基于太阳能热发电的多能互补供能系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于太阳能热发电的多能互补供能系统及方法，包括：电力枢纽中心以及分别与电力枢纽中心连接的蒸汽发生和汽轮机热电联产子系统和太阳能集热和熔盐储热子系统；蒸汽发生和汽轮机热电联产子系统包括蒸汽发生系统和汽轮发电机组，主给水经过蒸汽发生系统产生过热蒸汽，所述过热蒸汽进入汽轮发电机组进行发电，所发电能进入电力枢纽中心，通过电力枢纽中心向外界提供电能；太阳能集热和熔盐储热子系统与蒸汽发生系统连接，用于为蒸汽发生系统提供热能

【技术实现步骤摘要】
基于太阳能热发电的多能互补供能系统及方法


[0001]本专利技术涉及源网荷储综合供能
，尤其涉及一种基于太阳能热发电的多能互补供能系统及方法
。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术
。
[0003]太阳能热发电，也叫聚焦型太阳能热发电
(Concentrating Solar Power
，简称
CSP)
，通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来，加热工质，产生高温高压的蒸汽，蒸汽驱动汽轮机组发电
。
[0004]传统的太阳能热发电一般仅对外供电，现有技术公开了一种热电联产系统，其运行仅限于稳定的供电和供热工况，不涉及光热与光伏等多种能源利用方式互补的用能调度策略及与之匹配的系统，且热能利用形式单一，不存在热能的梯级利用，更不存在错时的热能分段利用
。
[0005]园区微网系统属于可再生能源微网系统，是多能互补
、
能源互联网等能源新业态的重要落地点，涵盖天然气
、
太阳能
、
风能等一次能源及电力二次能源，涉及电
、
热
、
气多种能源输配网络和负荷需求
、
储能
、
控制和保护设备及信息化平台，以电能为核心，通过多能互联
、
信息能量耦合及市场经济引导
,
实现多能“供
‑
需
‑r/>储”协调优化和自平衡
。
[0006]目前的可再生能源微网系统通常由光伏风电组成，但是缺少太阳能热利用，特别是缺少光热热电联产机组，更缺少与之匹配的用能调度策略
。
[0007]另外，现有可再生能源微网系统中存在的电化学储能，其温控系统一般是一个电池集装箱作为一个温控单元，空调用能主要来自电能，容易消耗大量高品位的电能，导致电化学储能自身的电能损耗较大，从而减少了能够对外释放的电能；现有技术虽然能够解决精确控温的问题，但仍然无法解决大量消耗电能的问题
。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术提出了基于太阳能热发电的多能互补供能系统及方法，通过太阳能光热热电联产承担园区微网的基本电负荷和基本蒸汽热负荷，通过光伏
、
风电配套电化学储能承担园区微网的波动电负荷和波动热负荷
。
[0009]在一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0010]一种基于太阳能热发电的多能互补供能系统，包括：电力枢纽中心，以及分别与电力枢纽中心连接的蒸汽发生和汽轮机热电联产子系统和太阳能集热和熔盐储热子系统；
[0011]所述蒸汽发生和汽轮机热电联产子系统包括蒸汽发生系统和汽轮发电机组，主给水经过蒸汽发生系统产生过热蒸汽，所述过热蒸汽一路进入汽轮发电机组进行发电，汽轮机带动发电机所发的电能进入电力枢纽中心，通过电力枢纽中心向外界提供电能；另一路经减压装置后作为对外供汽汽源，或者经减压装置后进入低压蒸汽联箱，通过低压蒸汽联
箱作为对外供汽汽源；
[0012]所述太阳能集热和熔盐储热子系统与蒸汽发生系统连接，用于为蒸汽发生系统提供热能
。
[0013]作为进一步的方案，所述汽轮发电机组包括：高压汽轮机和低压汽轮机，与高压汽轮机连接的第一发电机，与低压汽轮机连接的第二发电机；所述第一发电机和第二发电机连接电力枢纽中心；
