本实用新型专利技术公开了一种用于生产高纯铝和多晶硅并网发电系统，提供了风电光伏电直供电，并与铝空气电池发电相结合，不仅将弃风和废弃固体废料生产出高附加值的金属铝、金属硅以及生产出用于新能源供电装置的发电材料，还通过混合直流输电系统将风电及光伏电送至负荷，通过智能控制系统实现电压稳定，通过采用由铝空气电池发电减小风电光伏电波动性，提高供电的可靠性、稳定性和电能质量。稳定性和电能质量。稳定性和电能质量。
【技术实现步骤摘要】
一种用于生产高纯铝和多晶硅并网发电系统
[0001]本技术涉及铝和硅的生产
，更具体的说是涉及一种用于生产高纯铝和多晶硅并网发电系统。
技术介绍
[0002]目前，我国新疆、内蒙古、宁夏、甘肃等西部地区，风能与太阳能资源丰富，风力发电和光伏发电发展速度极快。风电与光伏电不同于火电、水电及核电，具有间歇性强、波动大等特点，风电与光伏电并网对电网功角稳定、频率稳定、电压稳定、系统备用和电能质量等有明显的负面影响，成为风电与光伏电发展的主要障碍，消纳风电和光伏电成为难题。弃风弃光现象严重，造成投资浪费。
[0003]并且，我国生产金属铝用氧化铝为原料，采用熔盐电解法，一是原料氧化铝，从铝土矿中提取，我国原料缺乏，60％从国外进口，生产流程长，成本高，生产金属铝的熔盐电解法，用氟化物混合盐作为电解质，有大量氟气放出，污染环境。生产氧化铝的工艺流程中，有大量固体废物产出如赤泥，一吨氧化铝估算产出赤泥1.5吨。金属硅，要用硅石作原料，碳热还原生产。原料要求高，成本高。在西部地区，属于产煤区，有大量煤矸石与粉煤灰，还有大量其他含铝硅矿物没有开发利用，如红柱石，只是选矿除不到5％精矿用于耐火材料，大量选矿中间产物作为垃圾废弃，没有应用。其他像蓝晶石、硅线石、高岭土、甚至是低品位铝土矿，堆积如山，不仅浪费了资源，还污染环境。
[0004]因此，如何提供一种利用风电和光伏电生产高纯铝和多晶硅及并网发电系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本技术提供了一种用于生产高纯铝和多晶硅并网发电系统。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]一种用于生产高纯铝和多晶硅并网发电系统，其特征在于，包括：
[0008]新能源供电装置、第一电能转换装置、母线、第二电能转换装置、铝硅分解装置、硅提纯装置、铝提纯装置、电网以及智能控制系统；
[0009]其中，
[0010]所述新能源供电装置、所述第一电能转换装置、所述母线以及所述第二电能转换装置依次连接；所述第二电能转换装置输出侧分别与所述铝硅分解装置、所述硅提纯装置、所述铝提纯装置连接并输配至所述电网；所述铝硅分解装置分别与所述硅提纯装置以及所述铝提纯装置连接；所述智能控制系统分别与所述新能源供电装置、所述铝硅分解装置、所述铝提纯装置、所述硅提纯装置以及所述电网连接。
[0011]优选的，所述新能源供电装置包括风力发电单元、光伏发电单元以及铝空气电池发电单元，其中，所述风力发电单元的输出侧、所述光伏发电单元的输出侧、所述铝空气电池发电单元输出侧分别与所述智能控制系统连接。
[0012]优选的，所述第一电能转换装置包括：AC/DC变换器、第一DC/DC变换器以及第二DC/DC变换器；
[0013]其中，所述AC/DC变换器交流侧与所述风力发电单元电能输出侧连接，所述AC/DC变换器的直流侧与所述母线连接；所述第一DC/DC变换器输入侧与所述光伏发电单元电能输出侧连接，所述第一DC/DC变换器输出侧与所述母线连接；所述第二DC/DC变换器输入侧与所述铝空气电池发电单元电能输出侧连接，所述第二DC/DC变换器输出侧与所述母线连接。
[0014]优选的，所述第二电能转换装置包括：第三DC/DC变换器、第四DC/DC 变换器以及DC/AC逆变器；
[0015]其中，所述第三DC/DC变换器、所述第四DC/DC变换器以及所述DC/AC 逆变器分别与所述母线连接，所述DC/AC逆变器的交流侧输配至所述电网。
[0016]优选的，所述铝硅分解装置包括：直流电弧炉以及铝硅电解分离设备；
[0017]其中，所述直流电弧炉与所述第三DC/DC变换器的电能输出侧连接；所述铝硅电解分离设备与所述第四DC/DC变换器的输出侧连接。
[0018]优选的，所述智能控制系统分别与所述直流电弧炉的输入、所述铝硅电解分离设备的输入侧连接。
