具有冷源的二氧化碳储能系统及其控制方法

摘要

本公开提供一种具有冷源的二氧化碳储能系统及其控制方法。具有冷源的二氧化碳储能系统包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，以及包括与储能组件连通的冷源组件；其中，储能组件包括冷凝器，冷凝器具有与储液罐连通的二氧化碳通道和用于冷却二氧化碳的冷源通道；冷源组件包括：介质容器，用于存储液体和高压空气；膨胀组件，膨胀组件和介质容器、冷源通道均连接，介质容器内的高压空气能够流入膨胀组件膨胀降温后形成低温空气并进入冷源通道以冷却二氧化碳。本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统能够提高具有冷源的二氧化碳储能系统的系统效率。

权利要求

1.一种具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，以及包括与所述储能组件连通的冷源组件；其中，所述储能组件包括冷凝器，所述冷凝器具有与所述储液罐连通的二氧化碳通道和用于冷却二氧化碳的冷源通道；

所述冷源组件包括：

介质容器，用于存储液体和高压空气；

膨胀组件，所述膨胀组件和所述介质容器、所述冷源通道均连接，所述介质容器内的高压空气能够流入所述膨胀组件膨胀降温后形成低温空气并进入所述冷源通道以冷却二氧化碳。

2.根据权利要求1所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述冷源组件还包括液驱发电组件，所述液驱发电组件用于将所述介质容器内存储的液体进行释能排出并发电。

3.根据权利要求2所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述冷源组件还包括：

储液容器，用于存储常压液体；

加压组件，用于将所述储液容器中的液体输送到所述介质容器，进入所述介质容器内的液体将所述介质容器内的空气压缩成高压空气，使得所述介质容器存储液体和高压空气。

4.根据权利要求3所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述加压组件包括液体驱动泵；所述液体驱动泵被配置为，能够使得所述介质容器中的液体将空气压缩至

1.0 1.5MPa。

~

5.根据权利要求3所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述介质容器内存储的液体经所述液驱发电组件释能排出至所述储液容器。

6.根据权利要求1所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，冷源组件还包括：

稳压容器，与所述介质容器连接；

其中，所述介质容器内的高压空气流入所述膨胀组件膨胀降温时，所述稳压容器中的液体能够流入所述介质容器。

7.根据权利要求6所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述稳压容器具有容器壁和与所述容器壁密封滑动配合的活塞，所述稳压容器还设置有配重组件，所述配重组件承载于所述活塞上。

8.根据权利要求4所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述具有冷源的二氧化碳储能系统还包括分布式发电组件，所述分布式发电组件用于为所述液体驱动泵和/或所述储能组件提供电力。

9.根据权利要求8所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述分布式发电组件包括多个发电单元，至少一个所述发电单元为风力发电单元或者太阳能发电单元。

10.一种权利要求3 5任意一项所述的具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法，其特~

征在于，包括：

在第一储能阶段，使得所述加压组件向所述介质容器泵入液体以压缩所述介质容器中的空气；

在第二储能阶段，使得所述膨胀组件工作以向所述储能组件提供冷源；

使得所述储能组件工作以将所述储气库中的气态二氧化碳压缩并被冷源冷凝成液态二氧化碳，存入所述储液罐；

在释能阶段，使得所述液驱发电组件工作，将所述介质容器中的液体驱动所述液驱发电组件发电；使得所述释能组件工作，将所述储液罐中的液态二氧化碳转化成气态二氧化碳并存入所述储气库。

说明书

具有冷源的二氧化碳储能系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本公开涉及储能技术领域，尤其涉及一种具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法。

背景技术

[0002] 二氧化碳储能技术是一种利用二氧化碳的压缩和膨胀进行能量存储与释放的储能技术。在用电低谷期，可以用多余电力将二氧化碳进行压缩，并以液态形式存储起来。在
用电高峰期，再将二氧化碳释放，通过透平驱动发电机输出电力，从而充分利用能量，实现
调峰填谷。

[0003] 然而，将二氧化碳进行压缩存储时，由于高压二氧化碳的冷凝温度在常温及常温以下，在夏季或冷凝水量不足时常出现二氧化碳冷凝所需冷量不足的问题，导致具有冷源
的二氧化碳储能系统的储能效率降低。

[0004] 所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

[0005] 本公开的目的在于提供一种具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法，提高具有冷源的二氧化碳储能系统的系统效率。

[0006] 根据本公开的第一个方面，提供一种具有冷源的二氧化碳储能系统，包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，以及包括与所述储能组件连通的冷源组
件；其中，所述储能组件包括冷凝器，所述冷凝器具有与所述储液罐连通的二氧化碳通道和
用于冷却二氧化碳的冷源通道；

[0007] 所述冷源组件包括：

[0008] 介质容器，用于存储液体和高压空气；

[0009] 膨胀组件，所述膨胀组件和所述介质容器、所述冷源通道均连接，所述介质容器内的高压空气能够流入所述膨胀组件膨胀降温后形成低温空气并进入所述冷源通道以冷却
二氧化碳。

[0010] 根据本公开的一种实施方式，所述冷源组件还包括液驱发电组件，所述液驱发电组件用于将所述介质容器内存储的液体进行释能排出并发电。

[0011] 根据本公开的一种实施方式，所述冷源组件还包括：

[0012] 储液容器，用于存储常压液体；

[0013] 加压组件，用于将所述储液容器中的液体输送到所述介质容器，进入所述介质容器内的液体将所述介质容器内的空气压缩成高压空气，使得所述介质容器存储液体和高压
空气。

[0014] 根据本公开的一种实施方式，所述加压组件包括液体驱动泵；所述液体驱动泵被配置为，能够使得所述介质容器中的液体将空气压缩至1.0 1.5MPa。
~

[0015] 根据本公开的一种实施方式，所述介质容器内存储的液体经所述液驱发电组件释能排出至所述储液容器。

[0016] 根据本公开的一种实施方式，冷源组件还包括：

[0017] 稳压容器，与所述介质容器连接；

[0018] 其中，所述介质容器内的高压空气流入所述膨胀组件膨胀降温时，所述稳压容器中的液体能够流入所述介质容器。

[0019] 根据本公开的一种实施方式，所述稳压容器具有容器壁和与所述容器壁密封滑动配合的活塞，所述稳压容器还设置有配重组件，所述配重组件承载于所述活塞上。

[0020] 根据本公开的一种实施方式，所述具有冷源的二氧化碳储能系统还包括分布式发电组件，所述分布式发电组件用于为所述液体驱动泵和/或所述储能组件提供电力。

[0021] 根据本公开的一种实施方式，所述分布式发电组件包括多个发电单元，至少一个所述发电单元为风力发电单元或者太阳能发电单元。

[0022] 在本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统中，当储能组件工作时，可以对储气库中的二氧化碳进行压缩以存入储液罐中。在该过程中，冷源组件可以通过膨胀组件产生冷
空气，冷空气作为冷源对二氧化碳进行冷却，以使得二氧化碳在压力和冷源的作用下液化，
提高具有冷源的二氧化碳储能系统的二氧化碳的液化率。

