一种基于可再生能源发电的可调峰发电系统及调峰方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于可再生能源发电的可调峰发电系统及调峰方法，通过分别设置于外部电网连接的可再生能源发电装置、燃气轮机、汽轮机部和电能储存部；设置电能储存部接收可再生能源发电装置的电能进行短时储存，设置电解水制氢装置接收可再生能源发电装置的电能并生成氢气储存至储氢装置进行长时储能。当可再生能源发电装置无法满足外部电网的需求时，由控制部根据外部电网的需求控制燃气轮机、汽轮机部和电能储存部协调调峰；其中，电能储存部可实现瞬时响应；燃气轮机启动时间相对快；汽轮机部启动时间相对慢，从而可根据外部电网的需求，灵活发电调峰，响应时间可控，解决了现有可再生能源发电难以实现灵活调峰，且调峰响应时间长的问题。应时间长的问题。应时间长的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可再生能源发电的可调峰发电系统及调峰方法


[0001]本专利技术属于发电系统
，尤其涉及一种基于可再生能源发电的可调峰发电系统及调峰方法。

技术介绍

[0002]可再生能源发电的能力来源主要是太阳能、风能等，其发电过程不存在二氧化碳的排放，可以从根本上解决传统燃煤发电过程带来的二氧化碳过量排放的问题，但可再生能源发电过程也存在着一下的缺陷：太阳能、风能等可再生能源的输入存在不连续、不稳定的问题，导致发电负荷受到输入影响产生参数波动，与电网的结合存在安全性难题；太阳能、风能等可再生能源季节性差异大，难以实现柔性灵活调峰，且调峰响应时间长，与用电端的匹配较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于可再生能源发电的可调峰发电系统及调峰方法，以解决现有可再生能源发电难以实现灵活调峰，且调峰响应时间长的问题。
[0004]为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
[0005]本专利技术的一种基于可再生能源发电的可调峰发电系统，包括：
[0006]可再生能源发电装置，所述可再生能源发电装置与外部电网电连接；
[0007]电解水制氢装置，所述电解水制氢装置与所述可再生能源发电装置电连接；
[0008]储氢装置，所述储氢装置的输入端与所述电解水制氢装置的输出端相连；
[0009]燃气轮机，所述燃气轮机的燃料输入端与所述储氢装置的输出端相连，所述燃气轮机的电能输出端与外部电网电连接；
[0010]汽轮机部，所述汽轮机部的电能输出端与外部电网电连接；
[0011]电能储存部，所述电能储存部分别与所述可再生能源发电装置、所述燃气轮机、所述汽轮机部和外部电网电连接，用于储存所述可再生能源发电装置输出的电能，并分别为所述燃气轮机、所述汽轮机部和外部电网提供所需的电能；
[0012]控制部，分别与所述可再生能源发电装置、所述燃气轮机、所述汽轮机部和所述电能储存部信号连接，用于根据外部电网的需求调峰能力和需求调峰时间控制所述燃气轮机、所述汽轮机部和所述电能储存部协调调峰。
[0013]本专利技术的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，所述汽轮机部包括余热锅炉和汽轮机；
[0014]所述余热锅炉的热源输入端与所述燃气轮机的废热输出端相连；
[0015]所述汽轮机的蒸汽输入端与所述余热锅炉的蒸汽输出端相连，且所述汽轮机的电能输出端与外部电网电连接。
[0016]本专利技术的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，还包括淡水储存设备；
[0017]所述余热锅炉的水输出端与所述淡水储存设备的输入端连通，所述淡水储存设备
的输出端与所述电解水制氢装置相连通。
[0018]本专利技术的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，所述燃气轮机的废热输出端为烟气输出端。
[0019]本专利技术的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，还包括储热设备；
[0020]所述储热设备的热能输入端与所述余热锅炉的热能输出端相连；所述储热设备的热能输出端与所述汽轮机相连，用于为所述汽轮机供热暖机。
[0021]本专利技术的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，所述燃气轮机的燃料输入端与所述储氢装置的输出端通过燃料管路相连；
[0022]所述储热设备的热能输出端与所述燃料管路相连，用于加热输送至所述燃气轮机的氢气。