[0014]或者，所述汽轮发电机组包括：高压汽轮机和低压汽轮机，在所述高压汽轮机和低压汽轮机之间依次连接联合发电机和离合器，联合发电机连接电力枢纽中心；当高压汽轮机和低压汽轮机均通入蒸汽时，离合器处于开启状态，高压汽轮机和低压汽轮机共同带动联合发电机发电；当低压汽轮机不通入蒸汽时，离合器处于关闭状态，高压汽轮机可以单独带动联合发电机发电
。
[0015]作为进一步的方案，所述蒸汽发生系统包括：依次连接的
SGS
模块的预热器
、SGS
模块的蒸发器和
SGS
模块的过热器；所述
SGS
模块的预热器之前连接汽轮机回热加热器；除盐水经过汽轮机回热加热器加热后作为主给水，主给水依次接入
SGS
模块的预热器
、SGS
模块的蒸发器和
SGS
模块的过热器，变成过热蒸汽；
[0016]所述蒸汽发生系统还包括：
SGS
模块的再热器，过热蒸汽的一部分进入高压汽轮机做功；高压汽轮机的第一支路排汽
(
也称为“低温再热蒸汽”)
经过
SGS
模块的再热器后成为高温再热蒸汽，高温再热蒸汽进入低压汽轮机做功，高压汽轮机的第二支路排汽作为对外供汽汽源，或者高压汽轮机的第二支路排汽进入低压蒸汽联箱后作为对外供汽汽源
。
[0017]作为进一步的方案，所述低压汽轮机的第一支路排汽进入汽水换热站，第二支路排汽接入空冷岛，低压汽轮机的中间抽汽进入低压蒸汽联箱作为对外供汽汽源；
[0018]所述汽水换热站分别连接热水罐和冷水罐，化水处理车间制取除盐水存入冷水罐，冷水罐中的除盐水经汽水换热站加热后变成热水，存入热水罐；热水罐中的第一支路热水进入汽轮机回热加热器，用于在蒸汽发生系统中受热产生蒸汽，并进一步驱动汽轮机做功发电和
/
或对外供汽；热水罐中的第二支路热水接入电锅炉，产生电热蒸汽作为对外供汽汽源，或者产生电热蒸汽进入低压蒸汽联箱后作为对外供汽汽源
。
[0019]作为进一步的方案，所述太阳能集热和熔盐储热子系统包括：冷熔盐罐和热熔盐罐，所述冷熔盐罐和热熔盐罐之间至少连接太阳能集热器和
/
或油盐换热器
。
当熔盐既作为储热介质，又作为太阳能的吸热介质时，所述冷熔盐罐和热熔盐罐之间连接太阳能集热器；当熔盐仅作为储热介质，导热油作为太阳能的吸热介质时，所述冷熔盐罐和热熔盐罐之间连接油盐换热器
。
[0020]作为进一步的方案，还包括：制冷加热子系统，所述制冷加热子系统包括制冷加热站；
[0021]所述制冷加热站中的热水能够通过换热器将储能电池集群的空调冷水回水加热成热水，或者通过溴化锂机组将空调热水回水制冷成冷水，并经相应的供水管道输送至储能电池集群；
[0022]所述制冷加热站中的热水能够通过换热器将用能的工业园区的冷水回水加热成热水，或者通过溴化锂机组将用能的工业园区的热水回水制冷成冷水，并经相应的管道输送至用能的工业园区；
[0023]所述制冷加热站中的热水能够通过换热器将农业园区的冷水回水加热成热水供水，并经农业园区的热水供水管道接至农业园区
。
[0024]作为进一步的方案，还包括：供电子系统和储电子系统；
[0025]所述供电子系统包括：光伏发电单元，与高压汽轮机连接的第一发电机，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于太阳能热发电的多能互补供能系统，其特征在于，包括：电力枢纽中心，以及分别与电力枢纽中心连接的蒸汽发生和汽轮机热电联产子系统和太阳能集热和熔盐储热子系统；所述蒸汽发生和汽轮机热电联产子系统包括蒸汽发生系统和汽轮发电机组，主给水经过蒸汽发生系统产生过热蒸汽，所述过热蒸汽一路进入汽轮发电机组进行发电，所发电能进入电力枢纽中心，通过电力枢纽中心向外界提供电能；另一路经减压装置后作为对外供汽汽源，或者经减压装置后进入低压蒸汽联箱，通过低压蒸汽联箱作为对外供汽汽源；所述太阳能集热和熔盐储热子系统与蒸汽发生系统连接，用于为蒸汽发生系统提供热能
。2.
