CN103061885B - 一种互补式绿色能源供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种互补式绿色能源供给系统，其特征在于：包括燃气轮机发电装置和非燃气发电装置。所述非燃气发电装置为风力发电装置、水力发电装置、太阳能发电装置或其组合。本发明根据各种能源之间的不同特性，通过多种能源的有效混合配置，克服可再生能源供电的不稳定性，实现各类能源的优势互补与效率提升，同时降低氮氧化物、硫化物及粉尘等污染物的生成，减少二氧化碳排放。

Description

一种互补式绿色能源供给系统
技术领域
本发明涉及一种综合利用气体燃料、风能、太阳能、水能多种能源和蓄能装置的能量供给系统，属于多种能源互补式发电和供热及制冷技术领域。
技术背景
我国人口众多，人均能源消费水平低，能源需求增长压力大，能源供应与经济发展的矛盾十分突出。我国环境污染问题突出，生态系统脆弱，大量开采和使用化石能源对环境影响很大，特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高，二氧化碳排放增长较快，对气候变化影响较大。
水能、太阳能、风能等绿色能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。天然气等气体燃料在广义范围内也属于绿色能源。充足、安全、清洁的能源供应是经济发展和社会进步的基本保障。开发利用绿色能源，对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。从根本上解决我国的能源问题，不断满足经济和社会发展的需要，保护环境，实现可持续发展，除大力提高能源效率外，加快开发利用可再生能源是重要的战略选择，也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基本要求。
相对于常规发电方式，一方面风电、太阳能发电具有间歇性、随机性和波动性，水力发电也会受到季节的影响，从而对电网造成很大的冲击；另一方面当风电、太阳能发电和水电的输出和电网负荷曲线具有不一致性，这时只能放弃发电，从而导致电能浪费。随着国内风电、水电、太阳能等能源发电规模的快速扩大，上网的矛盾越来越突出。
本发明利用各种能源之间的不同特性，实现了燃气、风能、太阳能和水能多种资源的优势互补，解决供电不稳定性的难题，提高机组一次调频及自动发电控制（Automatic GenerationControl，AGC）响应速度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以燃气发电为基础，最大限度综合利用自然界的风力资源、太阳能资源和水力资源，根据各种资源的不同特性，通过多种能源以及储能装置的有效混合配置，克服可再生能源供电的不稳定性，提供了电能、供暖、制冷和液化天然气等多种形式能量供给，实现了各类能源的优势互补与效率提升。
为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
（1）一种互补式绿色能源供给系统，包括燃气轮机发电装置和非燃气发电装置。
（2）根据（1）所述的系统，所述非燃气发电装置为风力发电装置、水力发电装置、太阳能发电装置或其组合。
注：
1.燃气轮机发电装置、风力发电装置、太阳能光热发电装置、水力发电装置均指单机容量；
2.太阳能光伏发电装置指电站容量；
3.储能装置指储能容量；
4.液化天然气站指单线液化能力。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为分布式电网能量供给方式结构示意图；
图2为大电网能量供给方式结构图；
图中1为气体燃料；2为风能；3为太阳能；4为水能；5为燃气轮机发电装置；6为风力发电装置；7为太阳能发电装置；8为水力发电装置；9为燃气轮机发电装置控制器；10为风力发电装置控制器；11为太阳能发电装置控制器；12为水力发电装置控制器；13为蓄能装置；14为液化天然气加工站；15为供热站；16为制冷站；17为分布式电网内交流负载；18为分布式电网内直流负载；19为大型电网负载。
具体实施方式
实施例1：
本发明的结构图见图1所示，包括气体燃料1，燃气轮机发电装置5，燃气轮机发电装置控制器9，风力发电装置6，风力发电装置控制器10，蓄能装置13，分布式电网内交流负载17，液化天然气站14，供热站15，制冷站16、分布式电网内交流负载17和分布式电网内直流负载18。气体燃料1输入燃气轮机发电装置5，燃气轮机发电装置5与燃气轮机发电装置控制器9相连，燃气轮机发电装置控制器9与蓄能装置13相连。供热站15、制冷站16与燃气轮机发电装置5相连。风能2输入风力发电装置6，风力发电装置6与风力发电装置控制器10相连，风力发电装置控制器10与蓄能装置13相连。其中液化天然气站14，供热站15，制冷站16和分布式电网内直流负载18为可选。
实施例2：
本发明的结构图见图1所示，包括气体燃料1，燃气轮机发电装置5，燃气轮机发电装置控制器9，太阳能发电装置7，太阳能发电装置控制器11，蓄能装置13，分布式电网内交流负载17，液化天然气站14，供热站15，制冷站16、分布式电网内交流负载17和分布式电网内直流负载18。气体燃料1输入燃气轮机发电装置5，燃气轮机发电装置5与燃气轮机发电
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其他的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。
此专利说明书使用实例去展示本发明，其中包括最佳模式，并且使熟悉本领域的技术人员制造和使用此项发明。此发明可授权的范围包括权利要求书的内容和说明书内的具体实施方式和其它实施例的内容。这些其它实例也应该属于本发明专利权要求的范围，只要它们含有权利要求相同书面语言所描述的技术特征，或者它们包含有与权利要求无实质差异的类似字面语言所描述的技术特征。
所有专利，专利申请和其它参考文献的全部内容应通过引用并入本申请文件。但是如果本申请中的一个术语和已纳入参考文献的术语相冲突，以本申请的术语优先。
本文中公开的所有范围都包括端点，并且端点之间是彼此独立地组合。
需要注意的是，“第一”，“第二”或者类似词汇并不表示任何顺序，质量或重要性，只是用来区分不同的技术特征。结合数量使用的修饰词“大约”包含所述值和内容上下文指定的含义。（例如：它包含有测量特定数量时的误差）。

