一种电力调峰系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力调峰系统及方法，属于火力发电技术领域。其中调峰系统包括：控制装置(10)，根据当前需求负荷和/或当前时间向电解水装置(20)发送控制指令；电解水装置(20)，用于根据控制指令使用火力发电系统输出电能对水进行电解以产生气体；气体净化装置(30)，输入端连通电解水装置(20)，输出端连通火力发电系统既能够在任意时段实现电力调峰效果，又能够利用电能将水电解为氢气和氧气，再通过燃烧氢气和氧气进行发电，减少了碳排放量。

Power peaking system and method thereof

The invention discloses a power peaking system and a method thereof, belonging to the technical field of thermal power generation. The peak shaving system comprises a control device (10), according to the needs of the current load and / or the current time to water electrolysis device (20) sends control instruction; water electrolysis device (20), according to the control instruction for thermal power system output power to produce electrolytic water gas; gas purification device (30). The input end is communicated with the water electrolysis device (20), the output end connected power system can not only realize the effect of peak power at any time, and can use electricity to electrolysis of water into hydrogen and oxygen, hydrogen and oxygen by combustion to generate electricity, reduce carbon emissions.

【技术实现步骤摘要】
一种电力调峰系统及其方法
本专利技术涉及火力发电
，特别涉及一种火力发电厂的电力调峰系统及其方法。
技术介绍
众所周知电能是不能被储存的，因此用户需要多少电量，电厂就需要同步发出多少电量，这样才不会造成能源的浪费。但是通常在电力系统中各个电厂的需求电负荷是在不断发生变化的，为了维持有功功率平衡，保持系统频率稳定，就需要发电部门相应改变发电机的发电量以适应用电负荷的变化，这就叫做调峰调频。近年来，在中国三北地区电力市场容量富裕，燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺，电网调峰调频与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电、水电及核电等新能源的能力不足，弃风、弃光、弃水和弃核现象严重。现有技术中火力发电机组“以热定电”方式运行，冬季由于热电耦合造成供热机组调峰调频能力仅为10％左右。随着能源局在2016年开展的22个火电灵活性示范项目的实施，未来冬季调峰调频可以得到一定程度的缓解。但是在夏季除了机组降负荷或停机之外如何调峰调频，特别是增加夏季调峰调频的同时保证火电厂的经济性，是摆在众多火电厂面前的一个难题。另外，全球气候变暖和应对气候变化，中国政府承诺的减排任务和十三五能源规划里对国内五大电力集团的燃煤火电机组的碳排放强度均提出了具体要求，即到2020年，五大电力的燃煤火电机组的平均碳排放强度要在650kgCO2/kWh。未来火力发电都需要通过购买绿色证书或碳指标来维持全年发电负荷量，或者就需要改换燃料，变成低碳排放强度的火力发电厂。
技术实现思路
