结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站及调峰方法技术

本发明专利技术提供一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站及调峰方法。该燃气轮机调峰电站包括分别能向电网输电的液态空气储能单元和电站单元，液态空气储能单元的储能流路与电站单元的进气流路连接于同一进气源，电站单元的排气流路用于与液态空气储能单元的第一释能流路内的介质进行换热；在电网处于用电峰段，液态空气储能单元第一释能流路与电站单元均启动以同步向电网输电；在电网处于用电谷段，液态空气储能单元启动储能流路。该燃气调峰电站能够大幅增大燃气轮机的出力，还可实现整个燃气轮机调峰电站削峰填谷的双向调峰功能。同时，通过利用电站单元的高温排气余热对液态空气储能单元的第一释能流路内的介质进行预热，降低了系统的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站及调峰方法
本专利技术涉及节能环保
，尤其涉及一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站及调峰方法。
技术介绍
随着全球工业化的突飞猛进，电网负荷存在白天高峰和深夜低谷的周期性变化，用电负荷的峰谷差可达最大发电出力的30％～40％。峰谷差的存在给发电和电力调度造成一定的困难，也给电网运行带来一定风险。同时，为了满足电网的最大负荷要求，电网的建设费用也大幅增加，利用效率却严重不足。目前常用的调峰电站有火力电厂、燃气轮机电站和抽水蓄能电站等，其中燃气轮机电站具有占地面积小、启动快、升负荷快、热效率高和污染低等优点。但是，当电网处于用电低谷段(即用电谷段)中，燃气轮机电站无法起到“填谷”的作用。同时，燃气轮机电站的调峰能力有限，难以应对大规模削峰填谷需求。而且，在电网处于用电峰段中，由于燃气轮机电站的涡轮机组的轴功至少有60％的功率用于驱动燃气轮机电站的压气机，大幅减小用电峰段中的燃气轮机电站的发电功率。并且，燃气轮机电站的排气温度过高，如直接排放至大气中，会造成大量的能源浪费，并且对周围环境也会产生不利影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，用以解决当电网处于用电谷段中，现有的燃气轮机电站无法起到“填谷”的作用，并且在电网处于用电峰段中，现有的燃气轮机电站的发电功率也会大大降低的缺陷。本专利技术还提供一种调峰方法。本专利技术提供一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，包括分别能向电网输电的液态空气储能单元和电站单元，所述液态空气储能单元的储能流路与所述电站单元的进气流路连接于同一进气源，所述电站单元的排气流路用于与所述液态空气储能单元的第一释能流路内的介质进行换热；在所述电网处于用电峰段，所述液态空气储能单元第一释能流路与所述电站单元均启动以同步向所述电网输电；在所述电网处于用电谷段，所述液态空气储能单元启动所述储能流路。根据本专利技术提供的一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，所述液态空气储能单元包括储能罐、空气预热器与空气透平机组，所述储能罐、所述空气预热器的第一换热侧、以及所述空气透平机组依次连接于同一所述第一释能流路中，所述空气预热器的第二换热侧连接于所述排气流路中。根据本专利技术提供的一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，所述液态空气储能单元还包括空气压缩机组，所述空气压缩机组通过所述储能流路与所述储能罐连接，所述空气压缩机组的进气口与所述电站单元的进气流路连接于同一进气源。根据本专利技术提供的一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，所述电站单元包括燃气轮机空压机、燃烧室和涡轮机组，所述燃烧室的进气端连接于所述燃气轮机空压机，所述燃烧室的排气端连接于所述涡轮机组，所述涡轮机组的排气口连接所述排气流路；所述涡轮机组的动力输出轴可启闭的连接于所述燃气轮机空压机的动力输入轴。根据本专利技术提供的一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，所述液态空气储能单元设有第二释能流路，所述第二释能流路的进气端连接于所述第一释能流路，并位于所述空气预热器的进气端以前；所述第二释能流路的出气端连接所述燃烧室。根据本专利技术提供的一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，所述液态空气储能单元还包括：压缩热利用装置，其第一换热侧和第二换热侧分别连接于所述储能流路和所述第一释能流路中，且所述空气预热器的第一换热侧连接于所述压缩热利用装置的第二换热侧与所述空气透平机组之间；蓄冷器，其第一换热侧连接于所述压缩热利用装置与所述储能罐之间的所述储能流路中，所述蓄冷器的第二换热侧连接于所述储能罐与所述压缩热利用装置之间的所述第一释能流路中；节流元件，连接于所述蓄冷器的第一换热侧与所述储能罐之间的所述储能流路中；驱动泵，连接于所述储能罐与所述蓄冷器的第二换热侧之间的所述第一释能流路中；其中，所述第二释能流路的进气端连接于所述压缩热利用装置与所述空气预热器之间的所述第一释能流路。根据本专利技术提供的一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，所述电站单元的进气流路通过第一进气阀与所述进气源连接，所述液态空气储能单元的储能流路通过第二进气阀与所述进气源连接；所述排气流路上装有排气阀；所述第二释能流路上装有第三进气阀。根据本专利技术提供的一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，所述涡轮机组连接有第一发电机，所述空气透平机组连接有第二发电机，所述空气压缩机组连接有电动机；所述第一发电机通过第一输电线路与电网连接；所述第二发电机通过第二输电线路与所述电网连接；所述电网通过驱动输电线路与所述电动机连接。根据本专利技术提供的一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，所述进气源连接有至少一个空气过滤器。本专利技术还提供一种调峰方法，由如上所述的结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站执行；所述调峰方法包括：在电网处于用电峰段，分别启用液态空气储能单元的第一释能流路以及电站单元，以利用所述第一释能流路和所述电站单元同步向所述电网输电；在所述电网处于用电谷段，关闭所述电站单元，启动所述液态空气储能单元的储能流路。本专利技术提供一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，包括分别能向电网输电的液态空气储能单元和电站单元，液态空气储能单元的储能流路与电站单元的进气流路连接于同一进气源，电站单元的排气流路用于与液态空气储能单元的第一释能流路内的介质进行换热；在电网处于用电峰段，液态空气储能单元第一释能流路与电站单元均启动以同步向电网输电；在电网处于用电谷段，液态空气储能单元启动储能流路。该燃气调峰电站能够在用电低谷时段利用低谷电启用液态空气储能单元的储能流路，实现“填谷”作用；并在用电峰段利用液态空气储能单元的第一释能流路和电站单元同步输电。换言之，该燃气调峰电站一方面可成倍提高燃气调峰电站的峰段放电功率，另一方面可在用电谷段进行储电，实现燃气调峰电站的双向调峰，并大幅增大燃气轮机的工作效率和发电能力，该燃气调峰电站在用电尖峰的输出功率可达原有功率的200％至300％。并且，该燃气轮机调峰电站能利用电站单元的高温排气余热对液态空气储能单元的第一释能流路内的介质进行预热，无需对电站单元的高温排气增设蒸汽郎肯循环，有效降低电站整体的结构复杂度。并且，该燃气轮机调峰电站的建造过程中，由于电站单元和液态空气储能单元这二者可共用大量公用工程设施，即可以直接在原有的燃气轮机电站基础上进行设施改造，从而与现有技术中的液态空气储能电站的建造相比，能显著减少电站改造的初始投资，降低建造成本，使得液态空气储能装置的应用更具经济性，并且有利于拓展传统燃气轮机电站的应用范围和灵活性。本专利技术还提供一种调峰方法，由上述的结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站执行，从而使得该调峰方法具备上述的结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站的全部优点，具体在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，其特征在于，包括分别能向电网输电的液态空气储能单元和电站单元，所述液态空气储能单元的储能流路与所述电站单元的进气流路连接于同一进气源，所述电站单元的排气流路用于与所述液态空气储能单元的第一释能流路内的介质进行换热；/n在所述电网处于用电峰段，所述液态空气储能单元第一释能流路与所述电站单元均启动以同步向所述电网输电；/n在所述电网处于用电谷段，所述液态空气储能单元启动所述储能流路。/n