Claims (9)

1.一种互补式绿色能源供给系统，其特征在于：包括燃气轮机发电装置和非燃气发电装置；所述非燃气发电装置为风力发电装置、水力发电装置、太阳能发电装置或其组合；
所述互补式绿色能源供给系统还包括储能装置、供热站和制冷站，所述供热站和制冷站分别与所述燃气轮机发电装置相连；
所述储能装置选自化学储能，或者物理储能，或者其他形式，蓄能容量为0.1KW～5000MW之间；所述化学储能的型式选自铅酸电池，或锂离子电池，或液流电池，或熔融盐电池，或镍氢电池；所述物理储能的型式选自抽水蓄能，或压缩空气储能，或飞轮储能；所述其他形式储能装置的型式选自电化学电容器，或超导储能，或燃料电池，或金属-空气电池；
所述燃气轮机发电装置的单机容量选自20MW～100MW的中型燃气轮机发电装置，或100MW～1000MW的大型燃气轮机发电装置；
所述风力发电装置的单机容量选自1MW～20MW以上的大型风力发电装置；
所述水力发电装置的单机容量选自5000KW～100MW的中型水电发电装置，或100MW～1000MW的大型水力发电装置；
还包括智能化能源调度控制系统，所述智能化能源调度控制系统含有分布式发电系统控制器、可控负荷管理器、中央能量管理系统、继电保护装置设备，可实现分布式电网电力供应。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括液化天然气站，联产液化天然气。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述液化天然气站选自基本负荷型，或调峰型；基本负荷型液化天然气站单线液化能力在1万吨/年～200万吨/年之间；调峰型液化天然气站单线液化能力在1千吨/年～10万吨/年之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：能量输出形式是供电，或组成热电联产或热电冷三联产多种能量供给形式。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：太阳能发电装置含有太阳能光伏发电装置或太阳能光热发电装置，或其组合。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：太阳能光伏发电装置电池种类选自晶硅电池、薄膜电池、其他形式，或其组合；所述其他形式的电池型式选自聚光砷化镓，或染料敏化电池，或铜锌锡硫，或量子点电池，或纳米线电池，或聚合物电池，或光热电概念，或上转换下转换概念，或热电子概念。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述晶硅电池的电池型式选自单晶硅电池，或多晶硅电池，或HIT异质结电池，或IBC/MWT/EWT背接触晶硅电池，或SE晶硅电池；所述薄膜电池的电池型式选自非晶硅薄膜电池，或非晶/微晶硅叠层薄膜电池，或碲化镉薄膜电池，或铜铟镓硒电池。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述太阳能光热发电装置含有非聚光型太阳能光热发电装置，或聚光型太阳能光热发电装置，单机容量在0.1KW～500MW之间。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述非聚光型太阳能光热发电装置的型式选自太阳能空气流发电；所述聚光型太阳能光热发电装置的型式选自槽式，或塔式，或线性菲涅尔式，或碟式。
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