CN205356219U - 一种风光气储互补的热电联产系统 - Google Patents

一种风光气储互补的热电联产系统 Download PDF

Info

Publication number
CN205356219U
CN205356219U CN201521119122.9U CN201521119122U CN205356219U CN 205356219 U CN205356219 U CN 205356219U CN 201521119122 U CN201521119122 U CN 201521119122U CN 205356219 U CN205356219 U CN 205356219U
Authority
CN
China
Prior art keywords
subsystem
heat
energy
gas
steam
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201521119122.9U
Other languages
English (en)
Inventor
徐业琰
彭思成
杨铮
廖清芬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University WHU
Original Assignee
Wuhan University WHU
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University WHU filed Critical Wuhan University WHU
Priority to CN201521119122.9U priority Critical patent/CN205356219U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205356219U publication Critical patent/CN205356219U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Abstract

本实用新型公开了一种风光气储互补的热电联产系统,包括风能综合利用子系统、太阳能综合利用子系统、天然气综合利用子系统、有机朗肯循环子系统和综合储能子系统;风能综合利用子系统包括风力发电机组、输电线路;太阳能综合利用子系统包括光伏组件、控制器、逆变器、太阳能集热器、液态水回收器和加压泵;天然气综合利用子系统包括燃气轮机、第一发电机和余热锅炉;综合储能子系统包括蓄电池和蓄热式电锅炉;综合储能子系统还包括P2G储能装置,其所需水蒸气由蓄热式电锅炉的蓄热装置提供,所需电量由风力发电机组提供。该风光气储互补的热电联产系统,提高了能源利用率,提高了系统的稳定性和可靠性、运行的灵活性和经济性。

Description

一种风光气储互补的热电联产系统
技术领域
本实用新型涉及新能源热电联产系统技术领域,尤其涉及一种风光气储互补的热电联产系统。
背景技术
能源紧缺、环境污染是制约当今经济和社会发展的重要因素,减少化石能源的消耗,提高可再生能源的利用率是目前研究的重点之一。其中,以太阳能和风能为代表的可再生能源分布式发电技术已日趋完善。但太阳能具有显著的稀薄性、间歇性和不稳定性等特征,为实现太阳能发电的稳定性,需要大量的蓄热装置,能源利用率和经济效益低。风能与太阳能同作为自然界的可再生能源,同样具有波动性大、不连续的缺点,不利于大规模的风电并网,既而导致风电浪费问题加剧。为克服可再生能源的不稳定和不连续的缺点,现已提出了风电互补的发电系统,但实质上是风力发电系统和太阳能发电系统相互独立的发电系统,能源利用率低。热电联产系统遵循能源梯级利用的原则,统一解决了热电需求,是一种经济节能、环境友好的用能方式。将可再生能源用于热电联产系统中,可实现对电力负荷”削峰填谷”和可再生能源规模化利用,从而大大提高系统的稳定性和可再生能源的利用率,目前很多企业和学者已开展了对可再生能源热电联产系统的技术研究。
例如:申请号为201320422303.3、公开号为CN203434177U的实用新型名称为“一种利用太阳能和燃料化学能的新型分布式热电联产系统”的实用新型专利,其公开了一种太阳能光伏电池和热光伏电池相耦合的热电联产系统,由水泵、冷却水管、热光伏电池、太阳能光伏电池、烟气换热器、热辐射器和热源构成。冷却水管依次经过热光伏电池、太阳能光伏电池、延伸至烟气换热器,与热辐射器发出的高温烟气换热,将冷却水最终加热成高温热水。该实用新型引入热光伏发电系统,进一步提高了太阳能的利用率,使系统的稳定性较太阳能光伏发电系统有较大提升。但该实用新型没有考虑太阳能的间歇性和不稳定性,没有充分利用太阳能热发电的储热功能,系统稳定性仍处于较低水平,太阳能的利用率可进一步提高。