[0023]本专利技术的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，所述储热设备的热能输出端与所述电能储存部相连，用于提供所述电能储存部维持性能所需的热能。
[0024]本专利技术的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，还包括海水淡化装置；
[0025]所述海水淡化装置的热能输入端与所述储热设备的热能输出端相连，所述海水单元装置的提纯水输出端与所述电解水制氢装置的输入端相连通。
[0026]本专利技术的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，所述可再生能源发电装置为风能发电装置或太阳能发电装置或光伏发电装置或潮汐能发电装置。
[0027]本专利技术的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，所述电能储存部为电池。
[0028]本专利技术的一种调峰方法，应用于上述任意一项所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，设定外部电网的需求调峰能力为P
T
，所述燃气轮机最大功率为P
G
，所述汽轮机部最大功率为P
S
，所述电能储存部的最大发电功率为P
B
，电能储存部的电量为C，外部电网的需求调峰时间为t
T
，所述燃气轮机启动需要时间为t
G
，所述汽轮机部启动需要时间为t
S
，系统响应时间为可调峰发电系统启动达到外部电网需求调峰功率且稳定运行t
T
时间段的所需时间，设为t
response
；
[0029]具体步骤如下：
[0030]步骤S2：获取所述P
T
和所述t
T
，并得到需求调峰发电量P
T
t
T
；
[0031]步骤S3：分别比对所述P
T
与发电功率预设区间组以及所述P
T
t
T
与发电量预设区间组，并得到所述P
T
和所述P
T
t
T
分别对应的发电功率预设区间和发电量预设区间；
[0032]其中，所述发电功率预设区间组与所述P
B
相关；所述发电量预设区间组与所述C相关；
[0033]步骤S4：根据所述发电功率预设区间和所述发电时间所需区间得到对应的预设实施方式，所述预设实施方式为所述电能储存部和/或所述燃气轮机和 /或所述汽轮机部协调调峰；
[0034]步骤S5：根据所述P
T
、所述P
T
t
T
和所述预设实施方式得到所述t
response
。
[0035]本专利技术的调峰方法，还包括位于上述步骤S2前的步骤S1：判断所述可再生能源发电装置的电能输出是否满足外部电网的调峰需求；如是，则采用所述可再生能源发电装置进行调峰；如否，则进行所述步骤S2。
[0036]本专利技术的调峰方法，当P
T
≤P
B
，且P
T
t
T
≤C时；则采用所述电能储存部进行调峰，t
response
＝0。
[0037]本专利技术的调峰方法，当P
T
≤P
B
，P
T
t
T
>C时；
[0038]若P
T
≤P
G
，则先采用所述电能储存部单独进行调峰，后采用所述燃气轮机进行调峰，则
[0039]若P
T
>P
G
，C≥(P...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可再生能源发电的可调峰发电系统，其特征在于，包括：可再生能源发电装置，所述可再生能源发电装置与外部电网电连接；电解水制氢装置，所述电解水制氢装置与所述可再生能源发电装置电连接；储氢装置，所述储氢装置的输入端与所述电解水制氢装置的输出端相连；燃气轮机，所述燃气轮机的燃料输入端与所述储氢装置的输出端相连，所述燃气轮机的电能输出端与外部电网电连接；汽轮机部，所述汽轮机部的电能输出端与外部电网电连接；电能储存部，所述电能储存部分别与所述可再生能源发电装置、所述燃气轮机、所述汽轮机部和外部电网电连接，用于储存所述可再生能源发电装置输出的电能，并分别为所述燃气轮机、所述汽轮机部和外部电网提供所需的电能；控制部，分别与所述可再生能源发电装置、所述燃气轮机、所述汽轮机部和所述电能储存部信号连接，用于根据外部电网的需求调峰能力和需求调峰时间控制所述可再生能源发电装置、所述燃气轮机、所述汽轮机部和所述电能储存部协调调峰。2.如权利要求1所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，其特征在于，所述汽轮机部包括余热锅炉和汽轮机；所述余热锅炉的热源输入端与所述燃气轮机的废热输出端相连；所述汽轮机的蒸汽输入端与所述余热锅炉的蒸汽输出端相连，且所述汽轮机的电能输出端与外部电网电连接。3.如权利要求2所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，其特征在于，还包括淡水储存设备；所述余热锅炉的水输出端与所述淡水储存设备的输入端连通，所述淡水储存设备的输出端与所述电解水制氢装置相连通。