實驗中，單個壓縮機的工作效率穩(wěn)定在69.2％～71.1％，本實施例裝置的工作效率波動在62.4％～74.6％，多級壓縮裝置和單級壓縮裝置相比在低壓段即在第一級儲氣罐氣壓在1～2.5這一范圍內，多級壓縮裝置的效率略低，但是當?shù)谝患墯鈮捍笥?.5時，多級壓縮裝置的效率要高于單級壓縮裝置。并通過數(shù)據(jù)分析得到最優(yōu)壓強比為4.5:2:4.2，在此壓強比下總體效率最高。在最優(yōu)壓強比下，本實施例裝置的工作效率穩(wěn)定在72.4％～74.6％。

做完儲能實驗后再進行分級發(fā)電實驗，利用儲能實驗得出的最優(yōu)壓強比進行多級壓縮空氣儲能，為三個不同壓強的儲氣罐匹配不同功率的風力發(fā)電機，風力發(fā)電機的功率和三級儲氣罐內的壓強成正比，進行發(fā)電實驗。經(jīng)過多次重復實驗，在實驗中若用電需求小而采用高氣壓儲氣罐進行發(fā)電，發(fā)電量大于用電量，多余電量無法得到有效利用，因此分級發(fā)電可以很好地匹配用戶需求，根據(jù)不同的用電需求發(fā)出相應的電量，從而避免了電能的浪費。

表1

本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術。