另外,如申请号为201220700247.0、公开号为CN202991373U的实用新型名称为“太阳能与风能互补型热、电联产系统”的实用新型专栏里,其公开了一种将太阳能和风能、热储能有效结合的热电联产系统,太阳能主要用于加热传热工质,产生高温高压蒸汽驱动汽轮机组发电;风能通过风电机组、电加热装置转化为热能储存于蒸汽蓄热罐中;蒸汽蓄热罐的设置用于克服太阳辐射变化对发电机组汽源造成的波动,保证机组的稳定发电,有效地利用风电用于供热,从而避免不稳定风电上网对电网造成的严重冲击,使得太阳能和风能两种可再生能源得到有效、合理的互补利用。但该实用新型专利中风力发电仅用于供热,风能利用率不高,系统的电力调峰能力差。
另外,如申请号为201320568468.1、公开号为CN203454466U的实用新型名称为“一种可再生能源互补的冷热电联产系统”的实用新型专利,其公开了一种常温发酵沼气和太阳能预热的空气混合燃烧物共同推动微型燃气轮机发电的冷热电联产系统,由太阳能加热的沼气生产系统、沼气压缩和净化系统、微型燃气轮机发电系统和余热利用系统四部分组成。首先通过太阳能加热的沼气生产装置产生沼气,经压缩装置、净化装置产生高纯度的甲烷气体,与经过预热的空气一起进入微型燃气轮机发电,向用户提供电能,微型燃气轮机排出的高温烟气经余热利用系统用于供热和制冷。该实用新型专利使沼气得到综合利用,成本低、环保性好,但对太阳能的热利用仅用于加热空气,太阳能的利用率低,且系统的核心为太阳能的利用,受自然因素影响大,系统稳定性低。
综上所述,目前应用可再生能源的热电联产系统多为一至两种能源的结合,没有充分利用各类能源及储能技术的互补性,能源利用效率低,系统稳定性、可靠性和灵活性低。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足,提供了一种风光气储互补的热电联产系统,可以克服可再生能源热电联产系统因自然因素造成的不稳定、不可靠问题,进一步提高了能源利用率,提高了系统的稳定性和可靠性,并提高系统削峰填谷的能力、运行的灵活性和经济性。
本实用新型采用的技术方案如下:
一种风光气储互补的热电联产系统,包括风能综合利用子系统、太阳能综合利用子系统、天然气综合利用子系统、有机朗肯循环子系统和综合储能子系统;
所述风能综合利用子系统、太阳能综合利用子系统、天然气综合利用子系统、有机朗肯循环子系统均与综合储能子系统连接。
其中,所述综合储能子系统,包括蓄电池、蓄热式电锅炉、以及为热用户提供供热的供热管道;
所述蓄热式电锅炉包括电加热装置和蓄热装置;所述蓄热式电锅炉中的电加热装置加热水工质至蒸汽状态,蒸汽经调节阀一部分注入蓄热装置,一部分注入供热管道;所述蓄热装置经调节阀将部分蒸汽注入供热管道;所述供热管道与热用户相连,蒸汽经供热管道提供给热用户满足其热需求。
其中,所述风能综合利用子系统,包括风力发电机组、输电线路;
所述风力发电机组通过输电线路分别与蓄热式电锅炉的电加热装置、以及蓄电池的电极相连。
其中,所述有机朗肯循环子系统,包括蒸发器、汽轮机、第二发电机、回热器、冷凝器、工质泵、蒸汽流量分配器Ⅱ;
所述蒸汽流量分配器Ⅱ与蓄热式电锅炉的蓄热装置和供暖管道相连;所述蒸发器中有机工质吸热变为蒸汽状态,蒸汽进入汽轮机膨胀做功带动第二发电机发电,做功后的蒸汽经回热器释放部分热量后到冷凝器中冷凝至流体状态,释放的热量加热冷却水至蒸汽,经蒸汽流量分配器Ⅱ注入蓄热式电锅炉的蓄热装置和供热管道,流体状态的有机工质经工质泵注入回热器加热后注入蒸发器,完成循环。
其中,所述天然气综合利用子系统,包括燃气轮机、第一发电机、余热锅炉、蒸汽管道及蒸汽流量分配器Ⅰ;
所述燃气轮机中天然气和空气的混合气体燃烧膨胀做功带动第一发电机发电,所述燃气轮机产生的高温烟气注入余热锅炉加热水工质至蒸汽,蒸汽注入蒸汽管道;所述蒸汽管道有三个出口,由蒸汽流量分配器Ⅰ控制各出口的蒸汽流量;
所述蒸汽管道的三个出口分别与有机朗肯循环子系统的蒸发器,以及综合储能子系统中的供热管道、蓄热式电锅炉的蓄热装置相连。
其中,所述太阳能综合利用子系统,包括光伏组件、控制器、逆变器、太阳能集热器、液态水回收器和加压泵;
所述光伏组件通过控制器分别与逆变器、以及蓄电池的电极相连,在需要向电负荷供电时,所述控制器接通逆变器,在需要向蓄电池充电时,所述控制器接通蓄电池的电极;所述太阳能集热器中未蒸发的水经液态水回收器回收,再经加压泵又注入太阳能集热器;所述太阳能集热器产生的蒸汽经液态水回收器后注入蒸汽管道。
其中,所述综合储能子系统还包括P2G储能装置,所述P2G储能装置包括温度控制器、氢气发生器、氢气分离装置、甲烷发生器、废水回收装置、液化装置、液化储存罐和调节阀Ⅱ;
所述氢气发生器包括电极;所述温度控制器控制进入氢气发生器的蒸汽的温度;所述氢气发生器产生的氢气与氧气混合气体经氢气分离装置分离后,氢气注入甲烷发生器发生化学反应产生甲烷和水,所述废水回收装置回收产生的水,甲烷经液化装置液化注入液化储存罐储存,所述液化储存罐中甲烷通过调节阀Ⅱ输出;
所述P2G储能装置中的液化储存罐通过调节阀Ⅱ与天然气综合利用子系统的燃气轮机相连;所述液化储存罐中的甲烷通过调节阀Ⅱ注入天然气综合利用子系统中的燃气轮机,以减少天然气的购入成本。
