CN106969399A - 一种清洁能源发电的消纳调峰系统及其消纳调峰方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种清洁能源发电的消纳调峰系统及其消纳调峰方法，该清洁能源发电的消纳调峰系统用于热电厂的管网侧并且通过清洁能源发电厂通过所述高压电网为处于热电厂供热区域内的一次供热管网和/或二次供热管网上的多种分布式的电锅炉、燃气锅炉、热力站提供电力。众多分布式电锅炉、燃气锅炉等补充热电厂供热范围内的供热热源量，可以为热电厂深度调峰提供热负荷替代热源，从而使热电厂可以完全热电解耦，甚至完全的纯凝运行，使热电厂的纯凝运行深度调峰成为可能，不但可使火电厂通过深度调峰获得补贴，而且可以保证热电厂供热的安全性。

Description

一种清洁能源发电的消纳调峰系统及其消纳调峰方法

技术领域

本发明涉及电能利用技术领域，具体是涉及热电厂的供热范围内供热管网侧分布式的一种清洁能源发电的消纳调峰系统及其消纳调峰方法。

背景技术

在中国三北地区电力市场容量富裕，燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺，电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电及核电等新能源的能力不足，弃风现象严重。调峰困难已经成为电网运行中最为突出的问题。电网调峰与火电机组供热之间的矛盾处理不好，可能影响居民冬季供暖安全，关系民生。为了满足电网调峰需求，以及电厂在激烈竞争中的生存需要，深度调峰势在必行。

专利号为ZL200910091492.9的中国发明专利申请公开了一种太阳能风能互补供水供热系统及方法，其中，所述太阳能风能互补供水供热方法包括：检测风力发电机输出电能的电能参数，太阳能热水器的水位、水温以及储水箱的水位；根据所述风力发电机输出电能的电能参数判断当前风力发电机输出电能的电能状态，并根据所述当前风力发电机输出电能的电能状态、太阳能热水器的水位、水温和储水箱的水位，切换供电回路。该太阳能风能互补供水供热系统及方法，虽然实现了以清洁能源为作为电能加热为辅的加热方式。但是其自动化程度较低，且不适用于对热电厂的供热管网侧。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷与不足，本发明的第一个目的在于提供一种清洁能源发电的消纳调峰系统，该消纳调峰系统彻底解决了冬季的弃风、弃光、弃水和弃核现象。一方面，本发明中的电锅炉通过消纳清洁发电获得低电价，另一方面，众多分布式得电锅炉补充热电厂供热范围内的供热热源量，可以为热电厂深度调峰提供热负荷替代热源，从而使热电厂可以完全热电解耦，甚至完全的纯凝运行，使电厂的纯凝运行深度调峰成为可能，不但可使火电厂通过深度调峰获得补贴，而且分布式的电锅炉可以保证热电厂供热的安全性。

为实现上述目的本发明的第一个技术方案是：一种清洁能源发电的消纳调峰系统，包括设置在热电厂供热区域内的供热管网，该清洁能源发电的消纳调峰系统用于热电厂的管网侧，所述供热管网包括一次供热管网和二次供热管网，所述热电厂的供热管路分别与处于一次供热管网和/或二次供热管网上的分布式的电锅炉、燃气锅炉、热力站连接，所述热电厂通过高压电网分别与处于所述一次供热管网和/或二次供热管网上的分布式的电锅炉、燃气锅炉、热力站连接，处于所述一次供热管网和/或二次供热管网上的分布式的电锅炉、燃气锅炉、热力站分别通过所述高压电网连接有清洁能源发电厂，所述清洁能源发电厂通过所述高压电网为处于所述一次供热管网和/或二次供热管网上的分布式的电锅炉、燃气锅炉、热力站供电。

优选的是，所述清洁能源发电厂为核电发电厂。

在上述任一方案中优选的是，所述清洁能源发电厂为光伏发电厂。

在上述任一方案中优选的是，所述清洁能源发电厂为水力发电厂。

在上述任一方案中优选的是，所述电锅炉为电极锅炉。

在上述任一方案中优选的是，所述电锅炉为固体蓄热电锅炉。

在上述任一方案中优选的是，所述电锅炉为电阻式电锅炉。

在上述任一方案中优选的是，所述电锅炉为电磁式电锅炉。

在上述任一方案中优选的是，所述电锅炉为相变蓄热式电锅炉。

在上述任一方案中优选的是，所述电锅炉为电极锅炉。

在上述任一方案中优选的是，在所热电厂供热区域内设置有控制装置。

本发明的第二个目的在于提供一种清洁能源发电的消纳调峰方法，该消纳调峰方法是在原有的热电厂的供热区域内的一次供热管网和/或二次供热管网上增加有至少一种电-热转换设备去消纳清洁能源发电站的电能，并通过控制器实施的对热电厂、清洁能源发电站进行调峰。