[0023] 根据本公开的第二个方面，提供一种上述的具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法，包括：

[0024] 在第一储能阶段，使得所述加压组件向所述介质容器泵入液体以压缩所述介质容器中的空气；

[0025] 在第二储能阶段，使得所述膨胀组件工作以向所述储能组件提供冷源；

[0026] 使得所述储能组件工作以将所述储气库中的气态二氧化碳压缩并被冷源冷凝成液态二氧化碳，存入所述储液罐；

[0027] 在释能阶段，使得所述液驱发电组件工作，将所述介质容器中的液体驱动所述液驱发电组件发电；使得所述释能组件工作，将所述储液罐中的液态二氧化碳转化成气态二
氧化碳并存入所述储气库。

[0028] 上述控制方法能够通过高压空气通过膨胀组件产生的冷源不间断地为具有冷源的二氧化碳储能系统中的冷凝器提供冷源，确保二氧化碳工质的冷凝和液态存储，同时还
能利用介质容器中存储的液体在液驱发电组件中做功释能。

附图说明

[0029] 通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

[0030] 图1是本公开一种实施方式中，具有冷源的二氧化碳储能系统的结构示意图。

[0031] 图2是本公开一种实施方式中，具有冷源的二氧化碳储能系统的结构示意图。

[0032] 图3是本公开一种实施方式中，具有冷源的二氧化碳储能系统的结构示意图；在图3中，未示出冷源组件。

[0033] 图4是本公开一种实施方式中，冷源组件的结构示意图。

[0034] 图5是本公开一种实施方式中，具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法的流程示意图。

[0035] 图中主要元件附图标记说明如下：

[0036] 100、储气库；200、储液罐；300、储能组件；310、压缩机；320、储能换热器；330、冷凝器；340、储能第一管道；350、储能第二管道；360、储能第三管道；370、储能第四管道；380、电
动机；400、释能组件；410、蒸发器；420、释能换热器；430、膨胀机；440、释能冷却器；450、释
能第一管道；460、释能第二管道；470、释能第三管道；480、释能第四管道；490、释能第五管
道；500、换热组件；510、储冷罐；520、储热罐；530、换热介质冷却器；540、换热第一管道；
550、换热第二管道；560、换热第三管道；570、换热第四管道；580、换热介质第一循环泵；
581、换热介质第二循环泵；600、冷源组件；CS、介质容器；PA、储液容器；PB、稳压容器；EE、膨
胀组件；LE、液驱发电组件；EP、液体驱动泵；F100、容器壁；F200、活塞；F300、配重组件。

具体实施方式

[0037] 现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和
完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性
可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节
从而给出对本公开的实施例的充分理解。

[0038] 所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域
技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或
者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或
者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。

[0039] 当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

[0040] 用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之
外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其
对象的数量限制。

[0041] 本公开提供一种具有冷源的二氧化碳储能系统及其控制方法。参见图1，本公开提供的具有冷源的二氧化碳储能系统包括依次闭环连接的储液罐200、释能组件400、储气库
100和储能组件300，以及包括与储能组件300连通的冷源组件600；

[0042] 其中，所述储能组件300包括冷凝器330，所述冷凝器330具有与储液罐200连通的二氧化碳通道和用于冷却二氧化碳的冷源通道；

[0043] 参见图4，所述冷源组件包括：

[0044] 介质容器CS，用于存储液体（可以被加压而成为高压液体）和高压空气；

[0045] 膨胀组件EE，所述膨胀组件EE和介质容器CS、冷源通道均连接；所述介质容器CS内的高压空气能够流入所述膨胀组件EE膨胀降温后形成低温空气，并进入冷源通道以冷却二
氧化碳。

[0046] 在本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统中，当储能组件工作时，可以对储气库中的二氧化碳进行压缩以存入储液罐中。在该过程中，冷源组件600可以通过膨胀组件产生
冷空气，冷空气作为冷源对二氧化碳进行冷却，以使得二氧化碳在压力和冷源的作用下液
化，提高具有冷源的二氧化碳储能系统的二氧化碳的液化率。

[0047] 在本公开一种示例实施例中，冷源组件还包括液驱发电组件LE，用于将所述介质容器CS内存储的液体进行释能排出。

[0048] 上述具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法，包括：在第二储能阶段（步骤S120），使得所述膨胀组件EE工作，以向所述储能组件300提供冷源；使得所述储能组件300
工作以将所述储气库中的气态二氧化碳压缩，并被冷源冷凝成液态二氧化碳，存入所述储
液罐200；在释能阶段（步骤S130），使得液驱发电组件LE工作，所述介质容器CS中的液体驱
动所述液驱发电组件LE发电；使得释能组件工作，将所述储液罐200中的液态二氧化碳转化
成气态二氧化碳并存入所述储气库，并在该过程中发电。

[0049] 在本公开示例实施例中，冷源组件还包括储液容器PA和加压组件；储液容器PA用于存储常压液体；加压组件用于将储液容器PA的液体输送到介质容器CS，进入介质容器CS
内的液体将储能容器内的空气压缩成高压空气，使得介质容器CS存储液体和高压空气。

[0050] 这样，该示例实施例的具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法还可以包括：在第一储能阶段（步骤S110），使得所述加压组件向所述介质容器泵入液体以压缩所述介质容
器中的空气。

[0051] 在本公开一种示例实施例中，加压组件包括液体驱动泵EP，所述液体驱动泵EP被配置为，能够使得所述介质容器CS中的液体将空气压缩至1.0 1.5MPa。
~

[0052] 在本公开示例实施例中，介质容器CS内存储的液体经液驱发电组件LE释能排出至储液容器PA。

[0053] 上述膨胀组件EE作为示例性说明，可以采用空气膨胀机或其它，只要能实现膨胀降温功能即可。

[0054] 具体地，介质容器CS，连接有进气阀Vgin、排气阀Vgout和出液阀Vlout；

[0055] 膨胀组件EE，膨胀组件EE的进气口与所述排气阀Vgout连通，膨胀组件EE的出气口与所述冷源通道连通；

[0056] 储液容器PA；

[0057] 液体驱动泵EP，液体驱动泵EP的进液口与所述储液容器PA连通，液体驱动泵EP的出液口与所述介质容器CS的进液口连通；

[0058] 液驱发电组件LE，液驱发电组件LE的进液口与所述出液阀Vlout连通，液驱发电组件LE的出液口与所述储液容器PA的进液口连通。

[0059] 参见图5，在本公开提供的具有冷源的二氧化碳储能系统可以按照如下步骤S110~
步骤S130所示的控制方法，在第一储能阶段、第二储能阶段和释能阶段等三个工作阶段分
别采用三种不同的工作模式进行工作，以实现能量存储和释放。

