CN107231000A - 大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法与系统 - Google Patents
大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法与系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107231000A CN107231000A CN201710582285.8A CN201710582285A CN107231000A CN 107231000 A CN107231000 A CN 107231000A CN 201710582285 A CN201710582285 A CN 201710582285A CN 107231000 A CN107231000 A CN 107231000A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- generation system
- scale coal
- breaker
- coal generating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 73
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 56
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 39
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 36
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 11
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 4
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 2
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 claims 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 claims 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 claims 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H02J3/382—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
-
- H02J3/383—
-
- H02J3/386—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法与集成互补系统，该方法通过将大型燃煤发电系统作为新能源发电系统的终端用户，由大型燃煤发电系统以厂用电的形式梯级分层消纳新能源发电系统产生的电力，再将大型燃煤发电系统产生的电力直接输入电网。本发明能够进行多能互补，且能有效消除新能源发电对电网的冲击和扰动。
Description
技术领域
本发明属于发电技术领域，具体涉及一种燃煤发电与新能源发电多能互补的方法与系统。
背景技术
在环保要求日益严格，能源获取越来越复杂的形势下，开发利用新能源对解决当今世界环境污染与资源短缺问题，实现节能减排，缓解能源危机具有非常重要的意义。近年来，我国新能源产业进入了快速发展时期，政府重点支持了新能源发电，大力推进风电规模化发展，积极支持太阳能光伏发电应用。国家能源局数据显示，从2010年到2016年全国可再生能源发电装机容量从2.54亿千瓦增加到5.7亿千瓦，占全部电力装机总量的34.6％。截至2016年末，我国水能、风能和太阳能发电机组的总装机容量分别达到3.2亿千瓦、1.3亿千瓦和0.43亿千瓦，均居世界第一，生物质能发电技术平稳发展，垃圾发电装机容量稳步提升。
但是，必须看到，风能、太阳能、生物质等新能源发电虽具有清洁、无限量、可再生等优点，但也具有受环境影响大、容量小、独立向负荷提供可靠供电的能力弱、对电网波动大等问题，由此导致“弃风”、“弃光”等问题日益突出。国家能源局数据显示，2016年我国平均弃风率17％，平均弃光率20％左右。新能源发电影响电网系统安全稳定的缺点是其发展中的主要障碍，如何解决以新能源发电为主导电源的电网安全性、稳定性、可靠性等多方面的问题，是推进新能源成为未来的主导能源的关键，在能源问题逐步加剧与新能源快速发展的背景下具有重要的现实价值和意义。
为了提高新能源输出的稳定性和可靠性，解决新能源发电消纳问题，化解弃风、弃光、弃水等现象，我国提出了多能互补的能源政策。所谓多能互补就是利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势，充分发挥流域梯级水电站、具有灵活调节性能的火电机组的调峰能力，开展风光水火储多能互补系统一体化运行，提高电力输出功率的稳定性，提升电力系统消纳风电、光伏发电等间歇性可再生能源的能力和综合效益。
