一种基于退役火电厂改造的灵活性功率系统技术方案

本实用新型专利技术涉及储能技术领域，尤其涉及一种基于退役火电厂改造的灵活性功率系统，旨在解决高比例可再生能源电力系统无法长期保持电力供应平稳的问题。本实用新型专利技术包括熔盐储热子系统、第一储能子系统、第二储能子系统和燃气轮机发电子系统；熔盐储热子系统包括第一电加热装置、高温熔盐储罐、第一换热器、低温熔盐储罐、汽轮机和第一发电机。本实用新型专利技术涉通过上述子系统的配合使用，提高了平抑功率波动的及时性和持续性，使高比例可再生能源电力系统可以长期保持电力供应平稳。可以长期保持电力供应平稳。可以长期保持电力供应平稳。

【技术实现步骤摘要】
一种基于退役火电厂改造的灵活性功率系统


[0001]本技术涉及储能
，尤其涉及一种基于退役火电厂改造的灵活性功率系统。

技术介绍

[0002]为实现碳达峰、碳中和的目标，必须建立以新能源为主的新型电力系统，以光伏发电和风力发电为主的新能源电源出力具有随机性、波动性、间歇性的特点，其大量接入会对电网带来重大挑战，需要储能进行调节从而支撑新能源的消纳。同时，随着可再生能源的大量接入，传统火电也面临退役问题，如何将退役火电进行有效的改造，使之更好地满足高比例可再生能源电力系统的需要，就成为一个重大课题。
[0003]传统火电厂大多建设于靠近负荷侧的位置，退役之后将显著减少负荷侧交流电网的坚强程度，同时，负荷侧分布式新能源电源装机容量不断增长，其出力具有随机性、波动性、间歇性的特点，又大大加剧了负荷侧交流电网的稳定性问题。
[0004]现有的并网方案多通过储能方式实现削峰填谷或者通过电加热平抑功率波动，无法使高比例可再生能源电力系统长期的保持电力供应的平稳。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种基于退役火电厂改造的灵活性功率系统，旨在解决高比例可再生能源电力系统无法长期保持电力供应平稳的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本技术提供的技术方案在于：
[0007]一种基于退役火电厂改造的灵活性功率系统，包括分别与负荷侧电网连接的熔盐储热子系统、第一储能子系统、第二储能子系统和燃气轮机发电子系统；熔盐储热子系统包括第一电加热装置、高温熔盐储罐、第一换热器、低温熔盐储罐、汽轮机和第一发电机；储能时，第一电加热装置加热熔盐，加热后的熔盐进入高温熔盐储罐存储；释能时，高温熔盐储罐中的熔盐进入第一换热器，经第一换热器热交换后加热蒸汽，熔盐进入低温熔盐储罐存储；加热后的蒸汽进入汽轮机以使汽轮机带动第一发电机发电；第一储能子系统用于存储和释放电能以实现削峰填谷；第二储能子系统用于存储和释放电能以进行一二次调频；燃气轮机发电子系统包括燃气轮机和第二发电机，燃气轮机消耗天然气以带动第二发电机向负荷侧电网供电。
[0008]进一步的，熔盐储热子系统还包括第一熔盐泵和第二熔盐泵；第一熔盐泵设置于第一电加热装置和低温熔盐储罐之间，用于将低温熔盐储罐内的熔盐泵入第一电加热装置；第二熔盐泵设置于高温熔盐储罐和第一换热器之间，用于将高温熔盐储罐内的熔盐泵入第一换热器。
[0009]进一步的，熔盐储热子系统还包括第二换热器，第二换热器的蒸汽入口与第一换热器连接，第二换热器的介质入口与燃气轮机连接，第二换热器的蒸汽出口与汽轮机连接。
[0010]进一步的，熔盐储热子系统还包括冷凝器和除氧器，加热后的蒸汽经过汽轮机后
依次经过冷凝器、除氧器和第一换热器。
[0011]进一步的，熔盐储热子系统还包括冷却塔和水泵，水泵驱动液体在冷却塔和冷凝器之间循环。
[0012]进一步的，燃气轮机发电子系统还包括天然气管道和排气管，天然气管道与燃气轮机连接，用于供给天然气；排气管与第二换热器连接，用于排出尾气。
[0013]进一步的，第一储能子系统设置为抽水储能装置和/或压缩空气储能装置。
[0014]进一步的，第二储能子系统设置为飞轮储能装置和/或电池储能装置。
[0015]进一步的，高温熔盐储罐包括储热罐体和隔板；多个隔板平行设置于储热罐体内并将储热罐体内部分隔为竖直排列且首尾连通的多个存储空间，各存储空间之间的连通口交错设置。
[0016]进一步的，高温熔盐储罐还包括第二电加热装置，储热罐体内的各存储空间均设置有第二电加热装置。
[0017]综合上述技术方案，本技术所能实现的技术效果在于：
[0018]本技术提供的基于退役火电厂改造的灵活性功率系统包括分别与负荷侧电网连接的熔盐储热子系统、第一储能子系统、第二储能子系统和燃气轮机发电子系统；熔盐储热子系统包括第一电加热装置、高温熔盐储罐、第一换热器、低温熔盐储罐、汽轮机和第一发电机；储能时，第一电加热装置加热熔盐，加热后的熔盐进入高温熔盐储罐存储；释能时，高温熔盐储罐中的熔盐进入第一换热器，经第一换热器热交换后加热蒸汽，熔盐进入低温熔盐储罐存储；加热后的蒸汽进入汽轮机以使汽轮机带动第一发电机发电；第一储能子系统用于存储和释放电能以实现削峰填谷；第二储能子系统用于存储和释放电能以进行一二次调频；燃气轮机发电子系统包括燃气轮机和第二发电机，燃气轮机消耗天然气以带动第二发电机向负荷侧电网供电。
[0019]本技术提供的基于退役火电厂改造的灵活性功率系统通过多个子系统平抑负荷侧电网的波动功率，其中熔盐储热子系统通过电加热装置可以实现快速功率响应，及时消纳多余电能，汽轮机发电的方式则可提供惯量支撑，平抑功率的波动。燃气轮机发电子系统则是通过对退役火电厂的改造，使用燃气轮机进行发电以提高系统的可靠性，在新能源电源长时间出力不满足电网负荷的情况下作为应急电源补充电力需求的空缺，尤其是燃气轮机可以快速启停的特点适合作为冷备用，灵活形高。第一储能子系统和第二储能子系统则进一步提高了系统的灵活性和抗压能力，提高系统对功率波动的平抑能力和灵敏性。通过上述子系统的配合使用，提高了平抑功率波动的及时性和持续性，使高比例可再生能源电力系统可以长期保持电力供应平稳。
附图说明
[0020]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。