具体是：一种清洁能源发电的消纳调峰方法，包括在热电厂的供热区域内设置供热管网和高压电网，其特征在于：还包括如下步骤

步骤A:在所述热电厂的供热区域内的供热管网上设置消纳弃风弃光等清洁能源发电的电锅炉装置；

步骤B:将所述电锅炉装置一方面与高压电网连接，通过高压电网与设置在所述热电厂供热区域外的新能源发电厂连接，并通过设置的控制装置控制所述清洁能源发电站适时的通过电网为所述电锅炉装置供电。

在步骤A中，所述消纳装置为电锅炉。

在步骤B中，当所述热电厂产生的热能不足时和/或所述新能源发电站产生的电能过多时，所述控制器控制热电厂减少或关闭供热，控制所述清洁能源发电站通过所述高压电网为所述消纳装置供电，实现消纳新能源发电站的电能来供热的功能。

与现有技术相比本发明的优点在于：在供热管网侧设置电锅炉，可以将电网夜间低谷电力用于加热水并蓄热或直供，蓄热可供白天供热。电锅炉结构紧凑、运行无噪音，无污染，热效率高，散热损耗小，节能降耗。另一方面，通过供热管网侧的电锅炉可以间接实现热电厂的热电解耦，从而热电厂可以切换为纯凝电厂进行深度调峰，为电网提供宝贵的调峰负荷。

附图说明

图1 为按照本发明的清洁能源发电的消纳调峰系统的一优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例对本发明作更为详细的描述，实施例只对本发明具有示例性作用，而不具有任何限制性的作用；任何本领域技术人员在本发明的基础上作出的非实质性修改，都应属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，一种清洁能源发电的消纳调峰系统，包括设置在热电厂1供热区域内的供热管网，该清洁能源发电的消纳调峰系统用于热电厂的供热管网侧，所述供热管网包括一次供热管网11和二次供热管网12，所述热电厂1的供热管路一方面与处于一次供热管网11上的多个分布式的电锅炉8、多个分布式的热力站10、多个分布式的燃气锅炉房16及多个分布式的燃煤锅炉房13连接。所述多个分布式的燃气锅炉房16通过燃气管网3连接。所述热电厂1的供热管路另一方面与处于二次供热管网12上的多个分布式的电锅炉8、多个分布式的燃气锅炉房16及多个分布式的燃煤锅炉房13通过一次热网11间接连接。所述热电厂1通过高压电网2一方面分别与处于所述一次供热管网11上的多个分布式的电锅炉8 连接，另一方面通过高压电网2与设置在供热区域之外清洁能源发电站连接。在本实施例中，所述清洁能源发电站为核电发电厂。

实施例2：

如图1所示，在本实施例中与实施例1所不同的是，所述清洁能源发电厂为光伏发电厂。

实施例3：

如图1所示，在本实施例中与实施例1所不同的是，所述清洁能源发电厂为水力发电厂。

实施例4：

如图1所示，在本实施例中与实施例1所不同的是，所述清洁能源发电厂为风力发电厂。

实施例5：

如图1所示，一种清洁能源发电的消纳调峰系统，包括设置在热电厂1供热区域内的供热管网，该清洁能源发电的消纳调峰系统用于热电厂的管网侧，所述供热管网包括一次供热管网11和二次供热管网12，所述热电厂1的供热管路一方面与处于一次供热管网11上的多个分布式的电锅炉8、多个分布式的热力站10，多个分布式的燃气锅炉房16及多个分布式的燃煤锅炉房13连接。所述热电厂1的供热管路另一方面与处于二次供热管网12上的多个分布式的电锅炉8、多个分布式的燃气锅炉房16及多个分布式的燃煤锅炉房13通过一次热网间接连接。所述热电厂1通过高压电网2一方面分别与处于所述一次供热管网11上的多个分布式的电锅炉8 连接，另一方面通过高压电网2与设置在供热区域之外清洁能源发电站连接。

在本实施例中，所述电锅炉8包括但不限于电极锅炉、固体蓄热电锅炉、电阻式电锅炉、电磁式电锅炉、相变蓄热式电锅炉、电极锅炉中的任一个或多个排列组合形式。换言之，所述的分布式电锅炉可以是固体蓄热电锅炉、电极锅炉或电阻锅炉和其他任何形式的电转热的设备，无论其接入一次供热管网11还是与二次供热管网12，它都可以部分替代热电厂1的供热负荷，使得热电厂1间接实现热电解耦，从而可以进行纯凝运行的深度调峰，或实现分布式的电锅炉8补足供热抽汽量的不足；热电厂1获得的深度调峰补偿可与电锅炉8的运营单位进行分享，区域内的其他可再生能源发电站获得额外的上网电负荷；在所述区域电网内无论是集中式风电厂4、集中式光伏发电厂7、大型水电站5、核电站6均可以与分布式电锅炉8的经营业主签署可再生能源电力消纳电供热的合作协议，在低谷电时段利用弃风弃光弃水电来供热，电锅炉经营单位获得低电价，可再生能源发电企业获得多发电量从而获得更多国家可再生能源发电补贴；区域内的尖峰负荷燃煤和燃气锅炉房，随着热电厂调峰深度加大，更多分布式电锅炉与可再生能源发电的谷电应用相结合，众多燃煤燃气锅炉房都陆续会被电锅炉所取代。通过这样的热电厂间接热电解耦降负荷深度调峰及其供热范围内的分布式电锅炉的联动运行，热电厂不但可以获得额外的调峰能力和调峰补贴，区域内的可再生能源发电可多发电多拿补贴，而且分布式电锅炉的运营单位可以获得低电价的可再生能源发电企业的协议电价，为区域的节能减排和雾霾治理做出贡献。