为加快推进多能互补集成优化示范工程建设，国家发改委和国家能源局于2016年7月发布了《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》(发改能源〔2016〕1430号，以下简称《实施意见》)。根据《实施意见》要求，目前国内已建、在建和拟建的多能互补工程主要采用两种模式，一种是面向终端用户电、热、冷、气等多种用能需求，以天然气分布式能源为主，采用天然气为主要燃料带动发电设备运行，产生的电力供应用户，发电后排出的余热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷，大大提高整个系统的一次能源利用率，实现了能源的梯级利用。二是面向大型综合型电源基地，利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势，推进风光水火储多能互补。互补的形式有多种，主要有：“风-风互补”，“风-光互补”，“水-光(风)互补”，“煤电-光(风)互补”，“抽蓄-光(风)互补”。
现有关于多能互补的相关专利技术有：
专利[CN102882223B]提出了一种水风光和生物质多能集成互补发电方法及装置，其方法是以水能为主体，充分利用水电站特有的山谷风，就地利用太阳能、生物质及其他能相对集中的可再生能源，将它们聚集在水电站周围，以水电站低压交流母线为接入点，组成以水电站为中心，水、风、光、生物质等多能集成互补发电系统。专利[CN106833782A]提出了一种多能互补的高效清洁能源系统及其应用，其方法充分利用火电厂、水电厂富余的发电能力，将电网消纳不了的电能用于电解水制氢设备中制取清洁燃料氢气，然后将氢气按比例混合到天然气中，供天然气分布式能源站使用。专利[CN105863963A]提出了一种多能互补发电机组，集成了风电、光伏发电、微型燃气轮机、燃料电池、蓄电厂、生物质发电，构建了多能互补的发电微网。专利[CN206149179U]提出了一种太阳能、风能多能互补的发电系统。
通过对比上述技术及能源局批复的首批多能互补集成优化示范工程可知，面向终端用户的多能互补模式主要是通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和能源智能微网等方式，实现多能协同供应和能源综合梯级利用。该互补模式一般以城镇、产业园区、大型公用设施为供能对象，由于供能对象固定、供能体量相对较小、系统简单、运维方便，因而实施相对容易，效果比较明显，为目前国内已建、在建和拟建项目采用的主要形式。而对于分布远离城镇等终端用户、规模相对较大的风电、光电和小型水电，虽具备按照分布式能源模式集成互补向城镇、产业园区、大型公用设施供电的能力，但由于远离城镇、产业园等终端用户，不借助电网无法对其供电，无法规避其对电网的影响。利用大型能源基地的多种能源互补模式，虽可将规模相对较大的风电站、光伏电站与煤电、小型水电进行集成互补，但由于风电站、光伏电站装机容量相对较大，且互补后仍采用并联上网，其对电网的冲击和扰动仍无法消除。综上可知，目前尚无煤电与风电、光电等新能源发电机组有效的互补方式。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的缺陷，提供一种能够进行多能互补，且能有效消除新能源发电对电网的冲击和扰动的方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法，该方法通过将大型燃煤发电系统作为新能源发电系统的终端用户，由大型燃煤发电系统以厂用电的形式梯级分层消纳新能源发电系统产生的电力，再将大型燃煤发电系统产生的电力直接输入电网。
具体的，该方法通过将风力发电系统或太阳能光伏发电系统产生的电力输入大型燃煤发电系统，提供大型燃煤发电系统厂用电量，由大型燃煤发电系统产生电力输入电网。
进一步的，该方法通过将水力发电系统或生物质发电系统产生的电力输入大型燃煤发电系统，并作为风力发电系统或太阳能光伏发电系统的调峰系统，提供大型燃煤发电系统厂用电量，由大型燃煤发电系统产生电力输入电网。
进一步的，该方法优先保证风力发电系统或太阳能光伏发电系统产生的电力输入大型燃煤发电系统，生物质发电系统或水力发电系统处于备用或最低负荷运行状态；当风力发电系统或太阳能光伏发电系统产生的电力不足以满足大型燃煤发电系统的厂用电需求时，快速提高生物质发电系统或水力发电系统的出力，同时由水力发电系统或生物质发电系统产生电力输入大型燃煤发电系统。
进一步的，该方法采用大型燃煤发电系统和风力发电系统、太阳能光伏发电系统、生物质发电系统、水力发电系统进行集成互补，优先保证风力发电系统和太阳能光伏发电系统产生的电力输入大型燃煤发电系统，生物质发电系统和水力发电系统处于备用或最低负荷运行状态；当风力发电系统和太阳能光伏发电系统的发电总负荷大于大型燃煤发电系统的厂用电需求时，多余电力用于水力发电系统进行抽水蓄能，或将太阳能光伏发电系统的多余部分的电力直接储存在大型电容组和蓄电池组中；当风力发电系统和太阳能光伏发电系统的发电总负荷不足以满足大型燃煤发电系统的厂用电需求时，快速提高生物质发电系统和水力发电系统的出力，同时由水力发电系统和生物质发电系统产生电力输入大型燃煤发电系统，或启动太阳能光伏发电系统中的大型电容组和蓄电池组，向大型燃煤发电系统输电。
进一步的，当风力发电系统、太阳能光伏发电系统、生物质发电系统、水力发电系统的发电总负荷仍不足以满足大型燃煤发电系统的厂用电需求时，将电网的高压电降压后送入厂用电系统。
本发明还提供了一种大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补系统，该集成互补系统包括大型燃煤发电系统和新能源发电系统；新能源发电系统在大型燃煤发电系统内的并网接入点为大型燃煤发电系统的厂用6KV配电母线。