[0060] 步骤S110，在第一储能阶段，使得所述进气阀、排气阀和出液阀保持关闭，且使得所述液体驱动泵EP向所述介质容器CS泵入液体以压缩介质容器CS中的空气。在该第一储能
阶段结束后，介质容器CS中的液面可以升高至预先设定的高度；此时，介质容器CS中的空气
可以被压缩，压缩空气的压力为储能压力。在一些实施方式中，储能压力可以为1.0
~
1.5MPa，以提高该具有冷源的二氧化碳储能系统的安全性，这使得该具有冷源的二氧化碳
储能系统更适宜安装于居民区、学校、医院、商业中心等人员密集区域。换言之，所述液体驱
动泵EP可以被配置为，能够使得介质容器CS中的水将空气压缩至1.0 1.5MPa。这样，液体驱
~
动泵EP启动后，可以向介质容器CS中泵入液体，泵入介质容器CS中的液体对介质容器CS中
的空气进行压缩，并能够使得介质容器CS中的空气被压缩至达到1.0 1.5MPa的压力。
~

[0061] 步骤S120，在第二储能阶段，使得所述排气阀打开以向所述膨胀组件EE提供压缩空气，进而向所述冷源通道提供冷空气；使得所述储能组件300工作，以将所述储气库100中
的气态二氧化碳压缩成液态二氧化碳并存入所述储液罐200。

[0062] 在该第二储能阶段，储能组件300在工作时可以从储气库100中吸取气态二氧化碳并对其进行压缩，以期获得具有较高压力的液态二氧化碳，进而实现能量的存储。然而，在
相关技术中，时常出现高压二氧化碳存在因冷凝不足而导致无法液化相变或者液化率不足
的问题，这会降低具有冷源的二氧化碳储能系统的效率。在本公开中，可以打开排气阀以使
得介质容器CS中的压缩空气流向膨胀组件EE，在膨胀组件EE中膨胀后产生冷空气，这些冷
空气可以作为冷源流入冷源通道中，进而对高压二氧化碳进一步冷却，以确保这些高压二
氧化碳在流入储液罐200前被冷凝为液态二氧化碳，进而提高二氧化碳的液化率。

[0063] 步骤S130，在释能阶段，打开所述出液阀和所述进气阀，使得所述介质容器CS中的液体驱动所述液驱发电组件LE发电；使得所述释能组件400工作，以发电和将所述储液罐
200中的液态二氧化碳转化成气态二氧化碳并存入所述储气库100。

[0064] 在释能阶段，储液罐200中的液态二氧化碳在释能组件中转变为气态二氧化碳并流入储气库100，在这个过程中可以释能发电。在冷源组件中，出液阀和所述进气阀打开，介
质容器CS中的液体可以流经液驱发电组件LE回到储液容器PA，并在该过程中驱动液驱发电
组件LE发电。在介质容器CS中的液面下降时，介质容器CS可以通过进气阀吸入空气，以便为
下一循环中的第一储能阶段准备足够的空气。

[0065] 本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统，可以对富余电力进行能量转化和存储，并在需要时将存储的能量转化为电力。在本公开中，富余电力可以是用电低谷时段内电网
上的电力，也可以是为具有冷源的二氧化碳储能系统的液体驱动泵EP、储能组件300中的至
少一个提供电力的发电单元所产生的电力，例如可以是周围的太阳能发电单元、风力发电
单元等发电单元提供的电力。

[0066] 当富余电力为用电低谷时的电力时，本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统可以在用电高峰时释能发电，进而实现电力的调峰填谷。当富余电力为风电、光电等持续性较差
的新能源电力时，本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统可以将这些新能源电力转化为稳
定的电力，以降低并网和利用的难度。

[0067] 在一些实施方式中，二氧化碳仅在气态与液态之间转变；换言之，本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统可以为一种利用二氧化碳相变储能的具有冷源的二氧化碳储能系
统。在储能之前，二氧化碳处于气态，且为接近常温常压的状态，相较于常规的通过超临界
二氧化碳进行储能释能，本公开对于储气库100的要求较低，无需设置结构较为复杂的存储
部件，一定程度上能够降低成本。

[0068] 下面，结合附图对本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统及其控制方法做进一步地介绍。

[0069] 在本公开中，当两个结构之间连通时，可以是指两个结构之间通过管道等约束流体的设备进行连接，也可以指两个结构直接连接，以能够使得流体可以从其中一个结构流
向另一个结构为准。在管道上，可以根据需要设置阀门、压力计、流量计等等部件。

[0070] 在本公开中，储液罐200用于存储处于高压状态的液态二氧化碳。在一些实施方式中，储液罐200中的液态二氧化碳的压力在5 10MPa之间，例如在7 7.5MPa之间。可选地，储
~ ~
液罐200中的液态二氧化碳可以不超过50℃，尤其是不超过30℃，例如在20℃ 30℃之间。在
~
一些实施方式中，液态二氧化碳流入储液罐200中时温度在20 30℃，以使得储液罐200中的
~
液态二氧化碳的温度不超过30℃。

[0071] 示例性地，在本公开的一种实施方式中，储液罐200中的液态二氧化碳的温度在2030℃，压力在7 7.5MPa之间。这样，可以避免储液罐200中的液态二氧化碳意外升高、压力
~ ~
增大而导致的安全隐患，使得本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统更适宜部署于居民
区、学校、医院、车站、商业中心等人员密集的场所。

[0072] 在本公开中，储气库100用于存储气态的二氧化碳，其内部的压力与温度可以维持在一定范围内，以满足储能要求。示例性地，储气库100内的气态二氧化碳的压力可以接近
环境压力，即周围的大气压。在一些实施方式中，储气库100内的温度在15 35℃范围内，储
~
气库100内的气压与外界大气的气压差小于1000Pa。

[0073] 在本公开的一种实施方式中，储气库100可以设置保温组件对储气库100进行保温，使其内部的温度维持在所需范围内。

[0074] 在一些实施方式中，储气库100采用气膜储气库，其容积能够变化，当有二氧化碳充入时，储气库100的容积增大，当有二氧化碳流出时，储气库100的容积减小，以此来实现
储气库100内压力的恒定。需要说明的是，储气库100内部的压力与温度维持在一定范围内，
在上述分析中，可以将其近似看作恒定值。可以理解的是，在本公开的其他实施方式中，储
气库100还可以采用其他可变容积的容器。

[0075] 在本公开中，储能组件300位于储气库100与储液罐200之间，从储气库100流出的气态二氧化碳经过储能组件300转变为液态，并流入储液罐200，在该过程中完成能量存储。
本公开的储能组件300在工作时，可以利用富余电力进行驱动，进而实现对富余电力的能力
的存储。