【技术特征摘要】
1.一种结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，其特征在于，包括分别能向电网输电的液态空气储能单元和电站单元，所述液态空气储能单元的储能流路与所述电站单元的进气流路连接于同一进气源，所述电站单元的排气流路用于与所述液态空气储能单元的第一释能流路内的介质进行换热；
在所述电网处于用电峰段，所述液态空气储能单元第一释能流路与所述电站单元均启动以同步向所述电网输电；
在所述电网处于用电谷段，所述液态空气储能单元启动所述储能流路。


2.根据权利要求1所述的结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，其特征在于，所述液态空气储能单元包括储能罐、空气预热器与空气透平机组，所述储能罐、所述空气预热器的第一换热侧、以及所述空气透平机组依次连接于同一所述第一释能流路中，所述空气预热器的第二换热侧连接于所述排气流路中。


3.根据权利要求2所述的结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括空气压缩机组，所述空气压缩机组通过所述储能流路与所述储能罐连接，所述空气压缩机组的进气口与所述电站单元的进气流路连接于同一进气源。


4.根据权利要求3所述的结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，其特征在于，所述电站单元包括燃气轮机空压机、燃烧室和涡轮机组，所述燃烧室的进气端连接于所述燃气轮机空压机，所述燃烧室的排气端连接于所述涡轮机组，所述涡轮机组的排气口连接所述排气流路；所述涡轮机组的动力输出轴可启闭的连接于所述燃气轮机空压机的动力输入轴。


5.根据权利要求4所述的结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，其特征在于，所述液态空气储能单元设有第二释能流路，所述第二释能流路的进气端连接于所述第一释能流路，并位于所述空气预热器的进气端以前；所述第二释能流路的出气端连接所述燃烧室。


6.根据权利要求5所述的结合液态空气储能的燃气轮机调峰电站，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括：
压缩热利用装...

【专利技术属性】
技术研发人员：季伟，郭璐娜，高诏诏，陈六彪，崔晨，郭嘉，王俊杰，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11