进一步的，新能源发电系统包括风力发电系统、太阳能光伏发电系统或两者组合；风力发电系统包括若干台风力发电机、以及每台风力发电机分别对应的箱式变压器、低压配电装置、断路器和主变压器；风力发电机产生的交流电经对应的箱式变压器升压，各升压后的交流电并联汇入低压配电装置，再依次经断路器、主变压器、断路器后送至大型燃煤发电系统；太阳能光伏发电系统包括若干太阳能光伏电池单元、以及每个太阳能光伏电池单元对应的逆变器、配电装置、断路器、主变压器；太阳能光伏电池单元产生的直流电经对应的逆变器变为交流电，各交流电并联汇入配电装置，再依次经断路器、主变压器、断路器后送至大型燃煤发电系统。
进一步的，太阳能光伏发电系统还包括直流升压器、大型电容器组和蓄电池组；太阳能光伏电池单元产生的直流电分为两路，一路经对应的逆变器变为交流电，各交流电并联汇入所述配电装置，再依次经断路器、主变压器、断路器后送至大型燃煤发电系统，另一路直流电汇总后经直流升压器升压后，分别进入所述大型电容器组和蓄电池组。
进一步的，新能源发电系统还包括生物质发电系统、水力发电系统或两者组合；生物质发电系统包括若干台生物质气化炉、生物质气化炉气体净化装置、气化气加压贮存罐、天然气气罐、燃气轮机、配电装置、断路器、主变压器；生物质气化炉产生的气体均经生物质气化炉气体净化装置净化后加压贮存在所述气化气加压贮存罐内；燃气轮机的燃气入口分别与天然气气罐、气化气加压贮存罐相连；燃气轮机与发电机相连；发电机产生的电力依次经配电装置、断路器、主变压器、断路器送入大型燃煤发电系统；水力发电系统包括水库、水轮机、抽水蓄能系统、发电系统、配电装置、断路器、主变压器、断路器；所述水轮机、抽水蓄能系统设于水库内；水轮机与发电系统相连；发电系统产生的电力依次经配电装置、断路器、主变压器、断路器送入大型燃煤发电系统；集成互补系统还包括主变压器、断路器、高压厂用变压器、备用变压器；大型燃煤发电系统内设配电装置、变压器；述大型燃煤发电系统产生的电力分为两路，一路依次经断路器、主变压器、断路器输入电网线路，另一路依次经断路器、高压厂用变压器后汇入大型燃煤发电系统的自变厂用6KV母线；电网线路依次通过断路器、备用变压器、断路器接入大型燃煤发电系统的备用厂用6KV母线；新能源发电系统输送的电力经架空电缆送至大型燃煤发电系统内的配电装置进行交流电汇总后，再依次经断路器、变压器、断路器后接入大型燃煤发电系统的外输厂用6KV母线。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、本发明通过煤电以厂用电的形式梯级分层地消纳附近风电、光伏发电、生物质发电产生的电力解决目前新能源面临的弃风、弃光、弃水的问题；
2、本发明降低了电网中新能源发电所占比例，消除了新能源发电随机性大对电网的扰动；
3、本发明以煤电为中心，整合四周的风、光、水、生物质等可再生能源，在小区域范围内构建多能互补的发电基地，相对于基于大型综合能源基地的多能互补方式，具有系统简单、性能可靠的特点，更易实施推广的特点。
附图说明
图1为本发明集成互补系统的结构框图；
图2为图1中风力发电系统的结构示意图；
图3为图1中太阳能光伏发电系统的结构示意图；
图4为图1中生物质发电系统的结构示意图；
图5为图1中水力发电系统的结构示意图；
图6为图1中各发电系统与电网线路的连接示意图。
图1中，G1-大型燃煤发电系统，G2-风力发电系统，G3-太阳能光伏发电系统，G4-生物质发电系统，G5-水力发电系统；
图2中，2-1-风力发电机，2-2-箱式变压器，2-3-低压配电装置，2-4-断路器，2-5-主变压器；
图3中，3-1-太阳能光伏电池单元，3-2-逆变器，3-3-配电装置，3-4-断路器，3-5-主变压器，3-6-断路器，3-7-直流升压器，3-8-大型电容器组，3-9-蓄电池组；
图4中，4-1-生物质气化炉，4-2-生物质气化炉气体净化装置，4-3-气化气加压贮存罐，4-4-天然气气罐，4-5-燃气轮机，4-6-配电装置，4-7-断路器，4-8-主变压器，4-9-断路器；
图5中，5-1-水库，5-2-抽水蓄能系统，5-3-抽水蓄能系统，5-4-发电系统，5-5-配电装置，5-6-断路器，5-7-主变压器，5-8-断路器；
图6中，1-1断路器，1-2-主变压器，1-3-高压厂用变压器，1-4-备用变压器，1-5-配电装置，1-6-变压器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明专利提出的大型煤电与风能、水能、太阳能、生物质能等新能源发电机组集成互补发电系统，包括大型燃煤发电系统G1、风力发电系统G2、太阳能光伏发电系统G3、生物质发电系统G4、水力发电系统G5。大型煤电发电系统G1作为风电、水电、光伏发电、生物质发电等新能源发电机组的终端用户，将风电、水电、光伏发电、生物质发电等新能源发电机组产生的电力输入大型煤电系统中。大型燃煤发电系统使用新能源发电机组产生的电力，消纳新能源发电机组的负荷波动，并将最终产生的电力直接输入电网。
如图2所示，风力发电系统G2包括若干台风力发电机2-1、及每台风力发电机2-1对应的箱式变压器2-2、低压配电装置2-3、断路器2-4、断路器2-6、主变压器2-5；风力发电机2-1产生的交流电经箱式变压器2-2升压后并联汇入低压配电装置2-3，汇集后的交流电再经断路器2-4、主变压器2-5、断路器2-6升压至要求电压送至大型燃煤发电系统G1。
