CN208564658U - 一种利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统，给水泵的出水口与储水罐的第一个水口通过管道并管后依次经3号高压加热器的吸热侧及2号高压加热器的吸热侧与1号高压加热器的吸热侧入口相连通，1号高压加热器的吸热侧出口与锅炉系统的入口及储水罐的第二个水口相连通，中压缸的蒸汽出口与3号高压加热器的放热侧入口相连通，高压缸的蒸汽入口与2号高压加热器的放热侧入口相连通，高压缸的蒸汽出口与1号高压加热器的放热侧入口相连通，发电机与蓄电池及电网相连接，该系统能够在维持锅炉系统给水流量及给水温度不变的情况下改变机组的输出电功率，且机组的变负荷速率快且维持变负荷状态的时间长。

Description

一种利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统

技术领域

本实用新型属于火力发电技术调峰领域，涉及一种利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统。

背景技术

近年来，我国风电、光伏、水电等新能源电力装机容量持续快速增长，新能源在为我们提供大量清洁电力同时，也给电网的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。部分地区出现了严重的弃风、弃光和弃水问题。受常规火电机组低负荷稳定燃烧、干湿态转换等问题和供热机组“以热定电”运行方式等因素影响，国内火电机组深度调峰能力不足，与国外机组存在较大差距，2016年7月4日，国家能源局综合司下达了《火电灵活性改造试点项目的通知》。通知要求，挖掘火电机组调峰潜力，提升我国火电运行灵活性，提高新能源消纳能力。常规火电机组的调峰能力主要受到变负荷能力的限制，因此，快速变负荷能力成为目前灵活性改造的重点。

利用旁路给水调节是目前提升机组变负荷速率的有效措施之一，利用短时间旁路给水流量的方式可以减少高压加热器的抽汽量，从而短时增加机组的输出功率，实现提升机组变负荷速率的目的。但一方面受到烟气脱硝工艺、水冷壁入口温度等因素限制，导致可旁路的给水流量存在最大值，以上操作持续较短时间后，必须恢复旁路给水流量，否则影响锅炉给水温度，机组采取保护动作，从而影响机组正常运行；另一方面由于旁路给水变负荷措施的响应时间虽可较长时间实现机组快速变负荷，但前期动作较慢，存在一定程度延时，无法满足机组一次调频需求。蓄电池虽可实现快速响应一次调频指令，但若采用大容量的蓄电池则会导致设备成本指数增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统，该系统能够在维持锅炉系统给水流量及给水温度不变的情况下改变机组的输出电功率，且机组的变负荷速率快且维持变负荷状态的时间长，同时能够利用较小容量的蓄电池来满足电网高品质一次调频的需求。

为达到上述目的，本实用新型所述的利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统包括给水泵、储水罐、3号高压加热器、2号高压加热器、1号高压加热器、高压缸、中压缸、低压缸、蓄电池、电网以及用于与高压缸、中压缸及低压缸相配合进行发电的发电机；

给水泵的出水口与储水罐的第一个水口通过管道并管后依次经3号高压加热器的吸热侧及2号高压加热器的吸热侧与1号高压加热器的吸热侧入口相连通，1号高压加热器的吸热侧出口与锅炉系统的入口及储水罐的第二个水口相连通，中压缸的蒸汽出口与3号高压加热器的放热侧入口相连通，高压缸的蒸汽入口与2号高压加热器的放热侧入口相连通，高压缸的蒸汽出口与1号高压加热器的放热侧入口相连通，发电机与蓄电池及电网相连接。

还包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门及储水循环泵，其中，第一阀门的一端及第二阀门的一端均与1号高压加热器的吸热侧出口相连通，第二阀门的另一端与第三阀门的一端及储水循环泵的一端相连通，第四阀门的一端与储水循环泵的另一端及第一阀门的另一端相连通，第四阀门的另一端及第三阀门的另一端均与储水罐的第二个水口相连通。

储水罐的第一个水口处设置有第五阀门。

高压缸、中压缸、低压缸及发电机同轴布置。

蓄电池与电网并联连接于发电机的出口端。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统在具体操作时，正常情况下，给水泵输出的水经3号高压加热器、2号高压加热器及1号高压加热器加热后进入到锅炉系统中；当机组需要快速降低负荷时，为满足一次调频指令，蓄电池从发电机的出口端吸收电量，减少上网电负荷，以迅速响应电网需求，同时，1号高压加热器吸热侧输出的水分为两路，其中一路进入到锅炉系统中，另一路进入到储水罐中，同时储水罐上第一个水口输出的低温水作为补水进入到3号高压加热器中，从而增加高压缸及中压缸的抽汽量，实现快速降低机组负荷的目的，同时较长时间的维持锅炉系统的给水流量及给水温度不变；当机组需要快速提高负荷时，为满足一次调频指令，蓄电池从发电机的出口端释放电量，快速增加上网电负荷，迅速响应电网需求，储水罐中的高温水与1号高压加热器吸热侧的工质汇流后进入锅炉系统中，同时给水泵输出的水分为两路，其中一路进入到3号高压加热器中，另一路作为补水进入到储水罐中，从而减少高压缸及中压缸的抽汽量，实现长时间快速提升机组负荷的目的，同时维持锅炉系统的给水流量及给水温度不变，结构简单，操作方便，实用性极强，机组的变负荷速率快且可较长时间维持变负荷状态，满足机组对调频和调峰的需要，同时利用蓄电池与给水流量相配合的，实现利用较小容量的蓄电池满足电网高品质一次调频需求的目的。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图。