本专利技术通过控制装置获取电网的当前需求负荷和/或当前时间，根据电网的当前需求负荷和/或当前时间判断当前时段为用电高峰期或低谷期，再根据高峰期和低谷期控制电解水装置进行电力调峰。电解水装置消耗的电能以及化学水处理系统处理后的纯净水，将电能转换为化学能。气体净化装置将电解水生成的氢气氧气进行除杂脱水存储处理，既可以对外直接销售纯氢纯氧，也可以将存储的氢气氧气输送至火力发电系统锅炉的多燃料燃烧器中进行充分燃烧。本申请能够在任意时段随时实现电力调峰调频效果，并且能够利用电能将水电解为氢气和氧气，再通过燃烧氢气和氧气进行发电，减少了碳排放量。根据本专利技术实施例的一个方面一种电力调峰系统，包括：控制装置，用于获取电网的当前需求负荷和/或当前时间，并根据所述当前需求负荷和/或当前时间向电解水装置发送控制指令以控制其电能使用；电解水装置，与火力发电系统电气连接，用于根据所述控制指令使用所述火力发电系统输出电能对水进行电解以产生气体；气体净化装置，其输入端连通所述电解水装置，其输出端连通所述火力发电系统。进一步，所述火力发电系统包括：多燃料燃烧器；所述多燃料燃烧器与所述气体净化装置的输出端连通，用于接收所述气体净化装置产生的气体，并将所述气体作为燃料或作为助燃剂送入锅炉内。进一步，所述气体净化装置包括：氢气净化模块和氧气净化模块；所述氢气净化模块，其氢气输入端连通所述电解水装置，其氢气输出端连通所述多燃料燃烧器；所述氧气净化模块，其氧气输出端连通所述电解水装置，其氧气输出端连通所述多燃料燃烧器。进一步，电力调峰系统还包括：化学水处理装置，其输出端连通所述电解水装置，用于将化学水处理为纯净水，并将纯净水输送至电解水装置。进一步，所述控制指令包括：启动指令、停止指令以及电解调节指令，所述电解调节指令包括：加快电解指令和减慢电解指令所述加快电解指令为控制电解水装置增大电功率；所述减慢电解指令为控制电解水装置减小电功率。进一步，电力调峰系统还包括：罐装系统，包括氢气罐装系统和氧气罐装系统，所述氢气罐装系统与所述氢气净化模块的输出端连，所述氧气罐装系统和氧气净化模块的输出端连接，以分别承载所述氢气净化模块和氧气净化模块输出的氢气和氧气；或管道输送系统，一端与所述氢气净化模块的输出端连接，另一端与天然气输送管道连接，用于将所述氢气净化模块中的氢气送入所述天然气输送管道。进一步，所述控制装置包括：获取模块，用于获取电网的当前需求负荷和/或当前时间；判断模块，用于将电网的当前需求负荷和/或当前时间与当前发电负荷、预设时间表进行比对，并判断出当前用电量为低谷期或高峰期；控制模块，根据所述判断模块的判定结果执行下述操作：当判定结果为低谷期时，控制模块向电解水装置发送控制指令以控制电解水装置启动；以及当判定结果为高峰期时，控制模块向电解水装置发送控制指令以控制电解水装置停止。进一步，所述控制模块包括：差值计算单元，其计算火力发电系统的当前发电负荷与电网的当前需求负荷的当前负荷差值，以及计算预订时间前火力发电系统的发电负荷与电网的需求负荷的历史负荷差值，并计算当前负荷差值与历史负荷差值的总负荷差值；调节单元，根据所述差值计算单元的计算结果执行下述操作：若当前负荷差值与历史负荷差值的总负荷差值为正数则向电解水装置发送加快电解指令；若当前负荷差值与历史负荷差值的总负荷差值为负数则向电解水装置发送减慢电解指令。根据本专利技术实施例的另一个方面一种电力调峰方法，所述方法包括：步骤S101：获取电网的当前需求负荷和/或当前时间；步骤S102：将电网的当前需求负荷和/或当前时间与当前发电负荷、预设时间表进行比对；步骤S103：根据比对结果判断当前时间段为用电高峰期或低谷期；步骤S104：当判定结果为低谷期时，控制模块向电解水装置发送控制指令以控制电解水装置启动；步骤S105：当判定结果为高峰期时，控制模块向电解水装置发送控制指令以控制电解水装置停止。进一步，所述控制模块向电解水装置发送控制指令以控制电解水装置启动还包括：步骤S1041：计算火力发电系统的当前发电负荷与电网的当前需求负荷的当前负荷差值，以及计算预订时间前火力发电系统的发电负荷与电网的需求负荷的历史负荷差值；步骤S1042：若当前负荷差值与历史负荷差值的总负荷差值为正数则向电解水装置发送加快电解指令；步骤S1043：若当前负荷差值与历史负荷差值的总负荷差值为负数则向电解水装置发送减慢电解指令。本专利技术电力调峰系统及其方法，通过设置控制装置、电解水装置、气体净化装置，达到电力调峰调频的效果。首先控制装置获取当前电网对电厂的当前需求负荷和/或当前时间，并根据当前电网对该电厂的当前需求负荷和/或当前时间，控制电解水装置消耗电能，将其转化为化学能，并将电解水产生的氢气氧气输送至气体净化装置，气体净化装置对氢气氧气进行除杂脱水存储处理，既可以对外直接销售纯氢纯氧，也可以将存储的氢气氧气输送至火力发电系统锅炉的多燃料燃烧器中充分燃烧。