如图3所示，太阳能光伏发电系统G3，包括若干太阳能光伏电池单元3-1、及每个光伏电池单元3-1对应的逆变器3-2、配电装置3-3、断路器3-4和断路器3-6、主变压器3-5、直流升压器3-7、大型电容器组3-8和蓄电池组3-9；太阳能光伏电池单元3-1产生的直流电经分两路，一路经逆变器3-2变为交流电后并联汇入配电装置3-3，汇集后的交流电再经断路器3-4、主变压器3-5、断路器3-6升压至要求电压送至大型燃煤发电系统G1；另一路直流电汇总后通过直流升压器3-7升压后，分别进入大型电容组3-8和蓄电池组3-9。
如图4所示，生物质发电系统G4，包括若干台生物质气化炉4-1、生物质气化炉气体净化装置4-2、气化气加压贮存罐4-3、天然气气罐4-4、燃气轮机4-5、配电装置4-6、断路器4-7和断路器4-9、主变压器4-8；生物质气化炉4-1产生的气体经生物质气化炉气体净化装置4-2净化后加压贮存在气化气加压贮存罐4-3内，然后进入燃气轮机4-5燃烧带动发电机旋转发电；为了保证生物质发电系统的调峰能力，配置了天然气气罐4-4，当生物质气化气不足时，采用天然气掺烧；燃气轮机4-5带动发电机产生的电力经配电装置4-6、断路器4-7、主变压器4-8、断路器4-9升压至要求电压送至大型燃煤发电系统G1。
如图5所示，水力发电系统G5，包括水库5-1、水轮机5-2、抽水蓄能系统5-3、发电系统5-4、配电装置5-5、断路器5-6和断路器5-8、主变压器5-7；水轮机5-2带动发电系统5-4产生的电力经配电装置5-5、断路器5-6、主变压器5-7、断路器5-8升压至要求电压送至大型燃煤发电系统G1。
如图6所示，大型煤电系统G1产生的电力分两路，一路经断路器1-1、主变压器1-2、断路器1-1升压至电网要求压力输入电网线路，一路经断路器、高压厂用变压器1-3、断路器降压后汇入自变厂用6kV母线。为了提高厂用6kV电的供电可靠性，从电网线路引入一路电经断路器1-1和备用变压器1-4接入备用厂用6kV母线。新能源发电系统(G2、G3、G4、G5)产生的电力经架空电缆送至大型煤电系统G1，在大型煤电系统G1内设置一台配电装置1-5将各新能源发电系统输入的电压、频率和相位相同的交流电汇总，然后经断路器、变压器1-6将电压升降到厂用电相同的电压，接入外输厂用6kV母线。
本发明集成互补系统运行方法的步骤如下：优先保证风力发电系统G2、太阳能光伏发电系统G3所有电量输入煤电，生物质能发电系统G4和水力发电系统G5处于备用或最低负荷运行状态；当风力发电系统G2、太阳能光伏发电系统G3发电量不满足大型燃煤发电系统G1用电需求时，不足的电量有两种途径补充，一是充分利用生物质能发电系统G4和水力发电系统G5发电机组调峰灵活的特点，快速提高生物质能发电系统G4和水力发电系统G5的出力，另一种方式是启动太阳能光伏发电系统G3中的大型电容组3-8和蓄电池组3-9，向大型燃煤发电系统G1输电；当风力发电系统G2、太阳能光伏发电系统G3的发电量连同生物质能发电系统G4和水力发电系统G5的发电量总和仍不足以满足煤电系统厂用电需求时，通过启动高压厂用变压器1-3向厂用电系统输电；当风力发电系统G2、太阳能光伏发电系统G3的发电总负荷大于等于大型煤电厂用电需求时，多余的电力有两种用途，一是用于水力发电系统G5进行抽水蓄能，将电力以水势能的形式储存，另外一种方式就是将部分太阳能光伏发电系统G3的电力直接储存在大型电容组3-8和蓄电池组3-9中，依此平衡厂用电量与新能源发电量之间的匹配关系；为了保证厂用电系统的安全性，增设了备用变压器1-4，将电网的高压电降压送入厂用电系统。
为了更清晰地说明本实施例，以我国东南沿海某地区内现有发电厂为基础，说明煤电与新能源发电机组多能互补的方法和系统组成。该地区建有大型燃煤电厂、风电厂、多个小型水电站和太阳能光伏发电机组。大型燃煤电厂位于海边，风电机组和光伏发电机组建在沿海的山地和盐碱滩上。同时，该电厂四周有多个自然村，种植的农作物以水稻和甘蔗为主，山周围种植桉树等，具有丰富的生物质资源。本实施例中选取的燃煤发电机组、风电机组、水电机组及光伏发电机组的参数如下：
1、燃煤发电机组参数：
2、风力发电机组参数：
3、太阳能光伏发电机组
| 序号 | 项目 | 参数 |
| 1 | 总装机容量 | 10.05MWp |
| 2 | 最大发电能力 | 10.25MW |
| 3 | 太阳电池种类 | 多晶硅电池 |
| 4 | 逆变器 | |
| 型号 | SC630HE-11 | |
| 输出额定功率 | 630kW | |
| 最大交流侧功率 | 630kW | |
| 最大交流侧电流 | 1155A | |
| 输入直流侧电压 | 495～820V | |
| 交流输出电压范围 | 315V±10％ | |
| 输出频率 | 50HZ | |
| 5 | 变压器 | |
| 型号 | SBH15-1400/35 | |
| 额定电压(高压侧/低压侧) | 38.5±2x2.5％/0.315kV | |
| 额定容量 | 1400kVA | |
| 6 | 主变压器 | |
| 型号 | SF11-12500/110 | |
| 额定电压(高压侧/低压侧) | 121±2x2.5％/35kV |
4、水电站发电机组
| 序号 | 项目 | 参数 |
| 1 | 总装机容量 | 27.5MW |
| 2 | 水轮机 | 15MW、12.5MW |
| 3 | 发电机 | TS-286/115-12 |
| 4 | 主变压器(2台) | |
