CN110671271A - 一种互补耦合发电系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种互补耦合发电系统，包括互补耦合发电控制装置、风力发电装置、光热耦合燃气斯特林发电装置；互补耦合发电控制装置通过电力线路和控制线路将风力发电装置、光热耦合燃气斯特林发电装置连接起来并最终连接电网，互补耦合发电控制装置通过控制调节风力发电装置和光热耦合燃气斯特林发电装置各自的发电实时目标值，保证二者耦合的发电实时目标值满足电网负荷需求。
Description
技术领域
本发明涉及发电领域，具体涉及一种将风电、光热或燃气斯特林发电进行耦合的发电系统及方法。
背景技术
随着全球能源消愈发紧张，人们对环境的关注目益加强。能源短缺和环境污染已经成为影响人们生活和制约社会发展的重要课题，世界各国都在努力开发清洁的新能源。
全球可再生能源发电装机容量中风电占有压倒性优势，在被利用的可再生能源中风能占了一半以上，而风力发电也是可再生能源应用技术中最为领先的。近年世界风力发电高速增长，前景光明。
太阳能作为一种清洁环保、储量无穷的自然能源，其在人类所利用的能源种类中所占比例变得越来越大。碟式斯特林太阳能热发电技术的转换效率最高、排放最低、布置灵活的优势，在光热发电领域中备受青睐，具有很好的能源利用效率和市场发展前景。
但风力发电和碟式光热斯特林发电目前也存在一些问题。现有风力发电或碟式光热斯特林发电，由于受风力条件和光照条件的影响，其发电实时目标值随着光照及风力的改变而动态改变，因此其发电实时目标值是电网所不愿接受的不稳定电源，如何针对这两种不稳定发电装置，进行电网调峰是摆在所有区域电网管理者面前的一个难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种将调峰性能优越的燃气斯特林发电机与风电及光热发电互补耦合，从而实现三者总的发电实时目标值稳定输出到电网的一种耦合发电系统及方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种互补耦合发电系统，包括互补耦合发电控制装置、风力发电装置、光热耦合燃气斯特林发电装置；
所述互补耦合发电控制装置通过电力线路和控制线路将风力发电装置、光热耦合燃气斯特林发电装置连接起来并最终连接电网，所述互补耦合发电控制装置通过控制调节所述风力发电装置和光热耦合燃气斯特林发电装置各自的发电实时目标值，保证二者耦合的发电实时目标值满足电网负荷需求。
进一步的，所述光热耦合燃气斯特林发电装置使用的燃气为可燃气体，所述可燃气体来自于天然气管道、天然气储罐、电解制氢装置、生物质供气装置、沼气供气装置、焦炉煤气供气装置中的任意一种或几种的组合。
进一步的，所述风力发电装置包括水平轴式风机或垂直轴式风机中的至少一种。
进一步的，所述光热耦合燃气斯特林发电装置为碟式太阳能光热耦合燃气斯特林发电装置。
进一步的，所述光热耦合燃气斯特林发电装置还带有可燃气体的储气装置，所述可燃气体的储气装置用于随时满足所述光热耦合燃气斯特林发电装置的供气需求。
进一步的，还包括电网调度中心，所述电网调度中心与所述互补耦合发电控制装置、风力发电装置、光热耦合燃气斯特林发电装置通讯连接，所述互补耦合发电控制装置统一接受电网调度中心的调度指令。
进一步的，所述风力发电装置和/或光热耦合燃气斯特林发电装置安装于一个电站内，或分布于同一区域电网内的不同地理位置。
一种发电方法，采用所述的互补耦合发电系统，通过以下步骤进行发电：
S1：通过所述互补耦合发电控制装置设定所述互补耦合发电系统的总发电实时目标值；
S2：所述互补耦合发电控制装置根据当前时间点和未来时间段的风力资源和光照资源预测结果，设定所述光热耦合燃气斯特林发电装置的燃气发电实时目标值数值；
S3：判断所述光热耦合燃气斯特林发电装置的燃气储气量是否充足，当判断结果为是，则执行步骤S4；当判断结果为否，则对所述光热耦合燃气斯特林发电装置的燃气储气量进行补充，并执行步骤S4；
S4：接入所述风力发电装置所有发电实时目标值P风进入区域电网接入系统；
S5：计算燃气补足发电实时目标值P气＝P合-P风；其中所述P合为所述互补耦合发电系统的发电实时目标值；
S6：启动所述光热耦合燃气斯特林发电装置，提供燃气补足发电实时目标值P气，并对所述光热耦合燃气斯特林发电装置的燃气储气量进行补充；
S7：燃气储气量不足时，调用电网调峰电量；
S8：保证耦合发电系统总发电实时目标值满足电网需求。
本发明的有益效果在于：
1.实现了不稳定发电风电及碟式光热发电与良好调峰能力的燃气斯特林发电机组的结合，实现耦合发电系统发电实时目标值的稳定输出；
2.减少了电网平衡调节的难度，优化了可再生能源发电的电源质量；
3.降低了弃风弃光现象的发生，减小了电网调峰调频压力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的总体架构示意图；
图2为本发明实施例的发电方法的流程图。
为进一步清楚地说明本发明的结构和各部件之间的连接关系，给出了以下附图标记，并加以说明：
1、区域电网调度中心；2、互补耦合发电控制装置；3、风力发电装置；4、光热耦合燃气斯特林发电装置。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供了一种互补耦合发电系统，包括互补耦合发电控制装置2、风力发电装置3、光热耦合燃气斯特林发电装置4；
所述互补耦合发电控制装置2通过电力线路和控制线路将风力发电装置3、光热耦合燃气斯特林发电装置4连接起来并最终连接电网，所述互补耦合发电控制装置2通过控制调节所述风力发电装置3和光热耦合燃气斯特林发电装置4各自的发电实时目标值，保证二者耦合的发电实时目标值保持不变，并将二者发出的电力稳定输出到电网。