[0021]图1为本技术实施例提供的基于退役火电厂改造的灵活性功率系统的结构示意图；
[0022]图2为高温熔盐储罐的结构示意图。
[0023]图标：200
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第一储能子系统；110
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电加热控制装置；120
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第一电加热装置；130
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低温熔盐储罐；140
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第一熔盐泵；150
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高温熔盐储罐；160
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第二熔盐泵；170
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第一换热器；180
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第二换热器；190
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汽轮机；1110
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第一发电机；1120
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冷凝器；1130
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除氧器；1140
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冷却塔；1150
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水泵；410
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燃气轮机；420
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天然气管道；430
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第二发电机；440
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排气管；151
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储热罐体；152
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熔盐入口；153
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熔盐出口；154
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隔板；155
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第二电加热装置；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于退役火电厂改造的灵活性功率系统，其特征在于，包括分别与负荷侧电网(a)连接的熔盐储热子系统、第一储能子系统(200)、第二储能子系统和燃气轮机发电子系统；所述熔盐储热子系统包括第一电加热装置(120)、高温熔盐储罐(150)、第一换热器(170)、低温熔盐储罐(130)、汽轮机(190)和第一发电机(1110)；储能时，所述第一电加热装置(120)加热熔盐，加热后的熔盐进入所述高温熔盐储罐(150)存储；释能时，所述高温熔盐储罐(150)中的熔盐进入所述第一换热器(170)，经所述第一换热器(170)热交换后加热蒸汽，熔盐进入所述低温熔盐储罐(130)存储；加热后的蒸汽进入所述汽轮机(190)以使所述汽轮机(190)带动所述第一发电机(1110)发电；所述第一储能子系统(200)用于存储和释放电能以实现削峰填谷；所述第二储能子系统用于存储和释放电能以进行一二次调频；所述燃气轮机发电子系统包括燃气轮机(410)和第二发电机(430)，所述燃气轮机(410)消耗天然气以带动所述第二发电机(430)向所述负荷侧电网(a)供电。2.根据权利要求1所述的基于退役火电厂改造的灵活性功率系统，其特征在于，所述熔盐储热子系统还包括第一熔盐泵(140)和第二熔盐泵(160)；所述第一熔盐泵(140)设置于所述第一电加热装置(120)和所述低温熔盐储罐(130)之间，用于将所述低温熔盐储罐(130)内的熔盐泵入所述第一电加热装置(120)；所述第二熔盐泵(160)设置于所述高温熔盐储罐(150)和所述第一换热器(170)之间，用于将所述高温熔盐储罐(150)内的熔盐泵入所述第一换热器(170)。3.根据权利要求2所述的基于退役火电厂改造的灵活性功率系统，其特征在于，所述熔盐储热子系统还包括第二换热器(180)，所述第二换热器(180)的蒸汽入口与所述第一换热器(170)连接，所述第二换热器(180)的介质入口与所述燃气轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖立业，聂子攀，张京业，邱清泉，滕玉平，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：新型
国别省市：