[0076] 在一些实施方式中，参见图2和图3，储能组件300可以包括依次连通的压缩机310、储能换热器320与冷凝器330；其中，压缩机310与储气库100之间连通，冷凝器330与储液罐
200连通。

[0077] 示例性地，压缩机310与储气库100之间通过储能第一管道340连接，储能换热器320与压缩机310之间通过储能第二管道350连接，冷凝器330与储能换热器320之间通过储
能第三管道360连接，储液罐200与冷凝器330之间通过储能第四管道370连接。在储能组件
中，流体从储气库100依次流经储能第一管道340、压缩机310、储能第二管道350、储能换热
器320、冷凝器330、储能第四管道370并流入至储液罐200中。

[0078] 可选地，压缩机310可以包括电动机380以及电动机驱动的离心式压缩机。在一些实施方式中，电动机380可以利用富余电力进行驱动，进而实现将富余电力进行存储。

[0079] 在一实施方式中，储能组件300还可以包括设置于管道上的阀门等控制部件，以便对管道内的二氧化碳的流量和流速进行控制。示例性地，储能第一管道340上可以设置有第
一阀门610。该第一阀门610可以用于控制储能组件300的流体通道的畅通与否，以及利用实
现储气库100的保压。

[0080] 可选的，一个储能换热器320对应的与一个压缩机310连接，可以将二者看作压缩储能部。在一些实施方式中，可以在储气库100与冷凝器330之间设置多组依次相连的压缩
储能部。如此，通过多级压缩来使二氧化碳逐渐增压。设置多个压缩机310时，可以选用压缩
比更小的压缩机，压缩机310的成本更低。其中，始端的压缩储能部中的压缩机与储气库100
连接，末端的压缩储能部中的储能换热器与冷凝器330连接，每组压缩储能部中的储能换热
器与相邻的压缩储能部中的压缩机连接。此处的始端与末端是以从储气库100经过储能组
件300到达储液罐200的方向来定义的。若仅有一组压缩储能部时，则始端与末端均为仅有
的这一组压缩储能部。

[0081] 在第二储能阶段，可以保持储能组件300的流体通道畅通，例如打开储能组件300中管道上的阀门（例如打开第一阀门610），然后利用富余电力驱动压缩机310，压缩机310可
以压缩二氧化碳以储能。其中，二氧化碳被压缩时将升温，储能换热器320中可以通入冷却
的换热介质，该冷却的换热介质与高温高压的二氧化碳之间进行热交换，进而实现对高温
高压的二氧化碳的冷却。可以理解的是，在储能换热器320中，冷却的换热介质被加热为高
温的换热介质。

[0082] 在本公开的一种实施方式中，储能第四管道370上还可以设置有阀门，以利于对储液罐200的保压。

[0083] 释能组件400也位于储气库100与储液罐200之间，从储液罐200流出的液态二氧化碳经过释能组件400转变为气态，并流入储气库100，在该过程中，将第二储能阶段存储的能
量释放出去并发电。

[0084] 在一些实施方式中，参见图3，释能组件400包括依次连通的蒸发器410、释能换热器420、膨胀机430与释能冷却器440。其中，蒸发器410与储液罐200连通，释能冷却器440与
储气库100连通。示例性地，蒸发器410与储液罐200之间通过释能第一管道450连接，释能换
热器420与蒸发器410之间通过释能第二管道460连接，膨胀机430与释能换热器420之间通
过释能第三管道470连接，释能冷却器440与膨胀机430之间通过释能第四管道480连接，储
气库100与释能冷却器440之间通过释能第五管道490连接。其中，释能组件400在工作过程
中，二氧化碳从储液罐200依次流经释能第一管道450、蒸发器410、释能第二管道460、释能
换热器420、释能第三管道470、膨胀机430、释能第四管道480、释能冷却器440和释能第五管
道490，流入储气库100。其中，液态二氧化塔在蒸发器410中气化为气态二氧化碳，气态二氧
化碳在释能换热器420中进行加热升温后进入膨胀机430，进而驱动膨胀机430的发电机
4110发电。在另一实施方式中，释能组件400可以设置有用于替代蒸发器410的节流阀，以便
将液态二氧化碳节流为气态二氧化碳。

[0085] 在本公开的一种实施方式中，膨胀机430可以包括透平和透平驱动的发电机4110；气态二氧化碳流过膨胀机430时可以冲击透平的叶片，推动透平的转子转动，进而驱动发电
机4110发电。流出膨胀机430的二氧化碳压力与温度均降低，但其温度仍高于储气库100所
要求的存储温度。因此，从膨胀机430流出的二氧化碳经释能第四管道480流入释能冷却器
440，通过释能冷却器440对其进行降温，使其温度能够达到储气库100的要求。降温后的二
氧化碳流经释能第五管道490进入储气库100，完成整个释能过程。

[0086] 可选地，可以向释能换热器420中通入加热的换热介质，该加热的换热介质可以对流经释能换热器420的气态二氧化碳进行加热，自身被冷却为冷却的换热介质。

[0087] 可选地，一个膨胀机430对应的与一个释能换热器420连接，可以将二者看作一个膨胀释能部。优选的，可以在蒸发器410与释能冷却器440之间设置多组依次相连的膨胀释
能部。如此，对于膨胀机430的叶片制造要求更低，相应的，成本也更低。其中，始端的膨胀释
能部中的释能换热器与蒸发器410连接，末端的膨胀释能部中的膨胀机与释能冷却器440连
接，每个膨胀释能部中的膨胀机与相邻的膨胀释能部中的释能换热器连接。此处的始端与
末端是以从储液罐200经过释能组件400到达储气库100的方向来定义的。若仅有一组膨胀
释能部时，则始端与末端均为仅有的这一组膨胀释能部。

[0088] 在本公开的一种实施方式中，膨胀机可以为多级向心式膨胀机。

[0089] 在一些实施方式中，释能组件400的管道上可以设置有阀门，以控制释能组件400的流体通道的导通或者关闭。示例性地，在本公开的一种实施方式中，在释能第一管道450
上可以设置有第二阀门620。在释能阶段，可以使得第二阀门620打开，进而使得释能组件
400的流体通道导通，实现释能发电。

[0090] 在一些实施方式中，参见图3，具有冷源的二氧化碳储能系统还可以包括换热组件500。换热组件500设置于储能组件300与释能组件400之间。换热组件500中设置有换热介
质，换热介质在储能组件300与释能组件400之间流动，以便在储能组件300中被加热而储
能，并在释能组件400中被冷却而释能。这样，换热组件500可以提高具有冷源的二氧化碳储
能系统的储能和释能效率。

[0091] 在一些实施方式中，换热组件500与储能换热器320连接，压缩机310压缩二氧化碳时产生的部分能量以压力能的形式存储于高压二氧化碳中，部分能量以热能的形式通过储
能换热器320转移至换热组件500暂存。示例性地，气态二氧化碳被压缩机压缩而产生高温
高压的二氧化碳，该高温高压的二氧化碳经流经储能换热器320以便被降温。换热组件500
可以向储能换热器320中通入冷却的换热介质，该冷却的换热介质与高温高压的二氧化碳
之间进行热交换，进而实现对高温高压的二氧化碳的冷却，同时被加热为高温的换热介质。
在本公开的一种实施方式中，在储能换热器320中，换热介质被加热为温度在250 300℃范
~
围内的高温的换热介质。

[0092] 换热组件500与释能换热器420连接，在释能阶段，高温的换热介质可以流入释能换热器420中，以对流经释能换热器420的气态二氧化碳进行加热，同时自身被冷却。如此，
暂存于换热组件500中的能量通过释能换热器420转移至流经释能换热器420的气态二氧化
碳中，二氧化碳吸收这部分能量，并通过膨胀机430将能量释放出去。

[0093] 在一些实施方式中，换热组件500包括储冷罐510和储热罐520，储冷罐510与储热罐520内存储有换热介质。储冷罐510内的换热介质的温度较低，储热罐520内的换热介质的
温度较高。储冷罐510与储热罐520在储能组件300与释能组件400之间形成换热回路。换热
介质在换热回路中流动时，能够实现热量的收集与释放。

[0094] 具体的，换热介质从储冷罐510流动至储热罐520时，将第二储能阶段中产生的部分热量转移至换热组件500，并存储在储热罐520中。换热介质从储热罐520流动至储冷罐
510时，将第二储能阶段暂存于换热组件500（储热罐520）中的热量再释放出去。

[0095] 可选地，在储冷罐510与释能组件400之间设置有换热介质冷却器530。换热介质从释能组件400流动至储冷罐510时，流经换热介质冷却器530进行冷却，以达到储冷罐510内
存储的换热介质的温度要求。

[0096] 在一些实施方式中，换热介质可以选用熔融盐或饱和水等物质。

[0097] 示例性地，在本公开的一种实施方式中，换热组件500包括储冷罐510、储热罐520、换热介质冷却器530、换热第一管道540、换热第二管道550、换热第三管道560、换热第四管
道570、换热介质第一循环泵580、换热介质第二循环泵581。其中，储冷罐510的出液口通过
换热第一管道540与储能换热器320的换热介质通道的进液口连通，储能换热器320的换热
介质通道的出液口通过换热第二管道550与储热罐520的进液口连通，储热罐520的出液口
通过换热第三管道560与释能换热器420的换热介质通道的进液口连通，释能换热器420的
换热介质通道的出液口通过换热第四管道570与储冷罐510的进液口连通。换热第一管道
540上设置有第三阀门630，换热第三管道560上设置有第四阀门640。换热介质第一循环泵
580设置于换热第二管道550，换热介质第二循环泵581设置于换热第三管道560。换热介质
冷却器530设置于换热第四管道570。在第二储能阶段，可以使得第三阀门630打开且使得第
四阀门640关闭，然后使得换热介质第一循环泵580工作。如此，储冷罐510中冷却的换热介
质可以流过储能换热器320的换热介质通道而被加热为高温的换热介质，高温的换热介质
流入储热罐520中被存储。在释能阶段，以使得第三阀门630关闭且使得第四阀门640打开，
然后使得换热介质第二循环泵581工作。如此，储热罐520中高温的换热介质可以流过释能
换热器420的换热介质通道而加热气态二氧化碳，自身被冷却为冷却的换热介质。冷却的换
热介质可以流过换热介质冷却器530而被进一步冷却至适宜的温度，例如被进一步冷却至
环境温度，然后存储至储冷罐510中。

[0098] 在本公开中，冷源组件用于向冷凝器330的冷源通道提供冷空气以作为冷源，进而确保高压的二氧化然被冷凝为液态二氧化碳。

[0099] 可选地，参见图4，所述冷源组件包括介质容器CS、膨胀组件EE、储液容器PA、液体驱动泵EP和储液容器PA。

[0100] 在本公开中，介质容器CS可以为罐体、箱体、池体、管道或者其他能够容置液体和空气的容器。示例性地，在本公开的一种实施方式中，介质容器CS可以为不锈钢罐。可以理
解的是，在本公开的其他实施方式中，介质容器CS可以包括多个连通的子容器，各个子容器
的类型可以相同或者不同。

[0101] 在一些实施方式中，介质容器CS可以设置于地面上，或者通过支架支撑于地面上。在另外一些实施方式中，介质容器CS也可以设于周围的一些建筑物上，例如设置于小区、学
校、医院、商业中心的区域的楼顶。

[0102] 在本公开中，介质容器CS可以包括容器本体，容器本体环绕出用于容置液体和空气的容置腔。在容器本体上，可以设置有连通容置腔的进气口、排气口、进液口和出液口。其
中，介质容器CS的进气口可以位于介质容器CS的出液口的上方，以便介质容器CS在出液时
进气。

[0103] 介质容器CS的进气口可以与进气阀Vgin连通，例如可以通过管道连接或者直接连接。当进气阀Vgin打开时，介质容器CS容器腔可与外部空气连通，进而通过容置腔吸气或者
排气。在第一储能阶段和第二储能阶段，可以使得进气阀Vgin保持关闭状态，且在释能阶段
可以使得进气阀Vgin保持打开状态。

[0104] 在本公开的一些实施方式中，介质容器CS的进气口可以设置于介质容器CS的顶部或者靠近顶部的位置，例如可以设置在介质容器CS的顶盖上。

[0105] 介质容器CS的排气口可以与排气阀Vgout连通，例如可以通过管道连接或者直接连接。当排气阀Vgout打开时，容置腔可以与膨胀组件EE连通，使得容置腔内的压缩空气流入膨
胀组件EE并膨胀成为冷空气。在第二储能阶段，可以使得排气阀Vgout保持打开状态。在第一
储能阶段，可以使得排气阀Vgout保持关闭状态。如此，介质容器CS中的空气可以在第一储能
阶段被压缩至储能压力，进而保证提供给冷源通道的冷空气的流量和温度的稳定性。

[0106] 在本公开的一些实施方式中，介质容器CS的排气口可以设置于介质容器CS的顶部或者靠近顶部的位置，例如可以设置于介质容器CS的顶盖上。

[0107] 介质容器CS的出液口与出液阀Vlout连通，例如可以通过管道连接或者直接连接。当出液阀Vlout打开时，容置腔内的液体可以流向液驱发电组件LE，进而驱动液驱发电组件
LE发电。在第一储能阶段和第二储能阶段，可以使得出液阀Vlout保持关闭状态；在释能阶
段，可以使得出液阀Vlout保持打开状态。