| 型号 | SF3-20000/121 | |
| 额定容量 | 20MWA | |
| 额定电压(高压侧/低压侧) | 121±2x2.5％/6.3kV |
本实施例中煤电机组的厂用电率大约5％，厂用电系统的用电量范围为14～30MW。煤电机组四周风电、水电、光伏电站的装机容量分别为36MW、27.5MW和10.05MW，生物质发电机组装机容量为10MW，新能源总装机容量83.55MW，满足煤电机组厂用电系统供电需求。
Claims (10)
1.大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法，其特征在于：该方法通过将大型燃煤发电系统作为新能源发电系统的终端用户，由大型燃煤发电系统以厂用电的形式梯级分层消纳新能源发电系统产生的电力，再将大型燃煤发电系统产生的电力直接输入电网。
2.根据权利要求1所述的大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法，其特征在于：该方法通过将风力发电系统或太阳能光伏发电系统产生的电力输入大型燃煤发电系统，提供大型燃煤发电系统厂用电量，由大型燃煤发电系统产生电力输入电网。
3.根据权利要求2所述的大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法，其特征在于：该方法通过将水力发电系统或生物质发电系统产生的电力输入大型燃煤发电系统，并作为风力发电系统或太阳能光伏发电系统的调峰系统，提供大型燃煤发电系统厂用电量，由大型燃煤发电系统产生电力输入电网。
4.根据权利要求3所述的大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法，其特征在于：该方法优先保证风力发电系统或太阳能光伏发电系统产生的电力输入大型燃煤发电系统，生物质发电系统或水力发电系统处于备用或最低负荷运行状态；当风力发电系统或太阳能光伏发电系统产生的电力不足以满足大型燃煤发电系统的厂用电需求时，快速提高生物质发电系统或水力发电系统的出力，同时由水力发电系统或生物质发电系统产生电力输入大型燃煤发电系统。
5.根据权利要求4所述的大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法，其特征在于：该方法采用大型燃煤发电系统和风力发电系统、太阳能光伏发电系统、生物质发电系统、水力发电系统进行集成互补，优先保证风力发电系统和太阳能光伏发电系统产生的电力输入大型燃煤发电系统，生物质发电系统和水力发电系统处于备用或最低负荷运行状态；当风力发电系统和太阳能光伏发电系统的发电总负荷大于大型燃煤发电系统的厂用电需求时，多余电力用于水力发电系统进行抽水蓄能，或将太阳能光伏发电系统的多余部分的电力直接储存在大型电容组和蓄电池组中；当风力发电系统和太阳能光伏发电系统的发电总负荷不足以满足大型燃煤发电系统的厂用电需求时，快速提高生物质发电系统和水力发电系统的出力，同时由水力发电系统和生物质发电系统产生电力输入大型燃煤发电系统，或启动太阳能光伏发电系统中的大型电容组和蓄电池组，向大型燃煤发电系统输电。
6.根据权利要求5所述的大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法，其特征在于：当风力发电系统、太阳能光伏发电系统、生物质发电系统、水力发电系统的发电总负荷仍不足以满足大型燃煤发电系统的厂用电需求时，将电网的高压电降压后送入厂用电系统。
7.大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补系统，其特征在于：该集成互补系统包括大型燃煤发电系统和新能源发电系统；所述新能源发电系统在大型燃煤发电系统内的并网接入点为大型燃煤发电系统的厂用6KV配电母线。
8.根据权利要求7所述的集成互补系统，其特征在于：所述新能源发电系统包括风力发电系统、太阳能光伏发电系统或两者组合；所述风力发电系统包括若干台风力发电机、以及每台风力发电机分别对应的箱式变压器、低压配电装置、断路器和主变压器；所述风力发电机产生的交流电经对应的箱式变压器升压，各升压后的交流电并联汇入所述低压配电装置，再依次经断路器、主变压器、断路器后送至大型燃煤发电系统；所述太阳能光伏发电系统包括若干太阳能光伏电池单元、以及每个太阳能光伏电池单元对应的逆变器、配电装置、断路器、主变压器；所述太阳能光伏电池单元产生的直流电经对应的逆变器变为交流电，各交流电并联汇入所述配电装置，再依次经断路器、主变压器、断路器后送至大型燃煤发电系统。
9.根据权利要求8所述的集成互补系统，其特征在于：所述太阳能光伏发电系统还包括直流升压器、大型电容器组和蓄电池组；所述太阳能光伏电池单元产生的直流电分为两路，一路经对应的逆变器变为交流电，各交流电并联汇入所述配电装置，再依次经断路器、主变压器、断路器后送至大型燃煤发电系统，另一路直流电汇总后经所述直流升压器升压后，分别进入所述大型电容器组和蓄电池组。