4.如权利要求2所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，其特征在于，所述燃气轮机的废热输出端为烟气输出端。5.如权利要求2所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，其特征在于，还包括储热设备；所述储热设备的热能输入端与所述余热锅炉的热能输出端相连；所述储热设备的热能输出端与所述汽轮机相连，用于为所述汽轮机供热暖机。6.如权利要5所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，其特征在于，所述燃气轮机的燃料输入端与所述储氢装置的输出端通过燃料管路相连；所述储热设备的热能输出端与所述燃料管路相连，用于加热输送至所述燃气轮机的氢气。7.如权利要求5所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，其特征在于，所述储热设备的热能输出端与所述电能储存部相连，用于提供所述电能储存部维持性能所需的热能。8.如权利要求5所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，其特征在于，还包括海水淡化装置；所述海水淡化装置的热能输入端与所述储热设备的热能输出端相连，所述海水单元装置的提纯水输出端与所述电解水制氢装置的输入端相连通。
9.如权利要求5所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，其特征在于，所述可再生能源发电装置为风能发电装置或太阳能发电装置或光伏发电装置或潮汐能发电装置。10.如权利要求1所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，其特征在于，所述电能储存部为电池。11.一种调峰方法，其特征在于，应用于如权利要求1至10任意一项所述的基于可再生能源发电的可调峰发电系统，设定外部电网的需求调峰能力为P
T
，所述燃气轮机最大功率为P
G
，所述汽轮机部最大功率为P
S
，所述电能储存部的最大发电功率为P
B
，电能储存部的电量为C，外部电网的需求调峰时间为t
T
，所述燃气轮机启动需要时间为t
G
，所述汽轮机部启动需要时间为t
S
，系统响应时间为可调峰发电系统启动达到外部电网需求调峰功率且稳定运行t
T
时间段的所需时间，设为t
response
；具体步骤如下：步骤S2：获取所述P
T
和所述t
T
，并得到需求调峰发电量P
T
t
T
；步骤S3：分别比对所述P
T
与发电功率预设区间组以及所述P
T
t
T
与发电量预设区间组，并得到所述P
T
和所述P
T
t
T
分别对应的发电功率预设区间和发电量预设区间；其中，所述发电功率预设区间组与所述P
B
相关；所述发电量预设区间组与所述C相关；步骤S4：根据所述发电功率预设区间和所述发电时间所需区间得到对应的预设实施方式，所述预设实施方式为所述电能储存部和/或所述燃气轮机和/或所述汽轮机部协调调峰；步骤S5：根据所述P
T
、所述P
T
t
T
和所述预设实施方式得到所述t
response
。12.如权利要求11所述的调峰方法，其特征在于，还包括步骤S1：判断所述可再生能源发电装置的电能输出是否满足外部电网的调峰需求；如是，则采用所述可再生能源发电装置进行调峰；如否，则进行所述步骤S2。13.如权利要求11所述的调峰方法，其特征在于，当P
T
≤P
B
，且P
T
t
T
≤C时；则采用所述电能储存部进行调峰，t
response
＝0。14.如权利要求11所述的调峰方法，其特征在于，当P
T
≤P
B
，P
T
t
T
>C时；若P
T
≤P
G
，则先采用所述电能储存部单独进行调峰，后采用所述燃气轮机进行调峰，则若P
T
>P
G
，C≥(P
T
‑
P
G
)t
T
，则先采用所述电能储存部进行调峰，后采用所述电能储存部和所述燃气轮机同时进行调峰，则所述燃气轮机同时进行调峰，则若P
G
<P
T
≤P
G
+P
S
，(P
T
‑
P
G
)t
S
≤C<(P
T
‑
P
G
)t
T
，则采用先所述电能储存部和所述燃气轮机进行调峰，后采用所述燃气轮机和所述汽轮机部同时进行调峰，则若P
G
<P
T
≤P
G
+P
S
，C<(P
T
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一峰，林钢，龚振，黄思捷，
申请(专利权)人：上海慕帆动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：