实施例6：

如图1所示，提供一种清洁能源发电的消纳调峰方法，该消纳调峰方法是在原有的热电厂1的供热区域内的一次供热管网11和/或二次供热管网12上增加有至少一种电-热转换设备去消纳清洁能源发电站的电能，并通过控制器实施的对热电厂、清洁能源发电站进行调峰。具体方法如下：一种清洁能源发电的消纳调峰方法，包括在热电厂的供热区域内设置供热管网和高压电网2，还包括如下步骤

步骤A:在所述热电厂的供热区域内的供热管网上设置消纳弃风弃光等清洁能源发电的电锅炉装置；

步骤B:将所述电锅炉装置一方面与高压电网连接，通过高压电网与设置在所述热电厂供热区域外的新能源发电厂连接，并通过设置的控制装置控制所述清洁能源发电站适时的通过电网为所述电锅炉装置供电。

在步骤A中，所述消纳装置为电锅炉。

在步骤B中，当所述热电厂产生的热能不足时和/或所述新能源发电站产生的电能过多时，所述控制器控制热电厂减少或关闭供热，控制所述清洁能源发电站通过所述高压电网为所述消纳装置供电，实现消纳新能源发电站的电能来供热的功能。

在本实施例中，所述消纳装置为电锅炉。通过本实施例中的在热电厂1的供热区域内的一次供热管网11和或二次供热管网12上设置的多个电锅炉消纳清洁能源产生的电力，彻底解决冬季的弃风、弃光、弃水和弃核现象。一方面，电锅炉8通过消纳清洁发电获得低电价，另一方面，众多分布式电锅炉补充热电厂供热范围内的供热热源量，可以为热电厂深度调峰提供热负荷替代热源，从而使热电厂1可以完全热电解耦，甚至完全的纯凝运行，使热电厂1的纯凝运行深度调峰成为可能，不但可使火电厂通过深度调峰获得补贴，而且分布式的电锅炉可以保证热电厂供热的安全性。

尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本发明，但本领域的技术人员可以理解，可以作出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本发明的范围。以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种清洁能源发电的消纳调峰系统，包括设置在热电厂供热区域内的供热管网，其特征在于：该清洁能源发电的消纳调峰系统用于热电厂的管网侧，所述供热管网包括一次供热管网和二次供热管网，所述热电厂的供热管路分别与处于一次供热管网和/或二次供热管网上的分布式的电锅炉、燃气锅炉、热力站连接，所述热电厂通过高压电网分别与处于所述一次供热管网和/或二次供热管网上的分布式的电锅炉、燃气锅炉、热力站连接，处于所述一次供热管网和/或二次供热管网上的分布式的电锅炉、燃气锅炉、热力站分别通过所述高压电网连接有清洁能源发电厂，所述清洁能源发电厂通过所述高压电网为处于所述一次供热管网和/或二次供热管网上的分布式的电锅炉、燃气锅炉、热力站供电。

2.如权利要求1所述的清洁能源发电的消纳调峰系统，其特征在于：所述新能源发电厂为核电发电厂。

3.如权利要求1所述的清洁能源发电的消纳调峰系统，其特征在于：所述新能源发电厂为光伏发电厂。

4.如权利要求1所述的清洁能源发电的消纳调峰系统，其特征在于：所述新能源发电厂为水力发电厂。

5.如权利要求1所述的清洁能源发电的消纳调峰系统，其特征在于：所述电锅炉为电极锅炉。

6.如权利要求1所述的清洁能源发电的消纳调峰系统，其特征在于：所述电锅炉为固体蓄热电锅炉。

7.如权利要求1所述的清洁能源发电的消纳调峰系统，其特征在于：所述电锅炉为电阻式电锅炉。

8.如权利要求1所述的清洁能源发电的消纳调峰系统，其特征在于：所述电锅炉为电磁式电锅炉。

9.如权利要求1所述的清洁能源发电的消纳调峰系统，其特征在于：所述电锅炉为相变蓄热式电锅炉。

10.一种清洁能源发电的消纳调峰方法，包括在热电厂的供热区域内设置供热管网和高压电网，其特征在于：还包括如下步骤

步骤A:在所述热电厂的供热区域内的供热管网上设置消纳弃风弃光等清洁能源发电的电锅炉装置；

步骤B:将所述电锅炉装置一方面与高压电网连接，通过高压电网与设置在所述热电厂供热区域外的新能源发电厂连接，并通过设置的控制装置控制所述清洁能源发电站适时的通过电网为所述电锅炉装置供电。