10.根据权利要求8或9所述的集成互补系统，其特征在于：所述新能源发电系统还包括生物质发电系统、水力发电系统或两者组合；所述生物质发电系统包括若干台生物质气化炉、生物质气化炉气体净化装置、气化气加压贮存罐、天然气气罐、燃气轮机、配电装置、断路器、主变压器；所述生物质气化炉产生的气体均经所述生物质气化炉气体净化装置净化后加压贮存在所述气化气加压贮存罐内；所述燃气轮机的燃气入口分别与所述天然气气罐、气化气加压贮存罐相连；所述燃气轮机与发电机相连；所述发电机产生的电力依次经配电装置、断路器、主变压器、断路器送入所述大型燃煤发电系统；所述水力发电系统包括水库、水轮机、抽水蓄能系统、发电系统、配电装置、断路器、主变压器、断路器；所述水轮机、抽水蓄能系统设于水库内；所述水轮机与发电系统相连；所述发电系统产生的电力依次经配电装置、断路器、主变压器、断路器送入所述大型燃煤发电系统；所述集成互补系统还包括主变压器、断路器、高压厂用变压器、备用变压器；所述大型燃煤发电系统内设配电装置、变压器；所述大型燃煤发电系统产生的电力分为两路，一路依次经所述断路器、主变压器、断路器输入电网线路，另一路依次经断路器、高压厂用变压器后汇入大型燃煤发电系统的自变厂用6KV母线；所述电网线路依次通过断路器、备用变压器、断路器接入大型燃煤发电系统的备用厂用6KV母线；所述新能源发电系统输送的电力经架空电缆送至所述大型燃煤发电系统内的配电装置进行交流电汇总后，再依次经断路器、变压器、断路器后接入所述大型燃煤发电系统的外输厂用6KV母线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710582285.8A CN107231000A (zh) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | 大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法与系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710582285.8A CN107231000A (zh) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | 大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法与系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107231000A true CN107231000A (zh) | 2017-10-03 |
Family
ID=59956476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710582285.8A Pending CN107231000A (zh) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | 大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法与系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107231000A (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108988389A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-12-11 | 浙江浙能龙泉生物质发电有限公司 | 一种基于生物质能和太阳能的耦合发电系统及控制方法 |
| CN109168792A (zh) * | 2018-07-23 | 2019-01-11 | 南京信息工程大学 | 一种蔬菜大棚分布式能源综合利用系统 |
| CN111525609A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-11 | 国电科学技术研究院有限公司 | 一种风光储电源直接接入火电厂供给火电厂厂用电的方法 |
| CN112596384A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-02 | 无锡华光电力工程有限公司 | 一种火电机组协调控制调峰调频系统和方法 |
| CN114614499A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-10 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种可再生能源制氢综合供电系统 |
| US11492887B2 (en) | 2019-06-13 | 2022-11-08 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Power supply semi-trailer for electric drive fracturing equipment |
| US11677238B2 (en) | 2021-04-26 | 2023-06-13 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Electric power supply method and electric power supply system |
| US11680474B2 (en) | 2019-06-13 | 2023-06-20 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Fracturing apparatus and control method thereof, fracturing system |