[0019]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种用于生产高纯铝和多晶硅并网发电系统，本技术针对风力发电和光伏发电的特点，提供了非并网风电光伏电直供电，并通过风电光伏电直供电与铝空气电池发电装置相结合，把弃风和废弃固体废料，经过适当的配置，生产出高附加值的金属铝、金属硅以及生产出用于发电系统的发电材料，核心是通过混合直流输电系统将风电及光伏电送至负荷，通过智能控制系统的控制实现电压稳定，通过采用由铝空气电池发电系统减小风电光伏电波动性，提高供电的可靠性、稳定性和电能质量，最终也向电网提供稳定的交流电。风电与光伏电可以直供用于生产高纯铝和高纯硅。其有益效果为：
[0020](1)风电和光电能源可达到100％利用率，与铝空气电池发电系统配合，输出功率稳定，电压稳定，满足直流电弧炉、铝硅电解分离设备、电子束熔炼设备、保温炉的需要，并且可以向电网提供稳定的交流电；
[0021](2)固体含铝硅废料得到充分利用，并提取出其中高纯铝和高纯硅，高纯铝可以继续作为金属空气电池阳极材料或其他结构材料；高纯硅可用于太阳能光伏材料的原料，废物得到高值利用。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0023]图1附图为本技术的结构示意图；
[0024]图2附图为本实施例提供的双枪电子束熔炼设备结构示意图。
[0025]在图1中：1
‑
新能源供电装置、2
‑
第一电能转换装置、3
‑
母线、4
‑
第二电能转换装
置、5
‑
铝硅分解装置、6
‑
硅提纯装置、7
‑
铝提纯装置、8
‑
电网、9
‑
智能控制系统、风力发电单元、12
‑
光伏发电单元、13
‑
铝空气电池发电单元、21
‑
AC/DC变换器、22
‑
第一DC/DC变换器、23
‑
第二DC/DC变换器、41
‑
第三 DC/DC变换器、42
‑
第四DC/DC变换器、43
‑
DC/AC逆变器、51
‑
直流电弧炉、 52
‑
铝硅电解分离设备；
[0026]在图2中：141
‑
料斗、142
‑
第一冷坩埚、143
‑
真空泵、144
‑
电子枪、145
‑ꢀ
左电子束、146
‑
右电子束、147
‑
第二冷坩本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于生产高纯铝和多晶硅并网发电系统，其特征在于，包括：新能源供电装置(1)、第一电能转换装置(2)、母线(3)、第二电能转换装置(4)、铝硅分解装置(5)、硅提纯装置(6)、铝提纯装置(7)、电网(8)以及智能控制系统(9)；其中，所述新能源供电装置(1)、所述第一电能转换装置(2)、所述母线(3)以及所述第二电能转换装置(4)依次连接；所述第二电能转换装置(4)输出侧分别与所述铝硅分解装置(5)、所述硅提纯装置(6)、所述铝提纯装置(7)连接并输配至所述电网(8)；所述铝硅分解装置(5)分别与所述硅提纯装置(6)以及所述铝提纯装置(7)连接；所述智能控制系统(9)分别与所述新能源供电装置(1)、所述铝硅分解装置(5)、所述铝提纯装置(7)、所述硅提纯装置(6)以及所述电网(8)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于生产高纯铝和多晶硅并网发电系统，其特征在于，所述新能源供电装置(1)包括风力发电单元(11)、光伏发电单元(12)以及铝空气电池发电单元(13)，其中，所述风力发电单元(11)的输出侧、所述光伏发电单元(12)的输出侧、所述铝空气电池发电单元(13)输出侧分别与所述智能控制系统(9)连接。3.根据权利要求2所述的一种用于生产高纯铝和多晶硅并网发电系统，其特征在于，所述第一电能转换装置(2)包括：AC/DC变换器(21)、第一DC/DC变换器(22)以及第二DC/DC变换器(23)；其中，所述AC/DC变换器(21)交流侧与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢惠民，卢小溪，刘建学，景鹏程，
申请(专利权)人：易航时代北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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