既能够在任意时段随时实现电力调峰效果，又能够利用电能将水电解为氢气和氧气，再通过燃烧氢气和氧气进行发电，减少了碳排放量。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种电力调峰系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种电力调峰系统的控制装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种电力调峰系统的控制模块的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种电力调峰方法的流程图；图5是本专利技术实施例提供的低谷期电力调峰方法流程图。附图标记：1为锅炉、2为汽轮机、3为发电机、4为升压站、5为凝汽器、60为除氧器、61、高压加热器、62低压加热器、7为多燃料燃烧器、8为化学水处理装置、10为控制装置、20为电解水装置、30为气体净化装置、40为罐装系统、50为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力调峰系统，其特征在于，包括：控制装置(10)，用于获取电网的当前需求负荷和/或当前时间，并根据所述当前需求负荷和/或当前时间向电解水装置(20)发送控制指令以控制其电能使用；电解水装置(20)，与火力发电系统电气连接，用于根据所述控制指令使用所述火力发电系统输出电能对水进行电解以产生气体；气体净化装置(30)，其输入端连通所述电解水装置(20)，其输出端连通所述火力发电系统。

【技术特征摘要】
1.一种电力调峰系统，其特征在于，包括：控制装置(10)，用于获取电网的当前需求负荷和/或当前时间，并根据所述当前需求负荷和/或当前时间向电解水装置(20)发送控制指令以控制其电能使用；电解水装置(20)，与火力发电系统电气连接，用于根据所述控制指令使用所述火力发电系统输出电能对水进行电解以产生气体；气体净化装置(30)，其输入端连通所述电解水装置(20)，其输出端连通所述火力发电系统。2.根据权利要求1所述的电力调峰系统，其中，所述火力发电系统包括：多燃料燃烧器(7)；所述多燃料燃烧器(7)与所述气体净化装置(30)的输出端连通，用于接收所述气体净化装置(30)产生的气体，并将所述气体作为燃料或作为助燃剂送入锅炉内。3.根据权利要求2所述的电力调峰系统，其中，所述气体净化装置(30)包括：氢气净化模块(31)和氧气净化模块(32)；所述氢气净化模块(31)，其氢气输入端连通所述电解水装置(20)，其氢气输出端连通所述多燃料燃烧器；所述氧气净化模块(32)，其氧气输出端连通所述电解水装置(20)，其氧气输出端连通所述多燃料燃烧器。4.根据权利要求1所述的电力调峰系统，还包括：化学水处理装置(8)，其输出端连通所述电解水装置(20)，用于将化学水处理为纯净水，并将纯净水输送至电解水装置(20)。5.根据权利要求1所述的电力调峰系统，其中，所述控制指令包括：启动指令、停止指令以及电解调节指令，所述电解调节指令包括：加快电解指令和减慢电解指令；所述加快电解指令为控制电解水装置(20)增大电功率；所述减慢电解指令为控制电解水装置(20)减小电功率。6.根据权利要求3所述的电力调峰系统，其中，还包括：罐装系统(40)，包括氢气罐装系统和氧气罐装系统，所述氢气罐装系统与所述氢气净化模块(31)的输出端连，所述氧气罐装系统和氧气净化模块(32)的输出端连接，以分别承载所述氢气净化模块(31)和氧气净化模块(32)输出的氢气和氧气；或管道输送系统(50)，一端与所述氢气净化模块(31)的输出端连接，另一端与天然气输送管道连接，用于将所述氢气净化模块(31)中的氢气送入所述天然气输送管道。7.根据权利要求1所述的电力调峰系统，其中，所述控制装置(10)包括：获取模块(11)，用于获取电网的当前需求负荷和/或当前时间；判...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨豫森，崔华，徐波，谭智，陈辉，展望，陈超，朱明志，
申请(专利权)人：赫普热力发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11