如权利要求1所述的一种基于太阳能热发电的多能互补供能系统，其特征在于，所述汽轮发电机组包括：高压汽轮机和低压汽轮机，与高压汽轮机连接的第一发电机，与低压汽轮机连接的第二发电机；所述第一发电机和第二发电机连接电力枢纽中心；或者，所述汽轮发电机组包括：高压汽轮机和低压汽轮机，在所述高压汽轮机和低压汽轮机之间依次连接联合发电机和离合器，联合发电机连接电力枢纽中心；所述离合器开启时，高压汽轮机和低压汽轮机共同带动联合发电机发电；所述离合器闭合时，高压汽轮机带动联合发电机发电
。3.
如权利要求2所述的一种基于太阳能热发电的多能互补供能系统，其特征在于，所述蒸汽发生系统包括：依次连接的
SGS
模块的预热器
、SGS
模块的蒸发器和
SGS
模块的过热器；所述
SGS
模块的预热器之前连接汽轮机回热加热器；除盐水经过汽轮机回热加热器加热后作为主给水，主给水依次接入
SGS
模块的预热器
、SGS
模块的蒸发器和
SGS
模块的过热器，变成过热蒸汽；所述蒸汽发生系统还包括：
SGS
模块的再热器，过热蒸汽的一部分进入高压汽轮机做功；高压汽轮机的第一支路排汽经过
SGS
模块的再热器进入低压汽轮机做功，高压汽轮机的第二支路排汽作为对外供汽汽源，或者高压汽轮机的第二支路排汽进入低压蒸汽联箱后作为对外供汽汽源
。4.
如权利要求2所述的一种基于太阳能热发电的多能互补供能系统，其特征在于，所述低压汽轮机的第一支路排汽进入汽水换热站，第二支路排汽接入空冷岛，低压汽轮机的中间抽汽进入低压蒸汽联箱作为对外供汽汽源；所述汽水换热站分别连接热水罐和冷水罐，化水处理车间制取除盐水存入冷水罐，冷水罐中的除盐水经汽水换热站加热后变成热水，存入热水罐；热水罐中的第一支路热水进入汽轮机回热加热器，热水罐中的第二支路热水接入电锅炉，产生电热蒸汽作为对外供汽汽源，或者产生电热蒸汽进入低压蒸汽联箱后作为对外供汽汽源
。5.
如权利要求1所述的一种基于太阳能热发电的多能互补供能系统，其特征在于，所述太阳能集热和熔盐储热子系统包括：冷熔盐罐和热熔盐罐，所述冷熔盐罐和热熔盐罐之间至少连接太阳能集热器和
/
或油盐换热器
。6.
如权利要求1所述的一种基于太阳能热发电的多能互补供能系统，其特征在于，还包括：制冷加热子系统，所述制冷加热子系统包括制冷加热站；所述制冷加热站中的热水能够通过换热器将储能电池集群的空调冷水回水加热成热水，或者通过溴化锂机组将空调热水回水制冷成冷水，并经相应的供水管道输送至储能电
池集群；所述制冷加热站中的热水能够通过换热器将用能的工业园区的冷水回水加热成热水，或者通过溴化锂机组将用能的工业园区的热水回水制冷成冷水，并经相应的管道输送至用能的工业园区；所述制冷加热站中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘义达，张斌，祁金胜，胡训栋，姬锋军，杨俊波，李琳，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：