CN105019960B - 电力系统低谷电存储以及调峰控制系统 - Google Patents

电力系统低谷电存储以及调峰控制系统 Download PDF

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Abstract

一种发电机低谷电存储以及调峰系统,将余热回收和低谷电回收存储相结合用于发电技术,将具有两级能量存储的空气压缩装置存储用电低谷时的电能,并且在用电高峰阶段使用空气压缩装置中存储的能量,使发电系统在最优效率下运行,从而提高了发电系统的运行效率。

Description

电力系统低谷电存储以及调峰控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种发电机低谷电存储以及调峰系统,尤其是涉及一种内燃发电机的低谷电存储以及调峰系统。
背景技术
[0002]能源是社会进步以及经济发展的基础,随着中国经济持续高速增长,国家能源消耗总量也在逐年激。进入“十二五”以来,节能被提到了一个前所未有的层次。调整能源结构,提高能源利用率,改善能源安全,解决环境污染己经成为我国能源战略的重点。
[0003]当前发电机尤其是内燃发电机中,在能源利用方面存在着热量消耗以及系统利用两个方面的问题。一方面,燃料燃烧产生的热能只有一小部份被转换为有用功输出,还有大量的热能被系统的排气、冷却以及对流辐射等消耗。如果对于这部分消耗的浪费的能量进行回收利用,不但能够提高发电机燃料的总热效率,节省能源消耗量,而且可以降低发电机机向环境的散热,改善环境质量,减缓全球变暖的趋势。另一方面,由于用户的用电时间和电量存在着周期现象,发电机工作过程中常常会出现用电低谷以及高峰的变化,在低谷时,用电量减少导致发电机在远低于额定功率的情况下运行,导致单位功率油耗增加,从而造成燃料的浪费以及环境污染;在用电高峰时,用电量可能大于发电机的额定功率,导致无法充分满足用电需求。
[0004]针对这个问题,201110020886.2的发明专利提出了一种内燃发电机低谷电及余热回收、储存利用系统,其将余热回收和低谷电回收存储相结合用于发电技术,通过使用空气压缩装置存储用电低谷时的电能,在用电高峰时,将存储在空气压缩装置中的空气能释放出来进行发电,从而内燃发电机的能量利用效率。该发明的发电系统的系统效率随着空气压缩装置释放的压缩空气流速增加而增加,并且在大于空气流速大于特定阈值时达到最优效率,但是由于空气压缩装置在用电低谷时存储的电能可能并不足以支持在最优效率的流速下用于整个用电高峰的时间段,从而在用电高峰时需要在低于最优效率的空气流速下释放空气压缩装置中的空气能,导致发电系统的系统效率的降低。
发明内容
[0005]本发明作为201110020886.2的发明专利的优化,提供了 一种发电机低谷电存储以及调峰系统,能够使发电系统在最优效率下运行,从而提高了发电系统的运行效率。
[0006]作为本发明的一个方面,提供了一种发电机低谷电存储以及调峰系统,包括内燃发电机,空气压缩装置,流量调节阀门,空气预热装置,余热回收装置、膨胀机以及发电机;所述内燃发电机能够压缩空气压缩装置中的空气,将电能存储在空气压缩装置中;所述空气压缩装置、压缩空气预热装置、余热回收装置和膨胀机依次流体连通;发电机和空气压缩装置分别与余热回收装置水路连通,其所产生的余热可通过水流被传递至余热回收装置并被存储起来;所述空气压缩装置包括空气压缩机以及两级高压储气瓶;其中第一级高压储气瓶具有一个入口和两个出口 ;第二级高压储气瓶具有一个入口与一个出口 ;所述第一级高压储气瓶的入口与空气压缩机连通,其第一出口与压缩空气预热装置通过第一流量阀连通,第二出口与所述第二级高压储气瓶入口通过开关阀连通;所述第二级高压储气瓶的出口通过第二流量阀与压缩空气预热装置连通。
[0007]优选的,所述第二流量阀仅在第二级高压储气瓶的气压大于特定阈值时,才能够开启;所述特定阈值的气压对应于第二级高压储气罐能够以特定流速持续特定时间通过第二流量阀向所述压缩空气预热装置供气。
[0008]优选的,所述第二流量阀仅在第二级高压储气瓶的气压大于特定阈值时,才能够开启;所述特定阈值的气压对应于第二级高压储气罐能够以特定流速持续特定时间通过第二流量阀向所述压缩空气预热装置供气。
