CN114865694A - 一种新能源复合发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新能源复合发电系统，包括：集热系统、新能源发电系统、储热喷汽机组、汽轮机发电机组、总控系统和电力并网系统，本发明不仅可以实现光伏发电和风力发电，也有效解决了光伏发电、风力发电存在间歇性、随机性、波动性、“弃光”和“弃风”等问题，并且也解决了工业余热及生物质热能大都存在温度较低无法更好的利用的问题，提高了工业余热及生物质热能回收利用率，减少了能源的损耗，通过设置的储热喷汽机组，可以把光伏“弃光”、风电“弃风”、电网“谷电”等储存起来，与较低温度的热能复合利用，制取535℃‑610℃的蒸汽，然后通过汽轮机发电机组进行发电，总控系统可以对该发电系统进行智能化控制。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，特别涉及一种新能源复合发电系统。
背景技术
实现2030碳达峰2060碳中和是巨大的系统工程，需要以系统思维、系统科学、系统方法加以推进，新能源的利用非常关键。
我国是太阳能丰富的国家，分为最丰富带、很丰富带、较丰富带，占国土面积96.6％，人口在13亿以上。
我国位于亚欧大陆东部太平洋的西岸，夏季盛行东南季风；冬季盛行西北季风。风能储量约10亿千瓦。
我国地热资源也比较丰富，巨大的盆地型地热资源已被证实。石油产区大都为盆地型，某些盆地如华北盆地、松辽盆地、渭河盆地等具有丰富的地热资源。
我国制造业体量巨大，目前，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17～67％，可回收利用的余热资源约为总资源的60％。
我国人口多，可作为生物能源的生物质资源有着巨大的潜力。如农作物秸秆尚有60％可用于能源用途，约合2.1亿吨标煤。
新能源联合发电系统是对两种或多种新能源结合使用，构成联合供电系统，并对这些能源进行合理的功率分配，提高系统稳定性与灵活性，实现能源优化利用的技术途径。如风光互补、电解水制氢储氢、氢燃料电池联合能源发电系统。但这种“风-光-氢”联合能源发电系统存在发电成本高、储能时间短、设备昂贵等缺点。
阳光白天、晴天有，夜间、阴雨天没有；夏季天长、夜短，冬季天短、夜长。而冬春多风、夏秋风少，夜间风大、白天风弱。因此，太阳能和风能具有很强的互补性。
太阳能和风能存在间歇性的缺点，而地热能具有持续性的优点。但是地热温度低，高温地热在150℃、中温在90℃-150℃、低温在90℃以下。光伏和风电等电能很容易转化为高温热能。太阳能、风能与地热能之间存在很强的互补性。
光伏发电、风力发电存在间歇性、随机性、波动性、“弃光”和“弃风”等问题。地热、工业余热及生物质热能大都存在温度较低的问题。
新能源与传统的能源之间，存在着本质的差异，需要对新能源发电系统进行优化，使其成为友好型发电系统。通过先进的传感和测量技术、先进的设备、先进的控制方法以及先进的决策支持系统的应用，实现向电网持续、可靠、安全、经济、高效、环境友好并网供电。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种新能源复合发电系统。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种新能源复合发电系统，包括：集热系统、新能源发电系统、储热喷汽机组、汽轮机发电机组、总控系统和电力并网系统，所述集热系统，用于对较低温度的热能进行收集；所述新能源发电系统，用于通过新能源发电方式为该系统提供电能；所述储热喷汽机组，用于将光伏“弃光”、风电“弃风”、电网“谷电”等储存起来，与较低温度的热能复合利用，制取535℃-610℃的蒸汽；所述汽轮机发电机组，用于通过蒸汽驱动汽轮机连续发电为该系统供电；所述总控系统，用于对总发电系统进行智能化控制；所述电力并网系统，用于将该系统发出的电能并入到电网端，也能为电网“消峰填谷”。
作为改进，所述集热系统包括：地热集热系统、工业余热回收系统和生物质热能集热系统，所述地热集热系统、所述工业余热回收系统和所述生物质热能集热系统分别用于对地热产生的热量、工业余热回收和生物质热能产生的热量进行收集。
作为改进，所述新能源发电系统包括：光伏发电装置和风力发电装置，所述光伏发电装置和所述风力发电装置均与所述总控系统电线连接，所述光伏发电装置，用于通过光能进行发电为该系统提供电能；所述风力发电装置，用于通过风能进行发电为该系统提供电能。
作为改进，所述风力发电装置为水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机。
作为改进，所述光伏发电装置中设置有三项逆变器和升压变压器，所述三项逆变器和所述升压变压器与所述光伏发电装置电性连接，通过所述三项逆变器和所述升压变压器将光伏发电装置将所述光伏发电装置所发出的直流电转换为直流电，然后再进行升压换成市电公共电网要求的交流电，并通过电力计量，接入公共电网。