[0108] 在本公开的一种实施方式中，介质容器CS的出液口可以设置于介质容器CS的底部或者靠近底部的位置。

[0109] 在一些实施方式中，介质容器CS中用于压缩空气的液体可以为水。这些水既可以直接取自周围环境（例如从小区、医院、学校等获取自来水），也可以对周围环境产生的废水
（例如生活用水、雨水等）进行处理后获得。冷源组件中的水可以在介质容器CS和储液容器
PA之间循环，进而有效地节约水资源，并提高水资源的利用率。

[0110] 在本公开的一种实施方式中，在第二储能阶段，液体驱动泵EP可以持续工作以持续压缩空气，进而在第二储能阶段减小压缩空气的气压的持续减小，甚至可以实现压缩空
气的气压稳定。

[0111] 在本公开的一种实施方式中，在释能阶段以外的过程中，液体驱动泵EP可以持续工作，以便对介质容器CS中的水体保压。

[0112] 在本公开的另一种实施方式中，介质容器CS的进液口与液体驱动泵EP之间设置有进液阀Vlin。当进液阀Vlin打开时，液体驱动泵EP可以向介质容器CS中泵入液体，进而使得容
置腔中液面抬升并压缩空气。在进液阀Vlin关闭时，以避免介质容器CS中的液体泄漏，使得
介质容器CS实现保压。

[0113] 在本公开的一种实施方式中，介质容器CS的进液口可以设置于介质容器CS的底部或者靠近底部的位置，以利于在第一储能阶段向介质容器CS中泵入液体。

[0114] 在一些实施方式中，介质容器CS中可以设置有隔膜、浮板或者活塞等分隔件；当介质容器CS中具有液体和空气时，液体可以在分隔件的下方，空气可以在分隔件的上方。如
此，分隔件可以阻挡液体，避免液体进入膨胀组件EE。

[0115] 在一些实施方式中，在第一储能阶段，介质容器CS中的空气在压缩时温度保持基本不变，例如升温不超过10℃。在进一步的方案中，可以通过控制对空气的压缩速度，使得
压缩后的空气因压缩而升高的温度不超过5℃。更进一步地，介质容器CS中的空气与液体可
以发生热交换，使得介质容器CS中的空气被压缩过程中基本恒温。

[0116] 在本公开的一种实施方式中，所述膨胀组件EE包括膨胀机，所述膨胀机的进气口与所述排气阀连通，所述膨胀机的出气口与所述换热器的冷源通道连通。进一步地，所述膨
胀机为单级向心式膨胀机。

[0117] 在本公开中，液驱发电组件LE用于在液体驱动下发电，其具有进液口和出液口。其中，液驱发电组件LE的进液口与出液阀Vlout连通，例如通过管道连接或者直接连接。液驱发
电组件LE的出液口与储液容器PA连通，例如直接连接或者通过管道连接。由于介质容器CS
的位置比储液容器PA高，因此当出液阀Vlout打开时，介质容器CS中的液体可以在重力作用
下经过液驱发电组件LE流入储液容器PA中，液体流经液驱发电组件LE时驱动液驱发电组件
LE发电。

[0118] 在一些实施方式中，液驱发电组件LE可以包括水轮机和水轮机驱动的发电机。其中，水轮机的进液口作为液驱发电组件LE的进液口，与出液阀Vlout连通。水轮机的出液口作
为液驱发电组件LE的出液口，与储液容器PA连通。

[0119] 在本公开的一种实施方式中，液驱发电组件LE与出液阀Vlout、储液容器PA之间可以通过可变形管道连通，例如管道的至少部分采用柔性材料。具有冷源的二氧化碳储能系
统还可以设置有升降组件，所述升降组件能够控制所述液驱发电组件LE的升降。示例性地，
液驱发电组件LE可以固定于升降组件上，并在升降组件的控制下进行升降。在释能阶段，当
介质容器CS中的液面开始下降时，液驱发电组件LE也可以在升降组件的控制下下降，使得
介质容器CS的液面与液驱发电组件LE的进液口之间的相对高度保持基本不变，例如相对高
度的波动幅度不超过10%，以使得液驱发电组件LE持续工作在最佳工况或者接近最佳工况
环境下，提高发电量进而提高储能效率，克服液面下降导致液驱发电组件LE的进液口出的
流量持续减小的问题。

[0120] 进一步地，升降组件可以采用电力驱动，例如可以在电力驱动下直接提升或者降低液驱发电组件LE的高度，亦或在电力驱动下产生液压，并通过液压提升或者降低液驱发
电组件LE的高度。当然的，升降组件还可以以电力为能量源，采用其他原理来驱动升降组
件。在本公开的一种实施方式中，升降组件可以利用富余电力作为能量来源，避免在用电高
峰时耗能。进一步地，在第一储能阶段，升降组件可以利用富余电力将液驱发电组件LE抬升
至最高处。

[0121] 在本公开的一种实施方式中，升降组件的扬程不小于容置腔的高度，以保证升降组件可以在整个第二储能阶段调节液驱发电组件LE的高度。其中，升降组价的扬程指的是，
用于托举液驱发电组件LE的托举件在最高位置时的高度和最低位置时的高度的高度差。

[0122] 在本公开中，储液容器PA用于存储液体，储液容器PA的进液口与液驱发电组件LE的出液口连通，例如直接连接或者通过管道连接；储液容器PA的出液口与液体驱动泵EP连
通，例如直接连接或者通过管道连接。

[0123] 在释能阶段，介质容器CS可以将液体排出至储液容器PA中；在第一储能阶段，液体驱动泵EP可以将储液容器PA中的液体泵入介质容器CS中。其中，储液容器PA至少部分低于
介质容器CS，以使得介质容器CS中的液体可以利用重力流入储液容器PA中。更进一步地，当
介质容器CS中的所有液体流入至预先排空的储液容器PA中后，储液容器PA中的液面不超过
介质容器CS的底部。

[0124] 在本公开的一种实施方式中，储液容器PA可以为密闭容器，且设置有通气孔。在释能阶段，当液体从介质容器CS中流入至储液容器PA时，储液容器PA中的空气可以通过通气
孔排出。在第一储能阶段，当液体驱动泵EP将储液容器PA中的液体泵入至介质容器CS中时，
储液容器PA将通过通气孔吸入空气。进一步地，储液容器PA在通气孔处可以设置有滤网，以
避免外部灰尘等进入储液容器PA中而污染储液容器PA中的液体。

[0125] 可选地，储液容器PA可以为敞口的容器（例如水池、水库等），也可以为密闭容器（例如不锈钢水箱、地下水箱等）。在本公开的一种实施方式中，储液容器PA可以为地下水箱
或者地下水池。