[0009]优选的,所述特定流速为大于0.2kg/s的特定值。
[0010]优选的,所述特定时间为用电高峰持续时间。
[0011]作为本发明的另外一个方面,提供了上述发电机低谷电存储以及调峰系统的运行方法,在用电低谷阶段,关闭第一流量阀以及第二流量阀,开启开关阀,使用低谷电能驱动空气压缩机使空气绝热压缩至第一级高压储气瓶以及第二级高压储气瓶;在第二级高压储气瓶内气压达到所述特定阈值时,关闭开关阀,继续将空气压缩到所述第一级高压储气瓶;在用电高峰时,如果第二级高压储气瓶没有达到所述特定阈值,则不开启第一流量阀以及第二流量阀,如果第二级高压储气瓶达到所述特定阈值,则开启所述第二流量阀,使第二流量阀中气体以所述特定流速输出。
[0012]优选的,在用电高峰时,如果开启所述第二流量阀后,系统输出功率还低于用电高峰功率,则开启所述第一流量阀,使通过所述第一流量阀的气体的流速大于所述特定流速。
[0013]优选的,所述余热回收装置包括多级相变蓄热机构。
附图说明
[0014]图1是本发明实施例的示意图。
具体实施方式
[0015]为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍,显而易见地,下面描述中的仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些实施例获取其他的技术方案,也属于本发明的公开范围。
[0016]本发明实施例的发电机低谷电存储以及调峰系统,包括内燃发电机1,空气压缩装置,空气预热装置5,余热回收装置6、膨胀机7以及发电机8。内燃发电机I为现有技术中已知的内燃发电机,例如柴油发电机或者汽油发电机等。内燃发电机I在空载或者用电低谷时,为了避免其输出功率远低于其额定功率导致的单位能耗上升,内燃发电机能够压缩空气压缩装置中的空气,将电能存储在空气压缩装置中。
[0017]空气压缩装置包括空气压缩机2,第一级高压储气瓶31以及第二级高压储蓄瓶32。空气压缩机2具有空气入口,其使用内燃发电机作为动力来源。空气压缩机2的出口与第一级高压储气瓶31流体连通,第一级高压储气瓶31的一个出口与第二级高压储气瓶32通过开关阀33流通连通,空气压缩机能够将空气压缩进入第一级高压储气瓶31以及第二级高压储气瓶32。
[0018]第一级高压储气瓶31的另一个出口以及第二级高压储气瓶32的出口分别通过流量阀34以及35与压缩空气预热装置5流体连通。流量阀34以及流量阀35能够分别控制第一级高压储气瓶31以及第二级高压储气瓶32的出口流速。压缩空气预热装置5用于将空气压缩装置的压缩空气与外界空气进行换热,使膨胀后的压缩空气恢复到常温。可以使用现有技术中已经的换热装置作为空气空气余热装置5。
[0019]余热回收装置6,用于将内燃发电机I和空气压缩机2在工作过程中产生的余热给予回收和存储。余热回收装置6可以由现有技术中常用的各种蓄热材料组成,其结构可以优选设置成多级相变蓄热机构,从而能够依据余热能级分别回收系统中不同种类的余热资源。从压缩空气预热装置5流出的压缩空气流在余热回收装置6吸收热量,压缩空气的体积流量增加,直接用于驱动膨胀机7,膨胀机7进而驱动发电机8发电,输出电力至用户9。
[0020]由于发电系统的效率随着空气压缩装置释放的压缩空气流速增加而增加,并且在大于空气流速大于特定阈值时达到最优效率,本发明实施例中两级储气瓶的设置用于使系统在用电高峰阶段能够以最优效率运行。两级储气瓶中的第二级储气瓶32为标准运行储气瓶,只有在第二级储气瓶32中的存储能量达到特定值时,才在用电高峰阶段打开第二级储气瓶32与压缩空气预热装置5之间的流量阀35,使用其进行运行。该存储能量的特定值为,能够使第二级储气罐在整个用电高峰阶段都能够以输出空气流速大于特定阈值如0.2kg/s,可以通过例如气压值表征该存储能量的特定值。两级储气瓶中的第一级储气瓶31为补充运行储气瓶,在用电高峰时,如果开启第二流量阀35后,系统输出功率还低于用电高峰功率,则开启第一流量阀34,使用第一级储气瓶31中存储的能量对于系统的输出功率进行补充。
[0021]通过本发明上述方案的设置,只有在标准运行储气瓶中的存储能量足以使发电系统在用电高峰时保持在最优效率时,才使用其存储能量,从而保证了发电系统能够以最优效率运行,提高了发电系统的运行效率。
[0022]上述发电机低谷电存储以及调峰系统的运行流程,包括如下:在用电低谷阶段,关闭第一流量阀35以及第二流量阀34,开启开关阀33,使用低谷电能驱动空气压缩机2使空气绝热压缩至第一级高压储气瓶31以及第二级高压储气瓶32,在第二级高压储气瓶32内气压达到特定阈值时,关闭开关阀;在用电高峰时,如果第二级高压储气瓶32没有达到特定阈值,则不开启第一流量阀以及第二流量阀,如果第二级高压储气瓶达到特定阈值,则开启所述第二流量阀,使第二流量阀中气体以所述特定流速输出,在该特定流速输出时,发电系统的效率达到最优效率。在用电高峰时,如果开启所述第二流量阀35后,系统输出功率还低于用电高峰功率,则开启第一流量阀34,使通过第一流量阀34的气体的流速大于所述特定流速,从而使第一级高压储气瓶也在最优效率下对于发电系统的输出功率进行补充。
[0023]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种发电机低谷电存储以及调峰系统,包括内燃发电机A、空气压缩装置、压缩空气预热装置、余热回收装置、膨胀机以及发电机B;所述内燃发电机A能够压缩空气压缩装置中的空气,将电能存储在空气压缩装置中;所述空气压缩装置、压缩空气预热装置、余热回收装置和膨胀机依次流体连通;发电机B和空气压缩装置分别与余热回收装置水路连通,其所产生的余热能够通过水流被传递至余热回收装置并被存储起来;其特征在于:所述空气压缩装置包括空气压缩机以及两级高压储气瓶;其中第一级高压储气瓶具有一个入口和两个出口 ;第二级高压储气瓶具有一个入口与一个出口 ;所述第一级高压储气瓶的入口与空气压缩机连通,其第一出口与压缩空气预热装置通过第一流量阀连通,第二出口与所述第二级高压储气瓶入口通过开关阀连通;所述第二级高压储气瓶的出口通过第二流量阀与压缩空气预热装置连通;只有在第二级高压储气瓶中的存储能量达到特定值时,才在用电高峰阶段打开第二级高压储气瓶与压缩空气预热装置之间的第二流量阀,使其进行运行;该存储能量的特定值为,能够使第二级高压储气罐在整个用电高峰阶段都能够输出大于0.2kg/s的空气流;所述余热回收装置包括多级相变蓄热机构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106195611A (zh) * 2016-07-12 2016-12-07 华北电力大学(保定) 一种压缩空气储能系统用恒温绝热储气装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102213113A (zh) * 2011-06-12 2011-10-12 中国科学院工程热物理研究所 一种压缩空气储能系统
CN102588024A (zh) * 2011-01-18 2012-07-18 中国科学院过程工程研究所 内燃发电机的低谷电及余热回收、储存和再利用系统
CN103628932A (zh) * 2013-11-25 2014-03-12 赖勇清 高效压缩空气储能发电系统
CN203603986U (zh) * 2013-10-15 2014-05-21 天津市燊丰科技发展有限公司 燃气轮机余热利用装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102588024A (zh) * 2011-01-18 2012-07-18 中国科学院过程工程研究所 内燃发电机的低谷电及余热回收、储存和再利用系统
CN102213113A (zh) * 2011-06-12 2011-10-12 中国科学院工程热物理研究所 一种压缩空气储能系统
CN203603986U (zh) * 2013-10-15 2014-05-21 天津市燊丰科技发展有限公司 燃气轮机余热利用装置
CN103628932A (zh) * 2013-11-25 2014-03-12 赖勇清 高效压缩空气储能发电系统

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