作为改进，所述该发电系统还包括：中低温热能循环水系统，所述集热系统与所述储热喷汽机组通过所述中低温热能循环水系统进行连通。
作为改进，所述汽轮机发电机组包括：汽轮机和发电机，所述汽轮机与所述发电机连接传动，所述汽轮机与所述储能喷气机组连通，所述汽轮机发电机组与所述总控系统电性连接。
作为改进，所述该系统还包括自用型和并网型两种，所述自用型，用于主要是发电自用，多余的电进行并网；所述并网型，用于发电并网不用于发电自用。
本发明的有益效果为：
本发明不仅可以实现光伏发电和风力发电，也有效解决了光伏发电、风力发电存在间歇性、随机性、波动性、“弃光”和“弃风”等问题，并且也解决了工业余热及生物质热能大都存在温度较低无法更好的利用的问题，提高了工业余热及生物质热能回收利用率，减少了能源的损耗，通过设置的储热喷汽机组，可以把光伏“弃光”、风电“弃风”、电网“谷电”等储存起来，与较低温度的热能复合利用，制取535℃-610℃的蒸汽，然后通过汽轮机发电机组进行发电，总控系统可以对该发电系统进行智能化控制，有效避免由于太阳能、风能等新能源具有很大的不确定性和非线性，在系统运行中，风、光、热等变量较多、变化较大、变化莫测，导致难以精准掌握系统动态。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1所示，一种新能源复合发电系统，包括：集热系统、新能源发电系统、储热喷汽机组、汽轮机发电机组、总控系统和电力并网系统，所述集热系统，用于对较低温度的热能进行收集；所述新能源发电系统，用于通过新能源发电方式为该系统提供电能；所述储热喷汽机组，用于将光伏“弃光”、风电“弃风”、电网“谷电”等储存起来，与较低温度的热能复合利用，制取535℃-610℃的蒸汽；所述汽轮机发电机组，用于通过蒸汽驱动汽轮机连续发电为该系统供电；所述总控系统，用于对总发电系统进行智能化控制；所述电力并网系统，用于将该系统发出的电能并入到电网端，也能为电网“消峰填谷”。
其中，所述集热系统包括：地热集热系统、工业余热回收系统和生物质热能集热系统，所述地热集热系统、所述工业余热回收系统和所述生物质热能集热系统分别用于对地热产生的热量、工业余热回收和生物质热能产生的热量进行收集。
其中，所述新能源发电系统包括：光伏发电装置和风力发电装置，所述光伏发电装置和所述风力发电装置均与所述总控系统电线连接，所述光伏发电装置，用于通过光能进行发电为该系统提供电能；所述风力发电装置，用于通过风能进行发电为该系统提供电能。
其中，所述风力发电装置为水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机。
在本发明一实施例中，在总体设计指导下，建立风力发电装置。根据当地风力资源条件、场地条件等选择水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机。
其中，所述光伏发电装置中设置有三项逆变器和升压变压器，所述三项逆变器和所述升压变压器与所述光伏发电装置电性连接，通过所述三项逆变器和所述升压变压器将光伏发电装置将所述光伏发电装置所发出的直流电转换为直流电，然后再进行升压换成市电公共电网要求的交流电，并通过电力计量，接入公共电网。
参考图1，所述该发电系统还包括：中低温热能循环水系统，所述集热系统与所述储热喷汽机组通过所述中低温热能循环水系统进行连通。
在本发明一实施例中，在总体设计指导下，选择亚临界或超临界的储热喷汽机组。根据设计功率参数，选择配置相应功率的储热喷汽机组，或采用多台模块化的储热喷汽机组，组成储热喷汽机组阵列。
其中，所述汽轮机发电机组包括：汽轮机和发电机，所述汽轮机与所述发电机连接传动，所述汽轮机与所述储能喷气机组连通，所述汽轮机发电机组与所述总控系统电性连接。
在本发明一实施例中，在总体设计指导下，选择适当亚临界或超临界蒸汽参数的汽轮机发电机组，并配置相应的升压变电设备、电路系统等。
通过储能喷气机组产生的蒸汽输送至汽轮机中，汽轮机转动带着发电机转动，然后通过发电机发出的交流电经过升压变电设备进行供电。
其中，所述该系统还包括自用型和并网型两种，所述自用型，用于主要是发电自用，多余的电进行并网；所述并网型，用于发电并网不是发电自用。
在本发明一实施例中，如用于油田采油、钢铁厂和水泥厂等的复合新能源发电系统主要是发电自用，余电并网；用于集中式光伏发电和风力发电等的复合新能源发电系统是发电并网。根据实际情况，需要配置相应的电路电器设备。
在本发明进行具体实施时，首先进行实地考察，调查当地地热(或工业余热、生物质能等)资源；当地太阳能资源、风力资源以及考察地形、地貌、障碍物(地表粗极度、树木、建筑物)、平坦度、施工条件、耕地情况等；考察并测量现场可安装光伏发电、风力发电的最大容量；调查自用电负载规模；了解当地峰谷电价差；了解最近并网距离等。然后进行系统设计，确定各种新能源应用比例及容量配置；确定新能源复合系统的总体参数；确定各子系统参数；对发电厂建筑进行设计，最后对集热系统、新能源发电系统、储热喷汽机组、汽轮机发电机组、总控系统和电力并网系统进行实施。
本发明中的储热喷汽机组利用储存的热能和电热能(“弃光”“弃风”或电网“谷电”)制取蒸汽驱动汽轮机发电机组发电。系统与电网相连，既可向电网送电，也能为电网“消峰填谷”。复合利用多种新能源构成新型发电系统，能够扬长避短、优势互补，解决如地热能温度低和发电效率低的问题，光伏和风电的间歇性、随机性、波动性、“弃光”“弃风”问题、电网“消峰填谷”问题、工业余热温度不均、间歇性等问题。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新能源复合发电系统，其特征在于，包括：集热系统、新能源发电系统、储热喷汽机组、汽轮机发电机组、总控系统和电力并网系统，所述集热系统，用于对较低温度的热能进行收集；所述新能源发电系统，用于通过新能源发电方式为该系统提供电能；所述储热喷汽机组，用于将光伏“弃光”、风电“弃风”、电网“谷电”等储存起来，与较低温度的热能复合利用，制取535℃-610℃的蒸汽；所述汽轮机发电机组，用于通过蒸汽驱动汽轮机连续发电为该系统供电；所述总控系统，用于对总发电系统进行智能化控制；所述电力并网系统，用于将该系统发出的电能并入到电网端，也能为电网“消峰填谷”。
2.根据权利要求1所述的一种新能源复合发电系统，其特征在于，所述集热系统包括：地热集热系统、工业余热回收系统和生物质热能集热系统，所述地热集热系统、所述工业余热回收系统和所述生物质热能集热系统分别用于对地热产生的热量、工业余热回收和生物质热能产生的热量进行收集。
3.根据权利要求1所述的一种新能源复合发电系统，其特征在于，所述新能源发电系统包括：光伏发电装置和风力发电装置，所述光伏发电装置和所述风力发电装置均与所述总控系统电线连接，所述光伏发电装置，用于通过光能进行发电为该系统提供电能；所述风力发电装置，用于通过风能进行发电为该系统提供电能。
4.根据权利要求3所述的一种新能源复合发电系统，其特征在于，所述风力发电装置为水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机。
5.根据权利要求3所述的一种新能源复合发电系统，其特征在于，所述光伏发电装置中设置有三项逆变器和升压变压器，所述三项逆变器和所述升压变压器与所述光伏发电装置电性连接，通过所述三项逆变器和所述升压变压器将光伏发电装置将所述光伏发电装置所发出的直流电转换为直流电，然后再进行升压换成市电公共电网要求的交流电，并通过电力计量，接入公共电网。
6.根据权利要求1所述的一种新能源复合发电系统，其特征在于，所述该发电系统还包括：中低温热能循环水系统，所述集热系统与所述储热喷汽机组通过所述中低温热能循环水系统进行连通。
7.根据权利要求6所述的一种新能源复合发电系统，其特征在于，所述汽轮机发电机组包括：汽轮机和发电机，所述汽轮机与所述发电机连接传动，所述汽轮机与所述储能喷气机组连通，所述汽轮机发电机组与所述总控系统电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种新能源复合发电系统，其特征在于，所述该系统还包括自用型和并网型两种，所述自用型，用于主要是发电自用，多余的电进行并网；所述并网型，用于发电并网不用于发电自用。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115864533A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-28 | 新疆鹏煜能源科技集团有限公司 | 一种混合型共享储能与热电联产能源梯次利用装置及方法 |
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2022
- 2022-04-21 CN CN202210422523.XA patent/CN114865694A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115864533A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-28 | 新疆鹏煜能源科技集团有限公司 | 一种混合型共享储能与热电联产能源梯次利用装置及方法 |
| CN115864533B (zh) * | 2022-11-28 | 2024-01-23 | 新疆鹏煜能源科技集团有限公司 | 一种混合型共享储能与热电联产能源梯次利用装置及方法 |
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