[0126] 在本公开中，液体驱动泵EP用于将储液容器PA中的液体泵入至介质容器CS中。其中，液体驱动泵EP的进液口与储液容器PA的出液口连通，例如通过管道连通。液体驱动泵EP
的出液口与介质容器CS的进液口连通，例如通过管道连通或者通过设置有阀门的管道连
通。

[0127] 示例性地，在液体驱动泵EP与储液容器PA之间，还可以设置有第五阀门，该第五阀门可以与液体驱动泵EP、储液容器PA连通。在一种实施方式中，在液体驱动泵EP工作时，该
第五阀门可以打开；在液体驱动泵EP不工作时，该第五阀门可以保持关闭。如此，可以避免
储液容器PA中的液体泄漏。

[0128] 在本公开一种实施方式中，液体驱动泵EP可以采用富余电力进行驱动，以实现对富余电力的能量存储。

[0129] 在本公开的一种实施方式中，冷源组件还可以包括稳压容器PB，与所述介质容器CS连接；

[0130] 其中，所述介质容器CS内高压空气流入所述膨胀组件EE膨胀降温时，所述稳压容器PB中的液体能够流入所述介质容器CS。具体地，稳压容器PB具有液体进出口，所述稳压容
器PB的液体进出口与所述CS的进液口连通；其中，在所述介质容器CS通过所述排气阀Vgout
释放压缩空气时，所述稳压容器PB中的液体能够流入所述介质容器CS。

[0131] 在本公开中，稳压容器PB用于在第二储能阶段为介质容器CS中的压缩空气稳压，进而保证冷源组件为冷源通道提供持续、稳定的冷空气。其中，在第一储能阶段，液体驱动
泵EP所泵入的液体还可以泵入至稳压容器PB中，使得稳压容器PB中存储有液体；在第二储
能阶段，稳压容器PB与介质容器CS保持连通，使得稳压容器PB能够向介质容器CS补充液体
并利用自身的压力稳定介质容器CS中的压缩空气的压力，使得空气的压力保持在储能压力
附近。在本公开的一种实施方式中，稳压容器PB用于使得压缩空气的压力，在第二储能阶段
不低于储能压力的90%。

[0132] 在本公开的一种实施方式中，在所述介质容器CS通过所述排气阀Vgout释放压缩空气时，所述稳压容器PB中的液体体积不小于所述介质容器CS中的压缩空气的体积。换言之，
第一储能阶段完成时，所述稳压容器PB中的液体体积不小于所述介质容器CS中的压缩空气
的体积。

[0133] 在本公开的一些实施方式中，介质容器CS的出液口可以包括第一出液口和第二出液口等两个出液口；其中，介质容器CS的第一出液口与出液阀Vlout连通，介质容器CS的第二
出液口与稳压容器PB的液体进出口连通，例如通过管道连通。示例性地，介质容器CS的第二
出液口与稳压容器PB的液体进出口通过管道连通，使得稳压容器PB与介质容器CS保持连
通。

[0134] 在本公开的一些实施方式中，稳压容器PB可以通过管道直接连接至介质容器CS的进液口。示例性地，介质容器CS的进液口可以连接有三通，三通的一端与进液阀Vlin连通，一
端通过管道与稳压容器PB的液体进出口连通。这样，在第一储能阶段，液体驱动泵EP在向介
质容器CS中泵入液体时，液体也会顺着管道泵入稳压容器PB中，且实现压力平衡。

[0135] 进一步地，在稳压容器PB的液体进出口和介质容器CS的进液口之间，还可以设置有第六阀门。该第六阀门的一端与稳压容器PB的液体进出口连通，另一端与介质容器CS的
进液口连通。在第二储能阶段，可以使得该第六阀门打开，以便使得稳压容器PB能够对介质
容器CS中的液体和空气加压。在第一储能阶段，尤其是在液体驱动泵EP工作时，该第六阀门
可以保持打开，以使得流体通过第六阀门流入稳压容器PB中。

[0136] 在本公开的一些实施方式中，所述稳压容器PB的液体进出口包括液体进口和液体出口；所述稳压容器PB的液体进口与所述液体驱动泵EP的出液口连通；所述稳压容器PB的
液体出口与所述介质容器CS的进液口连通。如此，在第一储能阶段，液体驱动泵EP可以通过
稳压容器PB的液体进口向稳压容器PB中泵入液体；在第二储能阶段和释能阶段，稳压容器
PB可以通过稳压容器PB液体出口向介质容器CS流入液体。

[0137] 进一步地，在稳压容器PB的液体出口和介质容器CS的进液口之间，设置有第六阀门。

[0138] 进一步地，在稳压容器PB的液体进口和液体驱动泵EP之间设置有第七阀门。在第一储能阶段或者在液体驱动泵EP工作时，可以使得第七阀门保持打开状态。在其他时间段，
例如在释能阶段和第二储能阶段，可以使得第七阀门保持关闭状态，以避免稳压容器PB中
的液体泄漏。

[0139] 在本公开的一种实施方式中，所述稳压容器PB的液体进出口包括液体进口和液体出口。在稳压容器PB的液体进口和液体驱动泵EP之间设置有第七阀门。在稳压容器PB的液
体出口和介质容器CS的进液口之间，设置有第六阀门。在第二储能阶段，可以打开第六阀
门，以使得稳压容器PB为介质容器CS中的压缩空气保压。在第二储能阶段结束后，可以关闭
第六阀门。

[0140] 在本公开的一些实施方式中，在垂直方向上，所述稳压容器PB位于所述介质容器CS的上方。换言之，稳压容器PB的位置可以高于介质容器CS。这样，稳压容器PB中的液体具
有更大的势能，其能够向介质容器CS中的液体和空气施压以使得压缩空气的压力保持在储
能压力附近。在第二储能阶段，当介质容器CS中的压缩空气开始排出时，介质容器CS中液面
在稳压容器PB中的液体的作用下抬升，进而保持对压缩空气的压力。可以理解的是，在第一
储能阶段结束后，压缩空气的储能压力越大，则稳压容器PB中的液面的高度与介质容器CS
中液面的高度的高度差越大，这部分液面高度差所产生的压力基本等于压缩空气的储能压
力。进一步地，稳压容器PB可以位于建筑物的顶部。

[0141] 在本公开的一些实施方式中，参见图4，所述稳压容器PB具有容器壁F100和与所述容器壁F100密封滑动配合的活塞F200；所述稳压容器PB的液体进出口设置于所述活塞F200
的下方。如此，当向稳压容器PB中泵入液体时，活塞F200上升；当稳压容器PB中的液体流出
时，活塞F200下降。进一步地的，所述活塞F200与所述容器壁F100之间设置有活塞密封圈。
这样，活塞F200可以实现对稳压容器PB的密封，不仅有利于减少对稳压容器PB中的液体的
污染，而且利于通过活塞F200对稳压容器PB中的液体加压。