其中，1为高压缸、2为中压缸、3为低压缸、4为发电机、5为蓄电池、6为电网、7为1号高压加热器、8为2号高压加热器、9为3号高压加热器、10为给水泵、11为储水罐、12为储水循环泵、13为第一阀门、14为第二阀门、15为第三阀门、16为第四阀门、17为第五阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，本实用新型所述的利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统包括给水泵10、储水罐11、3号高压加热器9、2号高压加热器8、1号高压加热器7、高压缸1、中压缸2、低压缸3、蓄电池5、电网6以及用于与高压缸1、中压缸2及低压缸3相配合进行发电的发电机4；给水泵10的出水口与储水罐11的第一个水口通过管道并管后依次经3号高压加热器9的吸热侧及2号高压加热器8的吸热侧与1号高压加热器7的吸热侧入口相连通，1号高压加热器7的吸热侧出口与锅炉系统的入口及储水罐11的第二个水口相连通，中压缸2的蒸汽出口与3号高压加热器9的放热侧入口相连通，高压缸1的蒸汽入口与2号高压加热器8的放热侧入口相连通，高压缸1的蒸汽出口与1号高压加热器7的放热侧入口相连通，发电机4与蓄电池5及电网6相连接。

本实用新型还包括第一阀门13、第二阀门14、第三阀门15、第四阀门16及储水循环泵12，其中，第一阀门13的一端及第二阀门14的一端均与1号高压加热器7的吸热侧出口相连通，第二阀门14的另一端与第三阀门15的一端及储水循环泵12的一端相连通，第四阀门16的一端与储水循环泵12的另一端及第一阀门13的另一端相连通，第四阀门16的另一端及第三阀门15的另一端均与储水罐11的第二个水口相连通。

储水罐11的第一个水口处设置有第五阀门17；高压缸1、中压缸2、低压缸3及发电机4同轴布置；蓄电池5与电网6并联连接于发电机4的出口端。

实用新型的具体工作过程为：

在机组正常运行期间，蓄电池5保持50％左右电量，关闭第一阀门13、第二阀门14、第三阀门15、第四阀门16及第五阀门17，给水泵10输出的水依次经3号高压加热器9、2号高压加热器8及1号高压加热器7加热后进入到锅炉系统中；

当机组需要快速降低负荷时，为满足一次调频指令，蓄电池5从发电机4的出口端吸收电量，减少进入电网6的电负荷，可迅速响应电网6需求；与此同时，1号高压加热器7吸热侧输出的水分为两路，其中一路进入到锅炉系统中，另一路进入到储水罐11中，同时储水罐11上第一个水口输出的低温水作为补水进入到3号高压加热器9中，从而增加高压缸1及中压缸2的抽汽量，实现快速降低机组负荷的目的，同时较长时间维持锅炉系统的给水流量及给水温度不变；

当机组需要快速提高负荷时，为满足一次调频指令，蓄电池5从发电机4的出口端释放电量，以增加进入到电网6的电负荷，迅速响应电网6需求。与此同时，储水罐11中的高温水与1号高压加热器7吸热侧的工质汇流后进入锅炉系统中，同时给水泵10输出的水分为两路，其中一路进入到3号高压加热器9中，另一路作为补水进入到储水罐11中，从而减少高压缸1及中压缸2的抽汽量，实现长时间快速提升机组负荷的目的，同时维持锅炉系统的给水流量及给水温度不变。

本实用新型结构简单，操作方便，实用性极强，利用蓄电池5及给水储热系统的耦合作用，使得发电机组的变负荷速率快且较长时间维持变负荷状态，满足机组对调频和调峰的需要。

Claims (5)

1.一种利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统，其特征在于，包括给水泵(10)、储水罐(11)、3号高压加热器(9)、2号高压加热器(8)、1号高压加热器(7)、高压缸(1)、中压缸(2)、低压缸(3)、蓄电池(5)、电网(6)以及用于与高压缸(1)、中压缸(2)及低压缸(3)相配合进行发电的发电机(4)；

给水泵(10)的出水口与储水罐(11)的第一个水口通过管道并管后依次经3号高压加热器(9)的吸热侧及2号高压加热器(8)的吸热侧与1号高压加热器(7)的吸热侧入口相连通，1号高压加热器(7)的吸热侧出口与锅炉系统的入口及储水罐(11)的第二个水口相连通，中压缸(2)的蒸汽出口与3号高压加热器(9)的放热侧入口相连通，高压缸(1)的蒸汽入口与2号高压加热器(8)的放热侧入口相连通，高压缸(1)的蒸汽出口与1号高压加热器(7)的放热侧入口相连通，发电机(4)与蓄电池(5)及电网(6)相连接。

2.根据权利要求1所述的利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统，其特征在于，还包括第一阀门(13)、第二阀门(14)、第三阀门(15)、第四阀门(16)及储水循环泵(12)，其中，第一阀门(13)的一端及第二阀门(14)的一端均与1号高压加热器(7)的吸热侧出口相连通，第二阀门(14)的另一端与第三阀门(15)的一端及储水循环泵(12)的一端相连通，第四阀门(16)的一端与储水循环泵(12)的另一端及第一阀门(13)的另一端相连通，第四阀门(16)的另一端及第三阀门(15)的另一端均与储水罐(11)的第二个水口相连通。

3.根据权利要求1所述的利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统，其特征在于，储水罐(11)的第一个水口处设置有第五阀门(17)。

4.根据权利要求1所述的利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统，其特征在于，高压缸(1)、中压缸(2)、低压缸(3)及发电机(4)同轴布置。

5.根据权利要求1所述的利用电化学储能耦合给水储热联合调频调峰系统，其特征在于，蓄电池(5)与电网(6)并联连接于发电机(4)的出口端。