其中,所述风力发电机组通过输电线路还与P2G储能装置中的氢气发生器的电极相连;所述风力发电机组发出电量供氢气发生器在电极的作用下发生电解水反应产生氢气,最大程度实现风电消纳。
其中,所述蓄热式电锅炉的蓄热装置还通过调节阀Ⅰ与P2G储能装置的温度控制器相连;所述蓄热装置经调节阀Ⅰ注入的蒸汽经温度控制器控温后注入氢气发生器发生化学反应产生氢气,提高蓄热的利用率。
其中,还包括回收管道,所述回收管道分别与太阳能综合利用子系统的加压泵、有机朗肯循环子系统中的蒸发器相连,所述蒸发器的冷却水、以及P2G储能装置中的废水回收装置的水注入回收管道,经加压泵注入太阳能集热器。
与现有技术相比,本实用新型有以下有益效果:
1、该风光气储互补的热电联产系统将天然气能源与太阳能、风能这两种可再生能源有效结合,风能产生的品质差的风电用于产热、蓄电和电解水蒸气,只有品质达标的风能允许并网供电;太阳能用于光伏发电,所发电量根据电负荷情况用于蓄电或供电,太阳能还用于太阳能集热器产热;供应稳定的天然气用于发电和产热,保证系统运行的稳定性和可靠性。该实用新型克服了太阳能及风能因自然因素造成的不稳定和不可控的缺点,保证了热电联产系统发电和供热的稳定性,提高了系统的可靠性。
2、该风光气储互补的热电联产系统采用了蓄电池和蓄热式电锅炉两种储能装置,蓄电池在用电低谷将多余电力储存,在用电高峰时放电,蓄热式电锅炉在白天蓄积的热量在夜间释放供热。这两种储能装置在时间上解耦能量的生产和消耗,有效解决因热电负荷的大小及丰谷时间不匹配造成的能源利用率降低、系统可靠性降低的问题,提高系统削峰填谷的能力和弃风消纳能力。
3、该风光气储互补的热电联产系统还采用新兴的电转气(PowertoGas,P2G)储能装置,利用风电及蓄热装置中剩余热量生产人造天然气的原料——甲烷,需要时,将甲烷经调节阀注入天然气综合利用子系统,进一步提高了能源的利用率,在提高风电消纳能力的同时提高了系统的经济性,还有减少了化石能源的消耗,达到环保可持续发展的目标。
4、该风光气储互补的热电联产系统还采用有机朗肯循环子系统,通过蒸汽管道的蒸汽流量分配器调节进入有机朗肯循环子系统的蒸汽量,可灵活调节有机朗肯循环的发电供热出力,在提高能源的利用率的同时提高热电联产系统的灵活性,还有助于提高系统的调峰能力。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种风光气储互补的热电联产系统的模块示意图;
图2为本实用新型实施例提供的一种风光气储互补的热电联产系统的结构示意图。
图中:
1—风力发电机组,2—输电线路,3—电极,4—电加热装置,5—光伏组件,6—控制器,7—逆变器,8—太阳能集热器,9—液态水回收器,10—加压泵,11—燃气轮机,12—第一发电机,13—余热锅炉,14—蒸汽管道,15—蒸汽流量分配器Ⅰ,16—回收管道,17—蒸发器,18—汽轮机,19—第二发电机,20—回热器,21—冷凝器,22—工质泵,23—蒸汽流量分配器Ⅱ,24—蓄热式电锅炉,25—蓄热装置,26—调节阀Ⅰ,27—温度控制器,28—氢气发生器,29—氢气分离器,30—甲烷发生器,31—废水回收装置,32—液化装置,33—液化储存罐,34—调节阀Ⅱ,35—蓄电池,36—热用户,37—供热管道。
具体实施方式
为使本实验新型的目的、技术方案及优点更加清楚,一下结合附图及实施案例,对本实验新型进行阐述。本说明书中公开的所有特征、方法及步骤,除相互排斥的步骤和特质以外,均可以以任何方式组合,此处具体描述的实施例仅是本实用新型众多应用中的一个。
图1为本实用新型实施例提供的一种风光气储互补的热电联产系统的模块示意图。如图1所示,本实用新型所述的一种风光气储互补的热电联产系统,包括风能综合利用子系统、太阳能综合利用子系统、天然气综合利用子系统、有机朗肯循环子系统和综合储能子系统,通过该热电联产系统,用于发电、供热以提供给用户使用。其结构及工作原理如下:
图2为本实用新型实施例提供的一种风光气储互补的热电联产系统的结构示意图。如图2所示,所述风能综合利用子系统,包括风力发电机组1、输电线路2;
所述风力发电机组1通过输电线路2分别与蓄热式电锅炉24的电加热装置4、以及蓄电池35的电极相连。风能通过风力发电机组1发电,所发电能部分向电用户供电;部分电能通过输电线路2与P2G储能装置中氢气发生器28的电极3相连,电解水蒸气产生氢气,最大程度实现风电消纳;部分电能通过输电线路2与蓄热式电锅炉24的电加热装置4相连,加热水工质至蒸汽状态;部分电能与蓄电池35的电极相连,将多余的风电转换为化学能储存。
如图2所示,所述太阳能综合利用子系统,包括光伏组件5、控制器6、逆变器7、太阳能集热器8、液态水回收器9和加压泵10;