| WO2023155065A1 (zh) * | 2022-02-16 | 2023-08-24 | 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 | 电驱压裂系统 |
| US11746636B2 (en) | 2019-10-30 | 2023-09-05 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Fracturing apparatus and control method thereof, fracturing system |
| US12021389B2 (en) | 2021-10-12 | 2024-06-25 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Power supply system for electrically driven wellsite facility |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201714432U (zh) * | 2010-06-06 | 2011-01-19 | 华中科技大学 | 一种集成太阳能/风能发电装置的富氧燃烧燃煤发电系统 |
| CN102882223A (zh) * | 2011-07-11 | 2013-01-16 | 陈巍 | 水风光和生物质多能集成互补发电方法及装置 |
| CN105990856A (zh) * | 2015-02-25 | 2016-10-05 | 逢甲大学 | 导入暗发酵生物质能电力于再生能源电网的供电系统 |
-
2017
- 2017-07-17 CN CN201710582285.8A patent/CN107231000A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201714432U (zh) * | 2010-06-06 | 2011-01-19 | 华中科技大学 | 一种集成太阳能/风能发电装置的富氧燃烧燃煤发电系统 |
| CN102882223A (zh) * | 2011-07-11 | 2013-01-16 | 陈巍 | 水风光和生物质多能集成互补发电方法及装置 |
| CN105990856A (zh) * | 2015-02-25 | 2016-10-05 | 逢甲大学 | 导入暗发酵生物质能电力于再生能源电网的供电系统 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109168792A (zh) * | 2018-07-23 | 2019-01-11 | 南京信息工程大学 | 一种蔬菜大棚分布式能源综合利用系统 |
| CN108988389A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-12-11 | 浙江浙能龙泉生物质发电有限公司 | 一种基于生物质能和太阳能的耦合发电系统及控制方法 |
| US11492887B2 (en) | 2019-06-13 | 2022-11-08 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Power supply semi-trailer for electric drive fracturing equipment |
| US11680474B2 (en) | 2019-06-13 | 2023-06-20 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Fracturing apparatus and control method thereof, fracturing system |
| US11746636B2 (en) | 2019-10-30 | 2023-09-05 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Fracturing apparatus and control method thereof, fracturing system |
| CN111525609A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-11 | 国电科学技术研究院有限公司 | 一种风光储电源直接接入火电厂供给火电厂厂用电的方法 |
| CN112596384A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-02 | 无锡华光电力工程有限公司 | 一种火电机组协调控制调峰调频系统和方法 |
| US11677238B2 (en) | 2021-04-26 | 2023-06-13 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Electric power supply method and electric power supply system |
| US12021389B2 (en) | 2021-10-12 | 2024-06-25 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Power supply system for electrically driven wellsite facility |