[0142] 在本公开的一种实施方式中，所述稳压容器PB还设置有配重组件F300，所述配重组件F300承载于所述活塞F200的上方。这样，配重组件F300可以通过活塞F200向稳压容器
PB中的液体施加压力，这样，稳压容器PB可以通过较少的液体或者较低的位置来向介质容
器CS施加较大的压力，进而利于对介质容器CS中压缩空气的稳压。

[0143] 进一步地，所述稳压容器PB还包括稳压控制组件，所述稳压控制组件用于调整承载于所述活塞F200上方的配重组件F300的重量。当介质容器CS中压缩空气排出而使得介质
容器CS和稳压容器PB中液面变化时，为了保持压缩空气的压力稳定，稳压控制组件可以调
节配重组件F300的重量，进而调节稳压容器PB向介质容器CS施加的压力。示例性地，随着介
质容器CS中压缩空气的减少和介质容器CS中液面的上升、稳压容器PB中液面的下降，可以
增大配重组件F300的重量，使得配重组件F300的重量增加来补偿稳压容器PB与介质容器CS
液面差的减小，进而维持介质容器CS中压缩空气的压力的稳定。

[0144] 在该实施方式中，在第一储能阶段完成后，稳压容器PB中的水的体积可以略大于介质容器CS中的压缩空气的体积。假定稳压容器PB中的液面高度和介质容器CS中的液面高
度基本一致，则可以认为配重组件F300和活塞F200对水面产生的压力，与介质容器CS中的
压缩空气的压力一致。具体的，可以描述为：

[0145]

[0146] 其中，G为配重组件F300和活塞F200的重量之和，单位为kg；P为储气罐中压缩空气2 2
的压力，单位为Pa；A为稳压容器PB的横截面积，单位为m ；g为重力加速度，单位为m/s ；a为
考虑摩擦、损耗等因素的修正系数，其值应接近1。

[0147] 在本公开的另一种实施方式中，所述稳压容器PB还设置有调压组件，所述调压组件的两端分别固定于所述活塞F200和所述容器壁F100，用于向所述活塞F200施加朝向下方
的力。当介质容器CS中压缩空气排出而使得介质容器CS和稳压容器PB中液面变化时，为了
保持压缩空气的压力稳定，调压组件可以向活塞F200施加朝向下的力，进而增大稳压容器
PB中液体的压力，进而使得介质容器CS中的压缩空气的压力保持基本稳定。示例性地，调压
组件可以包括位于稳压容器PB顶部的承力横梁和千斤顶，千斤顶的两端分别固定在承力横
梁和活塞F200上。当需要增大稳压容器PB中的液体的压力时，可以使得千斤顶升举以向下
压活塞F200。

[0148] 可以理解的是，稳压容器PB还可以采用其他方式对介质容器CS进行加压，以及采用其他可行的机构对稳压容器PB中的液体压力进行调节，以能够满足对介质容器CS中压缩
空气的保压需求为准，本公开不做特殊的限定。

[0149] 在一些实施方式中，储液容器PA可以低于介质容器，以使得介质容器中的流体可以在重力作用下流入储液容器PA。在另外一些实施方式中，并不对储液容器PA与介质容器
之间的高度关系作出限定，以利于储液容器PA和介质容器的灵活布置；在稳压容器提供的
压力下，介质容器中的流体可以流入至储液容器PA。

[0150] 在本公开的一种实施方式中，具有冷源的二氧化碳储能系统还可以分布式发电组件，所述分布式发电组件包括至少一个发电单元；分布式发电组件所提供的电力可以作为
富余电力以驱动液体驱动泵EP或者驱动储能组件。在本公开的一种实施方式中，所述分布
式发电组件包括多个发电单元，至少一个所述发电单元为风力发电单元或者太阳能发电单
元。可以理解的是，本公开的分布式发电组件需要利用不太稳定的风能、太阳能或者其他新
能源，因此难以持续且稳定的产生电力，进而难以被有效利用。在本公开中，可以将分布式
发电组件产生的电力驱动液体驱动泵EP或者储能组件，进而将这些电力进行存储，并在用
电高峰时或者储能完成后，通过释能阶段进行释能发电。

[0151] 在本公开的一种实施方式中，分布式发电组件的至少发电单元可以布设于建筑物的顶部，例如太阳能发电单元、风力发电单元可以布设于小区、学校、医院、商场、办公楼等
建筑物的顶部，以实现对零散新能源的富集和利用。

[0152] 在本公开的一种实施方式中，液体驱动泵EP既与电网连接，又与分布式发电组件连接。在释能阶段结束后，可以先利用分布式发电组件为液体驱动泵EP供电。如果在预定的
时间内，例如在超过第一储能阶段的预设时间长度的75%，介质容器CS中的液体不足而使得
空气没有被压缩至预期的压力（或者介质容器CS中的液面没有达到预期的高度），则电网可
以向液体驱动泵EP供电。

[0153] 在本公开的一种实施方式中，液体驱动泵EP既与电网连接，又与分布式发电组件连接。在释能阶段结束后，可以先利用分布式发电组件为储能组件供电。如果在用电低谷期
间出现了分布式发电组件不能供电的情形，则电网电力可以作为补充以继续驱动储能组
件。如果在用电高峰期间出现了分布式发电组件不能供电的情形，则储能组件可以暂停工
作。

[0154] 可选地，本公开提供的具有冷源的二氧化碳储能系统还可以包括控制组件，所述控制组件用于控制具有冷源的二氧化碳储能系统中的各个阀门、电机等设备的工作，进而
简化该储能装置的控制，提高储能装置的自动化运行程度。

[0155] 在本公开提供的具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法中，既可以依次执行步骤S120和步骤S130，也可以使得步骤S120和步骤S130之间在时间上存在交叠。

[0156] 举例而言，在本公开的一种实施方式中，可以先执行步骤S120，再执行步骤S130。例如，具有冷源的二氧化碳储能系统可以在用电低谷期执行步骤S120，利用电网中的电力
来进行能量存储；并在用电高峰期执行步骤S130，以便将存储的能量转化为电力。如此，实
现调峰填谷。

[0157] 再举例而言，在本公开的另一种实施方式中，可以使得步骤S120和步骤S130至少在一些时间段内同时执行。例如，储能系统中的储能组件可以采用光电、风电等进行驱动。
在风电、光电驱动储能组件进行储能的同时，释能组件也可以进行发电。由于释能组件中膨
胀机的转速可控，因此能够稳定发电输出频率，有利于电网调频。

[0158] 需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤
才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执
行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等，均应视为本公开的一部分。

[0159] 应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和
修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中
和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的
组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书的实施方式说明了已知用于实现本公开的最
佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。