所述光伏组件5通过控制器6分别与逆变器7、以及蓄电池35的电极相连,在需要向电负荷供电时,所述控制器6接通逆变器7,在需要向蓄电池充电时,所述控制器6接通蓄电池35的电极;所述太阳能集热器8中未蒸发的水经液态水回收器9回收,再经加压泵10又注入太阳能集热器8;所述太阳能集热器8产生的蒸汽经液态水回收器9后注入蒸汽管道14。所述光伏组件5将太阳能转换为直流电,控制器6决定直流电流向,控制器6与逆变器7接通时,直流电经逆变器7逆变为交流电向电用户供电,控制器6与蓄电池35的电极接通时,将多余的电能转换为化学能储存;太阳能集热器8利用太阳的热能将内部水工质加热至蒸汽,经过液态水回收器9后将蒸汽注入蒸汽管道14,液态水回收器9中的液态水经加压泵10又注入太阳能集热器8重复利用。有机朗肯循环子系统中的蒸发器17的冷却水、P2G储能装置中的废水回收装置31的废水注入回收管道16,经加压泵10注入太阳能集热器8重复利用。
如图2所示,所述天然气综合利用子系统,包括燃气轮机11、第一发电机12、余热锅炉13、蒸汽管道14及蒸汽流量分配器Ⅰ15;
所述燃气轮机11中天然气和空气的混合气体燃烧膨胀做功带动第一发电机12发电,所述燃气轮机11产生的高温烟气注入余热锅炉13加热水工质至蒸汽,蒸汽注入蒸汽管道14;所述蒸汽管道14有三个出口,由蒸汽流量分配器Ⅰ15控制各出口的蒸汽流量;
所述蒸汽管道14的三个出口分别与有机朗肯循环子系统的蒸发器17,以及综合储能子系统中的供热管道37、蓄热式电锅炉24的蓄热装置25相连。购入的天然气在燃气轮机11内与空气混合燃烧后膨胀做功,带动第一发电机12发电,燃气轮机11排出的高温烟气注入余热锅炉13加热其中水工质至蒸汽,蒸汽注入蒸汽管道14。蒸汽管道14有三个出口,如图2所示,分别与有机朗肯循环子系统的蒸发器17、供热管道37和蓄热式电锅炉24的蓄热装置25相连,由蒸汽流量分配器Ⅰ15控制各出口的蒸汽流量。如图2所示,所述有机朗肯循环子系统,包括蒸发器17、汽轮机18、第二发电机19、回热器20、冷凝器21、工质泵22、蒸汽流量分配器Ⅱ23;
所述蒸汽流量分配器Ⅱ23与蓄热式电锅炉24的蓄热装置25和供暖管道37相连;所述蒸发器17中有机工质吸热变为蒸汽状态,蒸汽进入汽轮机18膨胀做功带动第二发电机19发电,做功后的蒸汽经回热器20释放部分热量后到冷凝器21中冷凝至流体状态,释放的热量加热冷却水至蒸汽,经蒸汽流量分配器Ⅱ23注入蓄热式电锅炉24的蓄热装置25和供热管道37,流体状态的有机工质经工质泵22注入回热器20加热后注入蒸发器17,完成循环。由蒸汽管道14的蒸汽流量分配器Ⅰ15分配的蒸汽注入蒸发器17,加热有机工质至蒸汽状态,蒸汽工质注入汽轮机18膨胀做功,带动第二发电机19发电,做功后的蒸汽经回热器20释放部分热量后到冷凝器21中冷凝至流体状态,释放的热量加热冷却水至蒸汽,经蒸汽流量分配器Ⅱ23注入蓄热式电锅炉24的蓄热装置25进行蓄热,或注入供热管道37向热用户供热,流体状态的有机工质经工质泵22注入回热器20加热后注入蒸发器17,完成循环。如图2所示,所述综合储能子系统,包括蓄电池35、蓄热式电锅炉24、以及为热用户36提供供热的供热管道37;
所述蓄热式电锅炉24包括电加热装置4和蓄热装置25;所述蓄热式电锅炉24中的电加热装置4加热水工质至蒸汽状态,蒸汽经调节阀一部分注入蓄热装置25,一部分注入供热管道37;所述蓄热装置25经调节阀将部分蒸汽注入供热管道37;所述供热管道37与热用户36相连,蒸汽经供热管道37提供给热用户36满足其热需求。
如图2所示,所述综合储能子系统还包括P2G储能装置,所述P2G储能装置包括温度控制器27、氢气发生器28、氢气分离装置29、甲烷发生器30、废水回收装置31、液化装置32、液化储存罐33和调节阀Ⅱ34;
所述氢气发生器28包括电极3;所述温度控制器27控制进入氢气发生器28的蒸汽的温度;所述氢气发生器28产生的氢气与氧气混合气体经氢气分离装置29分离后,氢气注入甲烷发生器30发生化学反应产生甲烷和水,所述废水回收装置31回收产生的水,甲烷经液化装置32液化注入液化储存罐33储存,所述液化储存罐33中甲烷通过调节阀Ⅱ34输出。蓄电池35在供电低谷期间储存多余的风电和光伏发电电量,在供电高峰期间释放电量以提高系统调峰能力;蓄热式电锅炉24中电加热装置4产生的蒸汽经过调节阀部分注入供热管道37,部分注入蓄热装置25;蓄热装置25储存由蒸汽管道14注入的和电加热装置4产生的部分蒸汽,在夜间释放供热,以降低天然气综合利用子系统和有机朗肯循环子系统的出力,为风电上网提供消纳空间。所述蓄热式电锅炉的蓄热装置25还通过调节阀Ⅰ26与P2G储能装置的温度控制器27相连;所述蓄热装置25经调节阀Ⅰ26注入的蒸汽经温度控制器27控温后注入氢气发生器28发生化学反应产生氢气,提高蓄热的利用率。蓄热装置25中的剩余热量经调节阀Ⅰ26和温度控制器27注入P2G储能装置的氢气发生器28中,用于电解水蒸气产生氢气;P2G储能装置中的氢气发生器28利用电极3和注入的蒸汽电解水蒸气产生氢气,经氢气分离器29分离的氢气注入甲烷发生器30产生甲烷,经废水回收装置31回收产生的水,甲烷经液化装置32液化注入液化储存罐33储存;液化储存罐33中液化甲烷经调节阀Ⅱ34输出。