| WO2023155065A1 (zh) * | 2022-02-16 | 2023-08-24 | 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 | 电驱压裂系统 |
| CN114614499A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-10 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种可再生能源制氢综合供电系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107231000A (zh) | 大型燃煤发电系统与新能源发电系统集成互补方法与系统 | |
| CN207166137U (zh) | 一种应用清洁能源发电电解制氢注入燃气管网的系统 | |
| Shiroudi et al. | Demonstration project of the solar hydrogen energy system located on Taleghan-Iran: Technical-economic assessments | |
| CN212610187U (zh) | 光伏与污水处理厂沼气联合供电供热系统 | |
| CN112260260A (zh) | 一种新能源发电直流并网系统及其控制方法 | |
| CN114021911A (zh) | 含碳捕捉装置的综合能源系统低碳优化调度方法 | |
| CN107171363A (zh) | 燃煤发电机组与新能源发电机组的多能互补发电系统 | |
| CN212627177U (zh) | 一种海上风电能源基地制氢储能系统 | |
| Aprillia et al. | Standalone Photovoltaic System Cost Optimization for Matantimali Village Central Sulawesi | |
| CN206977064U (zh) | 燃煤发电机组与新能源发电机组的多能互补发电系统 | |
| CN104348207A (zh) | 一种互联型分布式风光互补发电系统 | |
| CN103557120B (zh) | 海上能源整体式发电系统 | |
| CN206894253U (zh) | 一种基于光伏直流侧储能的电网智能调控系统 | |
| Pazouki et al. | Short term scheduling of multi carrier systems through interruptible load and Energy Storage toward future sustainable energy needs | |
| CN109390974A (zh) | 一种能源微网热电联供系统 | |
| Shi et al. | Research on Energy Management Optimization Strategy of Integrated Energy System in Wind Photovoltaic Hydrogen Energy Storage Area | |
| CN217769505U (zh) | 一种bopp生产线清洁能源供应系统 | |
| CN220190477U (zh) | 一种海上微电网 | |
| CN220628889U (zh) | 一种基于火电厂的综合能源调峰调频系统 | |
| CN214958723U (zh) | 一种分布式光伏发电接入系统 | |
| CN220139243U (zh) | 一种多能互补型火力发电厂厂用电系统 | |
| CN212114804U (zh) | 一种离网型风电制氢系统 | |
| CN220909883U (zh) | 一种可再生能源的智慧能源管理系统 | |
| CN109412156B (zh) | 一种电力定向输送控制系统 | |
| Zhang et al. | Stochastic Optimal Scheduling of Rural Integrated Energy System Considering the Uncertainty of Wind-Solar-Load Power |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 210023 No. 10 Wonderland Road, Qixia District, Nanjing City, Jiangsu Province Applicant after: GUODIAN SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: 210023 No. 10 Wonderland Road, Qixia District, Nanjing City, Jiangsu Province Applicant before: Guodian Science and Technology Research Institute |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171003 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |