CN111933971A - 一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统 - Google Patents

一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统 Download PDF

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Abstract

一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，属于储能发电技术领域。其特征在于，包括储能子系统、储热子系统、固体氧化物燃料电池发电子系统、透平发电子系统；利用电网低谷电能储存液态空气、液态氧气、液态氮气；利用氧气作为燃料电池的阳极气体，增加了氧气分压力，改善了燃料电池性能；利用采用“高温燃气预热”与“电预热”两种预热方式为燃料电池预热，有效缩短燃料电池启动时间；利用液态空气储罐(6)中未液化空气的冷量对运行中的固体氧化物燃料电池(11)进行热管理，防止燃料电池运行超温；本系统具有储能密度大，功率密度高、运行模式灵活、对工程地址条件要求低的特点。

Description

一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统
技术领域
本发明涉及储能发电的技术，特别涉及一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，属于储能发电技术领域。
背景技术
可再生能源发电的间歇性与不稳定性，严重影响着电网的安全与经济运行，采用电力储能技术是解决上述问题的有效方法。
固体氧化物燃料电池是一种直接将化学能转化为电能的装置，具有功率密度大，能量转换率高、无污染、噪音低、能适应不同功率要求等特点，是目前最具潜力的发电方式之一。但是固体氧化物燃料电池受电解质材料所限，须在高温的条件下工作，导致燃料电池启动速度慢，通常需要较长的启动时间，因此启动时间过长是固体氧化物燃料电池的主要缺点之一。在不同燃料电池中，氧气以及燃料分压力越高，电转化效率就越高。所以，为固体氧化物燃料电池提供高压氧气以及高压燃料均可有效的提高燃料电池的电转化效率，改善燃料电池的性能。
专利(申请公布号：CN 108386344 A)提出了一种燃料电池和压缩空气储能耦合的发电储能系统及控制方法，其特点是将压缩空气系统中高压清洁空气作为固体氧化物燃料电池的阳极气体，利用了固体氧化物燃料电池和压缩空气储能在功能上的互补性将两系统耦合，实现储能发电的功能。但是该系统并没有解决燃料电池启动时间长的问题，同时还具有储能密度较小以及储气室容积大等缺点。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提出一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，即在用电低谷时利用电网低谷负荷电能压缩储存液态空气和液态氧气，在用电高峰时释放高压氧气以及富氢气体供给固体氧化物燃料电池及透平发电。本系统不仅改善了固体氧化物燃料电池系统的性能，还缩短了固体氧化物燃料电池的启动时间，具有储能密度大，功率密度高、运行模式灵活、对工程地址条件要求低的特点。
本发明的技术方案如下。
一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，其特征在于，所述系统包括储能子系统、储热子系统、固体氧化物燃料电池发电子系统、透平发电子系统。
所述储能子系统包括压气机组、蓄冷装置、膨胀阀、液态空气储罐、空分装置、液氮储罐、液氧储罐、电动机以及相应阀门和管道。
所述储热子系统包括冷水罐、热水罐、空气-水换热器、氧气-水换热器以及相关阀门和管道等。
所述燃料电池子系统包括燃料储罐、固体氧化物燃料电池本体、低温泵、燃料预热器、氧气预热器、燃料电池预热器、燃料电池冷却器、电预热装置、整流装置以及相关阀门和管道。
所述透平发电子系统包括燃烧室、透平、发电机、低温泵及相关阀门与管道。
其中，所述储能子系统中电动机与压气机组通过传动轴连接；压气机间设有级间换热器；压气机的排气口通过阀门及管道分别与级后换热器、蓄冷装置与膨胀阀入口连接；膨胀阀的出口分为两个支路，一条支路与液态空气储罐入口连接，另一条支路与空分装置入口连接；空分装置包括两个出口，一个出口与液氮储罐入口连接，另一个出口与液氧储罐入口连接。
其中，所述储热子系统中冷水罐的出口与压气机组的级间换热器和级后换热器的水侧入口连接，级间换热器和级后换热器的水侧出口汇合后与热水罐入口连接，热水罐出口分为两条支路，一条支路与氧气-水换热器水侧入口连接，另一条支路与空气-水换热器水侧入口连接，氧气-水换热器和空气-水换热器的水侧出口汇合后与冷水罐入口连接。
其中，所述燃料电池子系统中燃料储罐的出口与燃料预热器的燃料侧入口连接；燃料预热器的燃料侧出口分为两个支路，一条支路与燃烧室燃料侧入口连接，另一条支路与固体氧化物燃料电池阳极入口连接；液氧储罐的出口通过低温泵、蓄冷装置与氧气-水换热器的氧气侧入口连接；氧气-水换热器的氧气侧出口与氧气预热器的氧气侧入口连接；氧气预热器的氧气侧出口分为两个支路，一条支路与燃料电池阴极入口连接，另一条支路与燃烧室氧气侧入口连接；固体氧化物燃料电池的阳极出口与燃烧室燃料侧入口连接，阴极出口与燃烧室氧气侧入口连接；固体氧化物燃料电池通过外接电路连接整流装置。电预热装置与燃料电池预热器均布置于固体氧化物燃料电池的固体结构中。电预热装置与燃料电池预热器都可为固体氧化物燃料电池预热，加快固体氧化物燃料电池的启动速度。
其中，所述透平发电子系统中燃烧室出口分为两个支路，一条支路与透平入口连接，另一条支路与燃料电池预热器入口连接；燃料电池预热器出口与大气相连通；透平出口分为两条支路，一条支路与大气连接，一条支路采用并联的方式分别与氧气预热器的排气侧入口和燃料预热器的排气侧入口连接；燃料预热器的高温排气侧出口与大气相连通；氧气预热器的高温排气侧出口与大气相连通；液态空气储罐包括两个出口，其中一个出口通过低温泵、蓄冷装置、空气-水换热器与透平连接；透平与发电机通过传动轴连接。
优选的，所述液态空气储罐出口通过管道与燃料电池冷却器的空气侧入口连接，燃料电池冷却器空气侧出口与大气相连通，从而利用液态空气储罐中未液化空气的冷量控制燃料电池温度，防止燃料电池运行温度过高。
优选的，加快固体氧化物燃料电池启动速度的时采用“高温燃气预热+电预热”混合预热方式，此方式有助于提高预热灵活性，降低预热对电能的依赖，尤其是在系统冷启动、且无外接电源情况下，有助于提高系统启动灵活性，提高启动效率。
优选的，“高温燃气预热”与“电预热”两种预热方式为燃料电池预热加快固体氧化物燃料电池启动速度，此方式有助于提高预热灵活性，降低系统启动时间，提高启动效率。
“高温燃气预热”模式如下：提前使储存在液氧储罐的氧气以及储存在燃料储罐的富氢气体越过燃料电池进入燃烧室燃烧，燃烧得到的高温烟气进入燃料电池内部换热器为燃料电池进行初预热。
“电预热”模式如下：提前使储存于液态空气储罐的高压液态空气进入透平做功，利用做功后产生的电能供给电预热装置。系统以外的电能也可作为“电预热”模式的电能来源。
两种预热模式可以根据需要灵活控制，达到预热燃料电池的目的。
优选的，所述的一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统的运行模式包括储能模式和释能模式。
用电负荷低谷时，本发明所述系统开启储能模式，此时系统利用电网低谷电能驱动电动机，电动机带动压气机组将空气压缩至超临界状态，超临界空气进入蓄冷装置中冷却，冷却后经过膨胀阀后液化，液化空气分为两部分，一部分进入液态空气储罐中储存，一部分进入空分装置，液态空气在空分装置中分离后得到液态氮气和液态氧气，液态氮气储存在液氮储罐中，液态氧气储存在液氧储罐中。同时利用电网低谷电能，将富氢气体储存在燃料储罐中。
用电负荷高峰时本发明所述系统开启释能模式，释能阶段包括燃料电池系统释能与超临界压缩空气释能两个环节，且两个释能环节异时运行。
燃料电池系统释能时，液氧储罐中液氧体经过低温泵输送进入蓄冷装置中回收冷量，此时液态氧气转化为气态氧气，气态氧气进入氧气-水换热器进行第一次预热，随后进入氧气预热器中进行第二次预热，经过两次预热后，氧气进入燃料电池阴极参与电化学反应；储氢罐中的富氢气体进入燃料预热器中预热，预热后的富氢气体进入燃料电池阳极参与电化学反应；燃料电池反应产生电能经过整流装置后送入电网中。未经燃烧的富氢气体和氧气以及燃料电池产生的高温废气共同进入燃烧室中燃烧，燃烧后的高温烟气进入透平中做功，做功产生的电能被送入电网中，透平做功后的高温排气进入氧气预热器和燃料预热器与氧气和富氢气体换热。
超临界压缩空气释能时，超临界压缩空气进入透平发电子系统，此时液态空气储罐中的液态空气经过低温泵加压后进入蓄冷装置中回收冷量，此时液态空气转变为气态空气，气态空气进入空气-水换热器中进行预热，预热后的空气进入透平做功，做功产生的电能被送入电网中，做功后的空气被排出到大气当中。
两种释能环节的启用无先后顺序，可以视现实条件灵活启用。
本发明具有以下优点及突出性的技术效果：①储能密度大。由于本发明采用超临界压缩空气存储，因此空气、氧气和氮气都以液态形式存储，所以本发明所述系统的单位储能空间能够储存更多的能量。②燃料电池系统的性能好。本发明所述系统利用空气分离技术将液态空气分离得到液氧，将氧气作为固体氧化物燃料电池的阳极气体，增大了氧气分压力，提高了燃料电池的电转换效率，改善了燃料电池的性能。③缩短了固体氧化物燃料电池的启动时间。固体氧化物属于中高温燃料电池，须在高温的条件下工作，导致燃料电池启动速度慢，通常需要30分钟左右固体氧化物燃料电池才能启动，本发明所述系统采用系统自身发电量和系统内部余热为固体氧化物燃料电池预热，缩短了固体氧化物燃料电池的启动时间。④提高系统的安全性。固体氧化物燃料电池反应温度很高，如果不将燃料电池的温度控制在合理的范围，过高的反应温度会使燃料电池的固体结构损坏，因此本发明所述系统利用液态空气储罐中未液化的低温空气通入固体氧化物燃料电池内部换热器中，对燃料电池进行温度控制，防止固体氧化物燃料电池温度过高，导致燃料电池损坏。⑤对工程地址条件要求低。由于本发明所述系统采用液态存储，储能密度大，储气室容积小，所以对工程地址条件要求不高。
附图说明
图1为一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统。
图中各设备清单标号为：1-电动机；2-压气机；3-压气机；4-蓄冷装置；5-膨胀阀；6-液态空气储罐；7-空分装置；8-液氮储罐；9-液氧储罐；10-燃料储罐；11-固体氧化物燃料电池；12-燃烧室；13-透平；14-发电机；15-级间换热器；16-级后换热器；17-循环泵；18-冷水罐；19-热水罐；20-循环泵；21-空气-水换热器；22-氧气-水换热器；23-阀门；24-阀门；25-阀门；26-阀门；27-低温泵；28-低温泵；29-燃料预热器；30-氧气预热器；31-燃料电池预热器；32-燃料电池冷却器；33-电预热装置；34-整流装置；35-阀门；36-阀门；37-阀门；38-阀门；39-阀门；40-阀门。
具体实施方式
一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，其特征在于，所述系统包括储能子系统、储热子系统、固体氧化物燃料电池发电子系统、透平发电子系统。
所述储能子系统包括电动机1、压气机2、压气机3、蓄冷装置4、膨胀阀5、液态空气储罐6、空分装置7、液氮储罐8、液氧储罐9以及相应的阀门和管道。
所述蓄热子系统包括循环泵17、冷水罐18、热水罐19、循环泵20、空气-水换热器21、氧气-水换热器22以及相应阀门和管道。
所述燃料电池子系统包括燃料储罐10、固体氧化物燃料电池本体11、低温泵28、燃料预热器29、氧气预热器30、燃料电池预热器31、燃料电池冷却器32、电预热装置33、整流装置34以及相应阀门和管道。
所述透平发电子系统包括燃烧室12、透平13、发电机14、低温泵27、以及相应阀门与管道。
所述储能子系统中电动机1与压气机2、压气机3通过传动轴连接；压气机2的排气口与级间换热器15的空气入口连接；级间换热器15的空气出口与压气机3的空气入口连接；压气机3的空气出口通过管道与级后换热器16、蓄冷装置4、膨胀阀5的空气通道连接；膨胀阀5排气分为两条支路，一条支路通过阀门与液态空气储罐6入口连接，另一条支路通过阀门与空分装置7入口连接；空分装置7包括两个出口，一个出口与液氮储罐8入口连接，另一个出口与液氧储罐9入口连接。
所述储热子系统中冷水罐18的出口与循环泵17的入口连接，循环泵17的出口分为两条支路，一条支路与级间换热器15的水侧入口连接，另一条支路与级后换热器16水侧入口连接；级间换热器15的水侧出口与级后换热器16的水侧出口汇合后与热水罐19入口连接；热水罐19出口与循环泵20入口连接，循环泵20出口分为两个支路，一条支路通过管道与阀门36、空气-水换热器21的水侧入口连接，另一条支路通过管道与阀门35、氧气-水换热器22的水侧入口连接；空气-水换热器21的水侧出口和氧气-水换热器22的水侧出口汇合后与冷水罐18入口连接。
所述燃料电池子系统中燃料储罐10的出口与燃料预热器29的燃料侧入口连接；燃料预热器29的燃料侧出口分为两个支路，一条支路通过阀门40与燃烧室12燃料侧入口连接，另一条支路通过阀门39与固体氧化物燃料电池11的阳极入口连接；液氧储罐9的出口与低温泵28的入口连接，低温泵28的出口通过蓄冷装置4与氧气-水换热器22的氧气侧入口连接，氧气-水换热器22的氧气侧出口与氧气预热器30的氧气侧入口连接；氧气预热器30的氧气侧出口分为两个支路，一条支路通过阀门38与燃料电池11的阴极入口连接，另一条支路通过阀门37与燃烧室12氧气侧入口连接；固体氧化物燃料电池阳极出口与燃烧室12燃料侧入口连接，固体氧化物燃料电池11的阴极出口与燃烧室12氧气侧入口连接；固体氧化物燃料电池11通过外接电路连接整流装置34。电预热装置33布置于固体氧化物燃料电池的固体结构中。
所述透平发电子系统中燃烧室12出口分为两个支路，一条支路通过管道与阀门24、透平13入口连接，另一条支路通过阀门41与燃料电池预热器31入口连接；燃料电池预热器31出口与大气相连通；透平13出口分为两个支路，一条支路通过阀门26与大气连接，另一条支路采用并联的方式分别与燃料预热器29、氧气预热器30的烟气入口连接；燃料预热器29、氧气预热器30的排气口与大气相连通；液态空气储罐6包括两个出口，其中一个出口通过低温泵27、蓄冷装置4与空气-水换热器21的液态空气侧入口连接，另一个出口通过阀门与燃料电池冷却器32的空气侧入口连接；燃料电池冷却器32空气侧出口与大气相连通；空气-水换热器21的空气侧出口通过阀门23与透平13入口连接；透平13与发电机14通过传动轴连接。
所述燃料储罐10中储存富氢或甲烷燃料。富氢或甲烷燃料可来自于水电解、矿物燃料转化、焦油气转化等，在用电低谷时，利用低谷电能将富氢或甲烷燃料储存于燃料储罐10中。
所述液氮储罐8设有供其他需用液氮用途的输出口。
所述热水罐19外表附有保温层，用来尽量减少热水罐19向环境散热。
本发明所述的一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统包括两种运行模式：①储能模式；②释能模式。
用电负荷低谷时，本发明所述系统开启储能模式。系统利用电网低谷电能驱动电动机1驱动压气机2、压气机3将空气压缩至超临界状态；超临界压缩空气进入蓄冷装置4中冷却，冷却后经过膨胀阀5后液化，液化空气分为两部分，一部分进入液态空气储罐6中储存，另一部分进入空分装置7，液态空气在空分装置7中分离后得到液态氮气和液态氧气，液态氮气储存在液氮储罐8中，液态氧气储存在液氧储罐9中；与此同时，利用电网低谷电能将富氢或富甲烷气体储存在燃料储罐10中。
用电负荷高峰时，本发明所述系统开启释能模式。释能模式包括燃料电池系统释能、超临界压缩空气释能两个环节，且两个释能环节异时运行。
燃料电池系统释能环节，阀门23、阀门26、阀门36、阀门37、阀门40、阀门41关闭，阀门24，阀门25、阀门35、阀门38、阀门39开启。液氧储罐9中的液氧经过低温泵28输送进入蓄冷装置4中回收冷量，此时液态氧气转化为气态氧气，气态氧气进入氧气-水换热器22进行第一次预热，随后进入氧气预热器30中进行第二次预热，经过两次预热后，氧气进入燃料电池阴极参与电化学反应；储氢罐10中的富氢或富甲烷气体进入燃料预热器29中预热，预热后的富氢气体进入燃料电池阳极参与电化学反应；燃料电池反应产生电能经过整流装置34后送入电网中；固体氧化物燃料电池本体11出口的未完全反应的燃料气体和氧气以及燃料电池产生的高温废气共同进入燃烧室12中燃烧，燃烧后的高温烟气进入透平13中做功，做功产生的电能被送入电网中；透平13做功后的高温排气进入氧气预热器29和燃料预热器30与氧气和燃料气体换热。
超临界压缩空气释能环节，阀门23、阀门26、阀门36开启，阀门24、阀门25、阀门35关闭。液态空气储罐6中的液态空气经过低温泵27加压后进入蓄冷装置4中回收冷量，此时液态空气转变为气态空气，气态空气进入空气-水换热器21中进行预热，预热后的空气进入透平13做功，做功产生的电能被送入电网中，做功后的空气被排出到大气当中。
两种释能环节的启用无先后顺序，可视现实需求灵活启用。
所述的一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，其特征在于采用“高温燃气预热”与“电预热”两种预热方式为燃料电池预热加快固体氧化物燃料电池启动速度，此方式有助于提高预热灵活性，降低系统启动时间，提高启动效率。
所述的一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，其特征在于为提高固体氧化物燃料电池启动速度，提高预热灵活性，系统设有“高温燃气预热”与“电预热”两种预热方式。“高温燃气预热”模式时，提前开通阀门37、阀门40、阀门41，关闭阀门24、阀门38、阀门39使燃料和氧气提前在燃烧室燃烧，得到的高温烟气进入燃料电池内部的燃料电池预热器31为燃料电池进行初预热。“电预热”模式时，提前使储存于液态空气储罐的高压液态空气进入透平做功，利用做功后产生的电能供给电预热装置33。两种预热模式可以根据需要灵活控制，达到预热燃料电池的目的。
所述的一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，其特征在于为方便固体氧化物燃料电池热管理，系统设有燃料电池冷却器32，利用压缩空气膨胀过程产生的冷量防止燃料电池超温。
最后说明的是，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方案及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，其特征在于，所述系统包括储能子系统、储热子系统、固体氧化物燃料电池发电子系统、透平发电子系统；
所述储能子系统包括电动机(1)、压气机(2)、压气机(3)、蓄冷装置(4)、膨胀阀(5)、液态空气储罐(6)、空分装置(7)、液氮储罐(8)、液氧储罐(9)以及相应的阀门和管道；
所述蓄热子系统包括循环泵(17)、冷水罐(18)、热水罐(19)、循环泵(20)、空气水换热器(21)、氧气-水换热器(22)以及相应阀门和管道；
所述燃料电池子系统包括燃料储罐(10)、固体氧化物燃料电池本体(11)、低温泵(28)、燃料预热器(29)、氧气预热器(30)、燃料电池预热器(31)、燃料电池冷却器(32)、电预热装置(33)、整流装置(34)以及相应阀门和管道；
所述透平发电子系统包括燃烧室(12)、透平(13)、发电机(14)、低温泵(27)、以及相应阀门与管道；
其中，所述储能子系统中的膨胀阀(5)的出口分为两条支路，一条支路通过管道及阀门与液态空气储罐(6)入口连接，另一条支路通过管道及阀门与空分装置(7)入口连接；空分装置(7)包括两个出口，一个出口与液氮储罐(8)入口连接，另一个出口与液氧储罐(9)入口连接；
其中，所述储热子系统中热水罐(19)出口与循环泵(20)入口连接，循环泵(20)出口分为两个支路，一条支路通过管道及阀门(36)与空气-水换热器(21)的水侧入口连接，另一条支路通过管道及阀门(35)与氧气-水换热器(22)的水侧入口连接；空气-水换热器(21)的水侧出口和氧气-水换热器(22)的水侧出口与冷水罐(18)入口连接；
其中，所述燃料电池子系统中燃料储罐(10)的出口与燃料预热器(29)的燃料侧入口连接，燃料预热器(29)的燃料侧出口分为两个支路，一条支路通过管道及阀门(40)与燃烧室(12)的燃料侧入口连接，另一条支路通过管道及阀门(39)与固体氧化物燃料电池(11)的阳极入口连接；液氧储罐(9)的出口与低温泵(28)的入口连接，低温泵(28)的出口与蓄冷装置(4)、氧气-水换热器(22)的氧气侧入口通过管道连接；氧气-水换热器(22)的氧气侧出口与氧气预热器(30)的氧气侧入口连接，氧气预热器(30)的氧气侧出口分为两个支路，一条支路通过管道及阀门(38)与燃料电池(11)的阴极入口连接，另一条支路通过管道及阀门(37)与燃烧室(12)氧气侧入口连接；电预热装置(33)与燃料电池预热器(31)布置于固体氧化物燃料电池的固体结构中，电预热装置(33)与燃料电池预热器(31)都可为固体氧化物燃料电池预热；
其中，所述透平发电子系统中燃烧室(12)出口分为两个支路，一条支路通过管道与阀门(24)、透平(13)入口连接，另一条支路通过管道与阀门(41)、燃料电池预热器(31)入口连接，燃料电池预热器(31)出口与大气相连通；透平(13)出口分为两个支路，一条支路通过阀门(26)与大气连接，另一条支路采用并联的方式分别与燃料预热器(29)的高温排气侧入口和氧气预热器(30)的高温排气侧入口连接；液态空气储罐(6)包括两个出口，其中一个出口通过管道与低温泵(27)、蓄冷装置(4)、空气-水换热器(21)的空气侧入口连接，空气-水换热器(21)的空气侧出口通过阀门(23)与透平(13)入口连接；液态空气储罐(6)的另一个出口通过管道及阀门与固体氧化物燃料电池(11)内部布置的燃料电池冷却器(32)入口连接，燃料电池冷却器(32)出口与大气相通。
2.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，其特征在于：包括储能模式和释能模式；
用电负荷低谷时，本发明所述系统开启储能模式，系统利用电网低谷电能驱动电动机(1)驱动压气机(2)、压气机(3)将空气压缩至超临界状态；超临界压缩空气进入蓄冷装置(4)中冷却，冷却后经过膨胀阀(5)后液化，液化空气分为两部分，一部分进入液态空气储罐(6)中储存，另一部分进入空分装置(7)，液态空气在空分装置(7)中分离后得到液态氮气和液态氧气，液态氮气储存在液氮储罐(8)中，液态氧气储存在液氧储罐(9)中；与此同时，利用电网低谷电能将富氢或富甲烷气体储存在燃料储罐(10)中；
用电负荷高峰时，本发明所述系统开启释能模式，释能模式包括燃料电池系统释能、超临界压缩空气释能两个环节，且两个释能环节异时运行；
燃料电池系统释能环节，液氧储罐(9)中的液氧经过低温泵(28)输送进入蓄冷装置(4)中回收冷量，此时液态氧气转化为气态氧气，气态氧气进入氧气-水换热器(22)进行第一次预热，随后进入氧气预热器(30)中进行第二次预热，经过两次预热后，氧气进入燃料电池阴极参与电化学反应；储氢罐(10)中的富氢或富甲烷气体进入燃料预热器(29)中预热，预热后的富氢气体进入燃料电池阳极参与电化学反应；燃料电池反应产生电能经过整流装置(34)后送入电网中；固体氧化物燃料电池本体(11)出口的未完全反应的燃料气体和氧气以及燃料电池产生的高温废气共同进入燃烧室(12)中燃烧，燃烧后的高温烟气进入透平(13)中做功，做功产生的电能被送入电网中；透平(13)做功后的高温排气进入氧气预热器(29)和燃料预热器(30)与氧气和燃料气体换热；
超临界压缩空气释能环节，液态空气储罐(6)中的液态空气经过低温泵(27)加压后进入蓄冷装置(4)中回收冷量，此时液态空气转变为气态空气，气态空气进入空气-水换热器(21)中进行预热，预热后的空气进入透平(13)做功，做功产生的电能被送入电网中，做功后的空气被排出到大气当中。
3.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，其特征在于：固体氧化物燃料电池(11)内部设有燃料电池冷却器(32)，利用液态空气储罐(6)中未液化空气的冷量对运行中的固体氧化物燃料电池(11)进行热管理，防止燃料电池运行超温。
4.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池混合储能发电系统，其特征在于采用“高温燃气预热”与“电预热”两种预热方式为燃料电池预热；
“高温燃气预热”模式时，提前开通阀门(37)、阀门(40)、阀门(41)，关闭阀门(24)、阀门(38)、阀门(39)使燃料和氧气提前在燃烧室燃烧，得到的高温烟气进入固体氧化物燃料电池(11)内部的燃料电池预热器(31)为燃料电池进行初预热；
“电预热”模式时，释放储存于液态空气储罐(6)的高压液态空气进入透平(13)做功，利用做功后产生的电能，给电预热装置(33)供电，并预热固体氧化物燃料电池(11)。
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