如图2所示,所述P2G储能装置中的液化储存罐33通过调节阀Ⅱ34与天然气综合利用子系统的燃气轮机11相连;所述液化储存罐33中的甲烷通过调节阀Ⅱ34注入天然气综合利用子系统中的燃气轮机11,以减少天然气的购入成本。P2G储能装置的调节阀Ⅱ34与天然气综合利用子系统的燃气轮机11相连,P2G储能装置中液化储存罐33中的甲烷经调节阀Ⅱ34注入天然气综合利用子系统中的燃气轮机11,以减少天然气的购入成本。
白天时,光伏发电出力全额并网,根据光伏发电出力情况调节天然气综合利用子系统的出力。当晴天,太阳辐射较强时,光伏发电为系统电用户的主要供电方式,天然气综合利用子系统和有机朗肯循环子系统为辅助;当阴天时,太阳辐射弱,光伏发电的品质差不能并网,则以天然气综合利用子系统和有机朗肯循环子系统为主要供电方式,光伏发电的电能经蓄电池35储存。
风力发电机组1输出的电能品质低,因此仅在输出电能品质达标的情况下并网向电用户供电。在输出电能品质低时,输出电能部分用于蓄电池35储能,部分通过蓄热式电锅炉24的电加热装置4转换为热能,部分通过氢气发生器28发生电解水蒸气产生氢气,以实现风电的充分消纳。
电热负荷大小及峰谷时段不匹配的现象时常发生。例如在白天用电高峰时段,用户的热需求较低,此时调节蒸汽管道14的蒸汽流量分配器Ⅰ15,减少注入蓄热装置25和供热管道37的蒸汽量,将大部分蒸汽注入有机朗肯循环子系统以提高系统的发电能力,同时蓄电池35放电向电用户供电,以提高系统的调峰能力,产生的多余的热量注入蓄热式电锅炉24的蓄热装置25储存;在夜间,用电低估时段,用户的热需求高,此时蓄热式电锅炉24为主要供热装置,蓄热式电锅炉24利用风电制热并将在白天储存的热能释放,同时调节蒸汽管道14的蒸汽流量分配器Ⅰ15,将大部分蒸汽注入供热管道37,降低有机朗肯循环子系统的出力,若风力输出稳定,则同时降低天然气综合利用子系统的出力,为风电上网提供消纳空间;蓄热装置25多余的热量以蒸汽形式经调节阀Ⅰ26和温度控制器27注入P2G储能装置的氢气发生器28,氢气发生器28利用电极3发生电解水蒸气产生氢气,继而产生甲烷储存,在白天将甲烷混合制成人造天然气提供给燃气轮机11。
该系统通过太阳能、风能、天然气能与电储能、热储能、气储能技术的有效结合和互补利用,提高了能源利用率,提高了系统的稳定性和可靠性,并提高系统削峰填谷的能力、运行的灵活性和经济性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风光气储互补的热电联产系统,其特征在于:包括风能综合利用子系统、太阳能综合利用子系统、天然气综合利用子系统、有机朗肯循环子系统和综合储能子系统;
所述风能综合利用子系统、太阳能综合利用子系统、天然气综合利用子系统、有机朗肯循环子系统均与综合储能子系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种风光气储互补的热电联产系统,其特征在于:所述综合储能子系统,包括蓄电池(35)、蓄热式电锅炉(24)、以及为热用户(36)提供供热的供热管道(37);
所述蓄热式电锅炉(24)包括电加热装置(4)和蓄热装置(25);所述蓄热式电锅炉(24)中的电加热装置(4)加热水工质至蒸汽状态,蒸汽经调节阀一部分注入蓄热装置(25),一部分注入供热管道(37);所述蓄热装置(25)经调节阀将部分蒸汽注入供热管道(37);所述供热管道(37)与热用户(36)相连,蒸汽经供热管道(37)提供给热用户(36)满足其热需求。
3.根据权利要求2所述的一种风光气储互补的热电联产系统,其特征在于:所述风能综合利用子系统,包括风力发电机组(1)、输电线路(2);
所述风力发电机组(1)通过输电线路(2)分别与蓄热式电锅炉(24)的电加热装置(4)、以及蓄电池(35)的电极相连。
4.根据权利要求3所述的一种风光气储互补的热电联产系统,其特征在于:所述有机朗肯循环子系统,包括蒸发器(17)、汽轮机(18)、第二发电机(19)、回热器(20)、冷凝器(21)、工质泵(22)、蒸汽流量分配器Ⅱ(23);
所述蒸汽流量分配器Ⅱ(23)与蓄热式电锅炉(24)的蓄热装置(25)和供暖管道(37)相连;所述蒸发器(17)中有机工质吸热变为蒸汽状态,蒸汽进入汽轮机(18)膨胀做功带动第二发电机(19)发电,做功后的蒸汽经回热器(20)释放部分热量后到冷凝器(21)中冷凝至流体状态,释放的热量加热冷却水至蒸汽,经蒸汽流量分配器Ⅱ(23)注入蓄热式电锅炉(24)的蓄热装置(25)和供热管道(37),流体状态的有机工质经工质泵(22)注入回热器(20)加热后注入蒸发器(17),完成循环。
5.根据权利要求4所述的一种风光气储互补的热电联产系统,其特征在于:所述天然气综合利用子系统,包括燃气轮机(11)、第一发电机(12)、余热锅炉(13)、蒸汽管道(14)及蒸汽流量分配器Ⅰ(15);
所述燃气轮机(11)中天然气和空气的混合气体燃烧膨胀做功带动第一发电机(12)发电,所述燃气轮机(11)产生的高温烟气注入余热锅炉(13)加热水工质至蒸汽,蒸汽注入蒸汽管道(14);所述蒸汽管道(14)有三个出口,由蒸汽流量分配器Ⅰ(15)控制各出口的蒸汽流量;
所述蒸汽管道(14)的三个出口分别与有机朗肯循环子系统的蒸发器(17),以及综合储能子系统中的供热管道(37)、蓄热式电锅炉(24)的蓄热装置(25)相连。
6.根据权利要求5所述的一种风光气储互补的热电联产系统,其特征在于:所述太阳能综合利用子系统,包括光伏组件(5)、控制器(6)、逆变器(7)、太阳能集热器(8)、液态水回收器(9)和加压泵(10);
所述光伏组件(5)通过控制器(6)分别与逆变器(7)、以及蓄电池(35)的电极相连,在需要向电负荷供电时,所述控制器(6)接通逆变器(7),在需要向蓄电池充电时,所述控制器(6)接通蓄电池(35)的电极;所述太阳能集热器(8)中未蒸发的水经液态水回收器(9)回收,再经加压泵(10)又注入太阳能集热器(8);所述太阳能集热器(8)产生的蒸汽经液态水回收器(9)后注入蒸汽管道(14)。
7.根据权利要求6所述的一种风光气储互补的热电联产系统,其特征在于:所述综合储能子系统还包括P2G储能装置,所述P2G储能装置包括温度控制器(27)、氢气发生器(28)、氢气分离装置(29)、甲烷发生器(30)、废水回收装置(31)、液化装置(32)、液化储存罐(33)和调节阀Ⅱ(34);
所述氢气发生器(28)包括电极(3);所述温度控制器(27)控制进入氢气发生器(28)的蒸汽的温度;所述氢气发生器(28)产生的氢气与氧气混合气体经氢气分离装置(29)分离后,氢气注入甲烷发生器(30)发生化学反应产生甲烷和水,所述废水回收装置(31)回收产生的水,甲烷经液化装置(32)液化注入液化储存罐(33)储存,所述液化储存罐(33)中甲烷通过调节阀Ⅱ(34)输出;
所述P2G储能装置中的液化储存罐(33)通过调节阀Ⅱ(34)与天然气综合利用子系统的燃气轮机(11)相连;所述液化储存罐(33)中的甲烷通过调节阀Ⅱ(34)注入天然气综合利用子系统中的燃气轮机(11),以减少天然气的购入成本。
8.根据权利要求7所述的一种风光气储互补的热电联产系统,其特征在于:所述风力发电机组(1)通过输电线路(2)还与P2G储能装置中的氢气发生器(28)的电极(3)相连;所述风力发电机组(1)发出电量供氢气发生器(28)在电极(3)的作用下发生电解水反应产生氢气,最大程度实现风电消纳。
9.根据权利要求7所述的一种风光气储互补的热电联产系统,其特征在于:所述蓄热式电锅炉的蓄热装置(25)还通过调节阀Ⅰ(26)与P2G储能装置的温度控制器(27)相连;所述蓄热装置(25)经调节阀Ⅰ(26)注入的蒸汽经温度控制器(27)控温后注入氢气发生器(28)发生化学反应产生氢气,提高蓄热的利用率。
10.根据权利要求7所述的一种风光气储互补的热电联产系统,其特征在于:还包括回收管道(16),所述回收管道(16)分别与太阳能综合利用子系统的加压泵(10)、有机朗肯循环子系统中的蒸发器(17)相连,所述蒸发器(17)的冷却水、以及P2G储能装置中的废水回收装置(31)的水注入回收管道(16),经加压泵(10)注入太阳能集热器(8)。
CN201521119122.9U 2015-12-30 2015-12-30 一种风光气储互补的热电联产系统 Expired - Fee Related CN205356219U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201521119122.9U CN205356219U (zh) 2015-12-30 2015-12-30 一种风光气储互补的热电联产系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201521119122.9U CN205356219U (zh) 2015-12-30 2015-12-30 一种风光气储互补的热电联产系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205356219U true CN205356219U (zh) 2016-06-29

Family

ID=56171920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201521119122.9U Expired - Fee Related CN205356219U (zh) 2015-12-30 2015-12-30 一种风光气储互补的热电联产系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205356219U (zh)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106230349A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 延安新电能源开发有限责任公司 一种光气氢能源互联跨界生产工艺系统
CN106972529A (zh) * 2017-03-29 2017-07-21 赫普热力发展有限公司 高速公路区域分布式多能互补能源微网系统
CN107276126A (zh) * 2017-07-21 2017-10-20 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种基于燃料电池的电热冷气多能互补供能系统及方法
CN107461728A (zh) * 2017-08-31 2017-12-12 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 一种用于调峰的电蓄热锅炉回热系统
CN107725127A (zh) * 2017-11-13 2018-02-23 东南大学 一种多能源耦合分布式能源系统
CN108282023A (zh) * 2018-03-12 2018-07-13 中国科学院电工研究所 一种数据中心能量综合利用系统
CN109184916A (zh) * 2018-08-27 2019-01-11 同济大学 综合能源路由器设备及能源转换的方法
CN109450002A (zh) * 2018-12-21 2019-03-08 南京工程学院 一种基于电转气互联式区域综合能源系统协同优化方法
CN110318877A (zh) * 2019-07-05 2019-10-11 东北大学 基于双模态解耦的热电联产系统及其风电消纳方法
CN111639824A (zh) * 2020-06-20 2020-09-08 东北电力大学 一种含电转气的区域综合能源系统热电优化调度方法
CN111668861A (zh) * 2020-06-03 2020-09-15 河南恒聚新能源设备有限公司 风光热氢储一体化超临界蒸汽轮机发电系统
EP3756934A1 (de) * 2019-06-28 2020-12-30 Horst Schierack Verfahren zum betreiben einer energiebereitstellungseinrichtung für zumindest ein kraftfahrzeug sowie entsprechende energiebereitstellungeinrichtung
CN113346528A (zh) * 2021-05-28 2021-09-03 北京能高自动化技术股份有限公司 一种基于氢储能构建的多能联供式调峰站及调峰方法
CN114362247A (zh) * 2022-01-14 2022-04-15 华南理工大学 一种近零排放的多能互补联合发电系统及控制方法
WO2022101523A1 (es) * 2020-11-11 2022-05-19 Energía Sin Límites S.L. Planta hibrida e inteligente de generación eléctrica
CN114893820A (zh) * 2022-05-06 2022-08-12 清航空天(北京)科技有限公司 热电联供及蓄热储能分布式能源装置
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

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106230349A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 延安新电能源开发有限责任公司 一种光气氢能源互联跨界生产工艺系统
CN106972529A (zh) * 2017-03-29 2017-07-21 赫普热力发展有限公司 高速公路区域分布式多能互补能源微网系统
CN107276126A (zh) * 2017-07-21 2017-10-20 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种基于燃料电池的电热冷气多能互补供能系统及方法
CN107461728A (zh) * 2017-08-31 2017-12-12 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 一种用于调峰的电蓄热锅炉回热系统
CN107461728B (zh) * 2017-08-31 2023-04-28 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 一种用于调峰的电蓄热锅炉回热系统
CN107725127A (zh) * 2017-11-13 2018-02-23 东南大学 一种多能源耦合分布式能源系统
CN108282023A (zh) * 2018-03-12 2018-07-13 中国科学院电工研究所 一种数据中心能量综合利用系统
CN109184916A (zh) * 2018-08-27 2019-01-11 同济大学 综合能源路由器设备及能源转换的方法
CN109450002A (zh) * 2018-12-21 2019-03-08 南京工程学院 一种基于电转气互联式区域综合能源系统协同优化方法
EP3756934A1 (de) * 2019-06-28 2020-12-30 Horst Schierack Verfahren zum betreiben einer energiebereitstellungseinrichtung für zumindest ein kraftfahrzeug sowie entsprechende energiebereitstellungeinrichtung
CN110318877A (zh) * 2019-07-05 2019-10-11 东北大学 基于双模态解耦的热电联产系统及其风电消纳方法
CN111668861A (zh) * 2020-06-03 2020-09-15 河南恒聚新能源设备有限公司 风光热氢储一体化超临界蒸汽轮机发电系统
CN111639824A (zh) * 2020-06-20 2020-09-08 东北电力大学 一种含电转气的区域综合能源系统热电优化调度方法
WO2022101523A1 (es) * 2020-11-11 2022-05-19 Energía Sin Límites S.L. Planta hibrida e inteligente de generación eléctrica
CN113346528A (zh) * 2021-05-28 2021-09-03 北京能高自动化技术股份有限公司 一种基于氢储能构建的多能联供式调峰站及调峰方法
CN113346528B (zh) * 2021-05-28 2022-09-30 北京能高自动化技术股份有限公司 一种基于氢储能构建的多能联供式调峰站及调峰方法
CN114362247A (zh) * 2022-01-14 2022-04-15 华南理工大学 一种近零排放的多能互补联合发电系统及控制方法
CN114362247B (zh) * 2022-01-14 2023-06-20 华南理工大学 一种近零排放的多能互补联合发电系统及控制方法
CN114893820A (zh) * 2022-05-06 2022-08-12 清航空天(北京)科技有限公司 热电联供及蓄热储能分布式能源装置
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205356219U (zh) 一种风光气储互补的热电联产系统
CN103629857B (zh) 基于热泵的热电联产集中供热系统
CN110748465B (zh) 一种氢储能太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法
CN114233417B (zh) 一种储热型深度灵活调峰热力发电系统及储释热方法
CN201486603U (zh) 一种太阳能与生物质联合发电装置
CN102926955A (zh) 一种独立分布式可再生能源综合利用系统
CN113446757B (zh) 基于氢能的风-火耦合冷热电联供系统
CN112145247B (zh) 耦合太阳能氢能有机朗肯循环的灵活高效发电系统及方法
CN105429173A (zh) 一种基于燃料电池与风能的分布式能源系统
CN215676608U (zh) 一种熔盐储能电力调峰系统
CN205260236U (zh) 一种微型可再生能源高效利用的热电联产系统
CN206073213U (zh) 一种热电储能分布式供热系统
CN201246193Y (zh) 利用太阳能及空气热能提取技术蓄热发电的装置
CN104265379A (zh) 一种可再生能源公共服务系统
CN104747389B (zh) 一种基于太阳能循环发电的液化天然气气化系统及方法
CN105091356A (zh) 一种太阳能聚光集热与常规能源耦合发电系统
CN113756955B (zh) 燃气轮机发电系统和发电方法
CN206280187U (zh) 风能集成于火电机组的联合发电系统
CN108488049A (zh) 一种多级太阳能与其他能源互补热发电及多联产系统
CN215174935U (zh) 一种火电厂高低温储热调峰系统
CN204830511U (zh) 一种太阳能聚光集热与常规能源耦合发电系统
CN211777845U (zh) 一种地热光热复合式连续发电系统
CN203978518U (zh) 一种可再生能源公共服务系统
CN209639302U (zh) 一种风光气相结合的家用冷热电三联供系统
CN209415569U (zh) 一种发电厂储热发电供暖系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160629

Termination date: 20161230

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee