一种新能源耦合火电制用氢的综合能源系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新能源耦合火电制用氢的综合能源系统，包括：新能源系统、火电系统、蓄电系统、电解水系统、合成系统以及氢利用系统，新能源系统将新能源发电产生的电能发送至蓄电系统；火电系统将火力发电产生的电能发送至蓄电系统；蓄电系统连接电解水系统，用于为电解水制氢和制氧提供电能，电解水系统产生的氧气输入至所述火电系统，为火力发电提供氧气；合成系统获取火电系统火力发电产生的二氧化碳和电解水系统产生的氢气生成甲醇或甲烷；氢利用系统获取所述电解水系统产生的氢气进行工业利用。该系统通过引入稳定价廉火电消除新能源供电的间歇性。在实现能量转换的同时，还可以实现再生能源与传统能源的耦合。还可以实现再生能源与传统能源的耦合。还可以实现再生能源与传统能源的耦合。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源耦合火电制用氢的综合能源系统


[0001]本技术涉及新能源、火电与氢能相结合的综合能源
，具体涉及一种新能源耦合火电制用氢的综合能源系统。

技术介绍

[0002]氢气是一种具有多种能源特性、适用多种场景的优质二次资源，其制取便利、高效环保、应用广泛，能助力减碳、优化能源结构。从资源禀赋和产业基础来看，中国是世界上第一产氢大国，发展氢能有较好的优势，但当前我国氢能产业仍以高排放的灰氢为主、绿氢价格较高、应用场景单一等问题，制约行业发展。
[0003]可再生能源发电具有间歇性、波动性和不稳定性，导致发电装置后续的蓄电和储氢系统无法根据发电功率的波动有效选择，限制H2大规模应用。风光耦合供电虽然大幅度降低了零供电间歇性，但是低功率供电现象仍然经常发生，失负荷率高至18.4～22.1％，且系统需要大容量储能，总投资成本高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术实施例提供一种新能源耦合火电制用氢的综合能源系统，以解决现有技术中风电、光电供电的间歇性的技术问题。
[0005]本技术实施例提供的技术方案如下：
[0006]本技术实施例提供一种新能源耦合火电制用氢的综合能源系统，包括：新能源系统、火电系统、蓄电系统、电解水系统、合成系统以及氢利用系统，所述新能源系统连接蓄电系统，将新能源发电产生的电能发送至蓄电系统；所述火电系统连接蓄电系统，所述火电系统将火力发电产生的电能发送至蓄电系统；所述蓄电系统连接所述电解水系统，用于为电解水制氢和制氧提供电能，所述电解水系统连接火电系统，所述电解水系统产生的氧气输入至所述火电系统，为火力发电提供氧气；所述合成系统连接电解水系统以及所述火电系统，获取所述火电系统火力发电产生的二氧化碳和电解水系统产生的氢气生成甲醇或甲烷；所述氢利用系统获取所述电解水系统产生的氢气进行工业利用。
[0007]可选地，所述火电系统包括：燃煤锅炉、一次风进口、二次风进口和烟气出口，所述燃煤锅炉用于将煤炭化学能转化为电能；所述一次风进口和二次风进口用于接收所述电解水系统产生的氧气；所述烟气出口用于将火力发电系统产生的二氧化碳输出。
[0008]可选地，该新能源耦合火电制用氢的综合能源系统还包括：烟气处理系统和二氧化碳储存系统，所述烟气处理系统连接所述烟气出口，用于将烟气出口输出的二氧化碳干燥和纯化；所述二氧化碳储存系统连接所述烟气处理系统，用于将烟气处理系统输出的二氧化碳储存。
[0009]可选地，该新能源耦合火电制用氢的综合能源系统还包括：二氧化碳捕集系统，所述二氧化碳捕集系统连接在所述烟气处理系统和二氧化碳储存系统之间，用于捕集所述烟气处理系统输出的二氧化碳。
[0010]可选地，该新能源耦合火电制用氢的综合能源系统还包括：储氧系统，所述储氧系统连接在所述电解水系统和所述火电系统之间，用于储存氧气。
[0011]可选地，该新能源耦合火电制用氢的综合能源系统还包括：储氢系统，所述储氢系统连接在所述电解水系统和合成系统以及电解水系统和氢利用系统之间，用于储存氢气。
[0012]可选地，该新能源耦合火电制用氢的综合能源系统还包括：气体调节系统，所述气体调节系统连接在合成系统和电解水系统以及合成系统和火电系统之间，用于调节进入合成系统的氢气和二氧化碳的比例。
[0013]可选地，所述新能源系统包括风力发电系统和光伏发电系统。
[0014]可选地，所述氢利用系统包括氢燃料电池系统、掺氢燃气轮机系统、化工生产系统以及掺氢天然气管道系统。
[0015]本技术技术方案，具有如下优点：
[0016]本技术实施例提供的新能源耦合火电制用氢的综合能源系统，通过引入稳定价廉火电消除新能源供电的间歇性，减少失负荷现象；配置蓄电系统，存储新能源系统多余的发电电能，并用于电解水制氢制氧；同时，电解水系统生成的氢气以及火电系统烟气中的二氧化碳能够用于合成系统中的甲醇或甲烷的生成，且氢气还能进行工业利用；电解水系统生成的氧气能够输入至火电系统中替代助燃空气。由此，该系统在实现能量转换的同时，还可以实现再生能源与传统能源的耦合，促进燃煤电站CO2资源化利用。各系统间的协调配合将有效缓解新能源消纳不足，并解决燃煤锅炉尾部烟气中的CO2排放问题，为新能源的消纳、减碳和化工产品的生产带来多赢。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本技术实施例中新能源耦合火电制用氢的综合能源系统的结构框图；
[0019]图2为本技术另一实施例中新能源耦合火电制用氢的综合能源系统的结构框图。
具体实施方式
[0020]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0022]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0023]此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0024]本技术实施例提供一种新能源耦合火电制用氢的综合能源系统，如图1所示，包括：新能源系统100、火电系统13、蓄电系统2、电解水系统3、合成系统200以及氢利用系统300，所述新能源系统100连接蓄电系统2，将新能源发电产生的电能发送至蓄电系统2；所述火电系统13连接蓄电系统2，所述火电系统13将火力发电产生的电能发送至蓄电系统2；所述蓄电系统2连接所述电解水系统3，用于为电解水制氢和制氧提供电能，所述电解水系统3连接火电系统13，所述电解水系统3产生的氧气输入至所述火电系统13，为火力发电提供氧气；所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源耦合火电制用氢的综合能源系统，其特征在于，包括：新能源系统、火电系统、蓄电系统、电解水系统、合成系统以及氢利用系统，所述新能源系统连接蓄电系统，将新能源发电产生的电能发送至蓄电系统；所述火电系统连接蓄电系统，所述火电系统将火力发电产生的电能发送至蓄电系统；所述蓄电系统连接所述电解水系统，用于为电解水制氢和制氧提供电能，所述电解水系统连接火电系统，所述电解水系统产生的氧气输入至所述火电系统，为火力发电提供氧气；所述合成系统连接电解水系统以及所述火电系统，获取所述火电系统火力发电产生的二氧化碳和电解水系统产生的氢气生成甲醇或甲烷；所述氢利用系统获取所述电解水系统产生的氢气进行工业利用。2.根据权利要求1所述的新能源耦合火电制用氢的综合能源系统，其特征在于，所述火电系统包括：燃煤锅炉、一次风进口、二次风进口和烟气出口，所述燃煤锅炉用于将煤炭化学能转化为电能；所述一次风进口和二次风进口用于接收所述电解水系统产生的氧气；所述烟气出口用于将火力发电系统产生的二氧化碳输出。3.根据权利要求2所述的新能源耦合火电制用氢的综合能源系统，其特征在于，还包括：烟气处理系统和二氧化碳储存系统，所述烟气处理系统连接所述烟气出口，用于将烟气出口输出的二氧化碳干燥和纯化；所述二氧化碳储存系统连...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭丽，张伟阔，李宗慧，敬旭业，李佩佩，王光培，王彤，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：