本发明属于水力压缩储能，具体涉及一种基于多工质分级的水力压缩储能系统及运行方法。
背景技术：
1、压缩空气储能是一种基于燃气轮机技术的能量存储系统，该系统利用低谷电，将空气压缩并储存于储气室中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰，高压空气从储气室释放，进入燃气轮机燃烧室同燃料一起燃烧，然后驱动透平发电。但是压缩空气储能占地面积大，对储气室的地理位置要求高。
2、目前，为了解决压缩空气储能对地理位置要求高的问题，出现了采用液体活塞压缩空气的技术，以水为介质对空气进行压缩。但这些液体活塞耐压强度均按照压缩气体的最高气体压强设计，当液体活塞容量较大时将增加其建造成本，当处理的气体体积相对较小或只需要将气体压缩到较小的压强时将造成液体活塞容量和耐压性能的冗余，增加了运行成本，导致储能成本高和储能密度低的缺陷。
技术实现思路
1、本发明提供了一种基于多工质分级的水力压缩储能系统及运行方法，以解决现有压缩空气储能系统储能成本高、储能密度低的技术缺陷。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、第一方面，提供了一种基于多工质分级的水力压缩储能系统，包括驱动装置，所述驱动装置的一端与蓄水池连接，另一端与储气装置连接，所述储气装置通过第一管路与水泵连接，所述水泵通过第二管路与储水装置连接；所述储气装置包括第一储气件、第二储气件和第三储气件，所述第一储气件内设有第一工质，所述第二储气件内设有第二工质，所述第三储气件内设有第三工质。
4、进一步地，所述第一工质为四氟乙烷，所述第二工质为二氟甲烷，所述第三工质为三氟甲烷。
5、进一步地，所述驱动装置包括电动机和给水泵，所述给水泵设置于所述电动机的驱动端上，所述给水泵的一端与蓄水池连接，另一端与储气装置连接。
6、进一步地，所述驱动装置还包括发电机和水轮机，所述发电机与水轮机的一端连接，所述水轮机的另一端分别与蓄水池和储气装置连接。
7、进一步地，所述第一储气件、第二储气件和第三储气件结构相同。
8、进一步地，所述第一储气件、第二储气件和第三储气件均为储气罐。
9、进一步地，所述第一储气件运行压力为0.4～1.4mpa。
10、进一步地，所述第二储气件的运行压力为1.4～3.4mpa。
11、进一步地，所述第三储气件的运行压力为3.4～4.4mpa。
12、第二方面，提供了一种基于多工质分级的水力压缩储能系统运行方法，所述方法是采用如上所述的储能系统进行的，包括：
13、预设储气件运行压力，其中，第一储气件运行压力预设为0.4～1.4mpa，第二储气件的运行压力预设为1.4～3.4mpa，第三储气件的运行压力预设为3.4～4.4mpa；
14、根据预设的所述储气件的运行压力，在用电低谷时期，利用驱动装置将蓄水池内的水工质分别输送至第一储气件、第二储气件和第三储气件内，对第一储气件、第二储气件和第三储气件内的工质压缩，并将热量存储；
15、根据预设的所述储气件的运行压力，在用电高峰期，利用储水装置对第一储气件、第二储气件和第三储气件内的工质加热，使其汽化膨胀推动水流带动驱动装置发电；在储水装置的热量不足时，也可以通过外部热源对储水装置进行补热。
16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
17、1、该系统设置了三个储气件，每个储气件内设有不同的工质，通过将水力压缩分为多级，并为每级水力压缩系统分配不同的有机工质，可以提高储能系统的储能密度，降低储气罐体积，减少设备成本，且不同有机工质压缩过程的温度不同，压缩过程的压缩热可以互相利用，提高了系统的能量利用效率，解决了现有压缩空气储能系统储能成本高、储能密度低的技术缺陷。
18、2、四氟乙烷是一种非臭氧层破坏物质，相较于传统的二氟一氯甲烷，对环境的负面影响较小，其次具有良好的化学稳定性，不易与其他材料发生反应，从而延长了系统的使用寿命；二氟甲烷具有较高的能效比，在相同的制冷量下，消耗的能源更少；三氟甲烷同样具有较高的能效比，适用于需要高效制冷的应用。
19、3、电动机直接驱动给水泵，实现了设备的集成化，减少了能量转换过程中的损失，提高了整体效率，降低了维护成本和故障率；其次，给水泵从蓄水池中抽取水源，保证了稳定的水源供应，稳定的供水对于储气装置的正常运行至关重要。
20、4、水轮机利用水流产生动力，进而驱动发电机发电，使得系统能够在一定程度上实现能源的自给自足，减少对外部电源的依赖。另外，在外部电源出现故障或断电时，水轮机和发电机可以为系统提供备用电源，增强了系统的稳定性和可靠性。
21、5、由于第一储气件、第二储气件和第三储气件结构相同，这些储气件在需要时可以互相替换，无需担心兼容性问题，降低了系统的维护成本。
22、6、采用相同的储气罐可以确保系统在整个生命周期内保持稳定的性能。
1.一种基于多工质分级的水力压缩储能系统，其特征在于，包括驱动装置，所述驱动装置的一端与蓄水池(6)连接，另一端与储气装置连接，所述储气装置通过第一管路与水泵(7)连接，所述水泵(7)通过第二管路与储水装置(8)连接；所述储气装置包括第一储气件(1)、第二储气件(2)和第三储气件(3)，所述第一储气件(1)内设有第一工质，所述第二储气件(2)内设有第二工质，所述第三储气件(3)内设有第三工质。
2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述第一工质为四氟乙烷，所述第二工质为二氟甲烷，所述第三工质为三氟甲烷。
3.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述驱动装置包括电动机(4)和给水泵(5)，所述给水泵(5)设置于所述电动机(4)的驱动端上，所述给水泵(5)的一端与蓄水池(6)连接，另一端与储气装置连接。
4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述驱动装置还包括发电机和水轮机，所述发电机与水轮机的一端连接，所述水轮机的另一端分别与蓄水池(6)和储气装置连接。
5.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述第一储气件(1)、第二储气件(2)和第三储气件(3)结构相同。
6.根据权利要求1或5所述的储能系统，其特征在于，所述第一储气件(1)、第二储气件(2)和第三储气件(3)均为储气罐。
7.根据权利要求1或5所述的储能系统，其特征在于，所述第一储气件(1)运行压力为0.4～1.4mpa。
8.根据权利要求1或5所述的储能系统，其特征在于，所述第二储气件(2)的运行压力为1.4～3.4mpa。
9.根据权利要求1或5所述的储能系统，其特征在于，所述第三储气件(3)的运行压力为3.4～4.4mpa。
10.一种基于多工质分级的水力压缩储能系统运行方法，其特征在于，所述方法是采用权利要求1-9任一项所述的储能系统进行的，包括：