本实施例中，所述光热耦合燃气斯特林发电装置4使用的燃气为可燃气体，所述可燃气体来自于天然气管道、天然气储罐、电解制氢装置、生物质供气装置、沼气供气装置、焦炉煤气供气装置中的任意一种或几种的组合。
本实施例中，所述风力发电装置3包括水平轴式风机或垂直轴式风机中的至少一种。
本实施例中，所述光热耦合燃气斯特林发电装置4为碟式太阳能光热耦合燃气斯特林发电装置。
本实施例中，所述光热耦合燃气斯特林发电装置4还带有可燃气体的储气装置，所述可燃气体的储气装置用于随时满足所述光热耦合燃气斯特林发电装置的供气需求。
本实施例中，还包括电网调度中心1，所述电网调度中心1与所述互补耦合发电控制装置2、风力发电装置3、光热耦合燃气斯特林发电装置4通讯连接，所述互补耦合发电控制装置2统一接受电网调度中心1的调度指令。
本实施例中，所述风力发电装置3和/或光热耦合燃气斯特林发电装置4安装于一个电站内，或分布于同一区域电网内的不同地理位置，互补耦合发电控制装置控2制分布在不同地理位置的分散的风电发电装置3、光热耦合燃气斯特林发电装置4，保证这样的互补耦合发电系统总发电实时目标值保持稳定，满足区域电网的负荷需求。
实施例2
如图2所示，本实施例提供了一种发电方法，其通过以下步骤进行发电：
S1：通过所述互补耦合发电控制装置2设定所述互补耦合发电系统的总发电实时目标值；
S2：所述互补耦合发电控制装置2根据当前时间点和未来时间段的风力资源和光照资源预测结果，设定所述光热耦合燃气斯特林发电装置4的燃气发电实时目标值；
S3：判断所述光热耦合燃气斯特林发电装置4的燃气储气量是否充足，当判断结果为是，则执行步骤S4；当判断结果为否，则对所述光热耦合燃气斯特林发电装置4的燃气储气量进行补充，并执行步骤S4；
S4：接入所述风力发电装置3所有发电实时目标值P风进入区域电网接入系统；
S5：计算燃气补足发电实时目标值P气＝P合-P风；其中所述P合为所述互补耦合发电系统的发电实时目标值；
S6：启动所述光热耦合燃气斯特林发电装置4，提供燃气补足发电实时目标值P气，并对所述光热耦合燃气斯特林发电装置4的燃气储气量进行补充；
S7：燃气储气量不足时，调用电网调峰电量；
S8：保证耦合发电系统总发电实时目标值满足电网需求。
实施例3
本实施例基本系统架构与实施例1相同，不同之处在于所述的风力发电装置3和光热耦合燃气斯特林发电装置4分散地分布于不同的地理位置，发电装置数量可以多达十几台或上百台，但所有发电装置位于一个区域电网内，由统一的耦合发电控制装置2及电网调度中心1进行统一负荷调度，目的是保证耦合发电系统总的发电实时目标值稳定输出到区域电网。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种互补耦合发电系统，其特征在于，包括互补耦合发电控制装置、风力发电装置、光热耦合燃气斯特林发电装置；
所述互补耦合发电控制装置通过电力线路和控制线路将风力发电装置、光热耦合燃气斯特林发电装置连接起来并最终连接电网，所述互补耦合发电控制装置通过控制调节所述风力发电装置和光热耦合燃气斯特林发电装置各自的发电实时目标值，保证二者耦合的发电实时目标值满足电网负荷需求。
2.根据权利要求1所述的互补耦合发电系统，其特征在于：所述光热耦合燃气斯特林发电装置使用的燃气为可燃气体，所述可燃气体来自于天然气管道、天然气储罐、电解制氢装置、生物质供气装置、沼气供气装置、焦炉煤气供气装置中的任意一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的互补耦合发电系统，其特征在于：所述风力发电装置包括水平轴式风机或垂直轴式风机中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的互补耦合发电系统，其特征在于：所述光热耦合燃气斯特林发电装置为碟式太阳能光热耦合燃气斯特林发电装置。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的互补耦合发电系统，其特征在于：所述光热耦合燃气斯特林发电装置还带有可燃气体的储气装置，所述可燃气体的储气装置用于随时满足所述光热耦合燃气斯特林发电装置的供气需求。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的互补耦合发电系统，其特征在于：还包括电网调度中心，所述电网调度中心与所述互补耦合发电控制装置、风力发电装置、光热耦合燃气斯特林发电装置通讯连接，所述互补耦合发电控制装置统一接受电网调度中心的调度指令。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的互补耦合发电系统，其特征在于：所述风力发电装置和/或光热耦合燃气斯特林发电装置安装于一个电站内，或分布于同一区域电网内的不同地理位置。
8.一种发电方法，其特征在于，采用如权利要求1-7中任意一项所述的互补耦合发电系统，通过以下步骤进行发电：
S1：通过所述互补耦合发电控制装置设定所述互补耦合发电系统的总发电实时目标值；
S2：所述互补耦合发电控制装置根据当前时间点和未来时间段的风力资源和光照资源预测结果，设定所述光热耦合燃气斯特林发电装置的燃气发电实时目标值；
S3：判断所述光热耦合燃气斯特林发电装置的燃气储气量是否充足，当判断结果为是，则执行步骤S4；当判断结果为否，则对所述光热耦合燃气斯特林发电装置的燃气储气量进行补充，并执行步骤S4；
S4：接入所述风力发电装置所有发电实时目标值P风进入区域电网接入系统；
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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