【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能，尤其涉及一种零碳或近零碳储能电站及其储能、释能方法。
技术介绍
1、随着能源低碳转型，大型风光可再生能源得到了快速发展，可再生能源在电网中的渗透比例逐年提高。在不久的将来，可再生能源在电力供应中将逐渐占据主导地位，供需之间产生的残余负荷由传统发电模式弥补，因此燃气-蒸汽联合循环机组将面临更为严峻的电力辅助服务需求以及运行小时数不足的问题。通过将风电、光伏发电系统以及生物质制气、生物质直燃、电解制氢、热储能等技术与燃气-蒸汽联合循环系统耦合，一方面可以发挥对可再生能源的消纳作用，另一方面可以提高联合循环系统的运行灵活性，实现燃气轮机运行的零碳或近零碳化，该方法可充分利用已有燃气-蒸汽联合循环系统的旧有设备，可低成本实现全面可再生能源供给。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为达到上述目的，本专利技术提出了一种零碳或近零碳储能电站，包括可再生能源发电系统、储热系统、换热系统、燃气发电系统、生物质气化系统以及电解制氢系统；
3、所述燃气发电系统包括燃气轮机，所述电解制氢系统以及所述生物质气化系统与所述燃气轮机的燃烧室连通设置；
4、所述换热系统与所述储热系统连通设置，以使对储热系统的传热介质进行换热储能；
5、所述换热系统与所述燃气轮机透平烟气出口连通设置，以使高温烟气对储热系统的传热介质进行换热储能；
6、所述可再生能源发电系统与所述换热系统电连接设置，以使
7、所述可再生能源发电系统、所述燃气发电系统以及所述储热系统均电连接至供电网络。
8、本专利技术将可再生能源发电系统，以及生物质制气、生物质直燃、电解制氢、热储能等技术与燃气发电系统集成，可将富余可再生能源消纳为热能、氢能以及可燃气体能源，通过热储能带动汽轮机运行以及可燃气体能源、氢能带动燃气轮机运行，填补风电、光伏等可再生能源发电系统之外的残余负荷。
9、可选地，所述换热系统包括与所述储热系统连接的热流管道和冷流管道，在所述热流管道和冷流管道之间设置有多个换热部件，包括：与所述可再生能源发电系统电连接的电加热装置、与所述燃气轮机透平烟气出口管道连通的余热锅炉以及独立设置的生物质直燃锅炉，所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉彼此之间独立设置，且所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉均与所述冷流管道、热流管道连通设置，所述储热系统内的传热介质经冷流管道分别流入所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉进行加热后，再经热流管道流至储热系统。
10、进一步地，所述储热系统包括热储罐、冷储罐、蒸汽发生器以及汽轮机，所述热储罐与所述蒸汽发生器之间、所述蒸汽发生器与所述冷储罐之间、所述蒸汽发生器与所述汽轮机之间均管道连接，且在所述热储罐与所述蒸汽发生器之间的管道上设置有释能循环泵。
11、进一步地，所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉与所述冷流管道连通口处均设置有储能循环泵。
12、进一步地，所述生物质气化系统包括依次连通设置的生物质气化炉、第一冷凝净化装置以及可燃气体储罐，所述可燃气体储罐与所述燃气轮机的燃烧室连通设置。
13、进一步地，所述电解制氢系统包括依次连通设置的电解槽、第二冷凝净化装置以及氢储罐，所述氢储罐与所述燃气轮机的燃烧室连通设置，且所述电解槽与所述可再生能源发电系统电连接设置。
14、进一步地，所述燃气发电系统还包括与所述燃气轮机燃烧室连通的天然气管道，且所述天然气管道上设置有控制阀，所述控制阀处于常闭状态，所述可燃气体储罐内气体存储量低于预设值时，所述控制阀打开，以使天然气进入燃气轮机燃烧室。
15、本专利技术还提供一种零碳或近零碳储能电站的储能、释能方法，包括如下步骤：
16、s1、在可再生能源充足情况下，可再生能源发电系统发电上网输送至用户，并在发电负荷高于需求负荷时，将电能输送至换热系统以及电解制氢系统，用于将电能转化为其他形式能源进行储存，可再生生物质资源可输送生物质气化系统转化为可燃气体进行储存；
17、s2、当用电量增加时，此时需求负荷大于发电负荷，从储热系统的热储罐调用传热介质在蒸汽发生器处换热生成蒸汽，蒸汽带动蒸汽轮机发电上网，补充发电负荷；
18、s3、当用电量达到顶峰时，此时需求负荷大于可再生能源发电系统发电负荷以及蒸汽轮机发电负荷的总和，将存储的可燃气体以及氢气投入燃气轮机中，启动燃气轮机发电上网，补充发电负荷，且燃气轮机透平产生的高温烟气进入换热系统的余热锅炉内对换热介质进行加热。
19、进一步地，所述s1中，进行能源储存时具体包括如下步骤：
20、s11、将电能输送至换热系统，电能输送至电加热装置对从冷储罐流出的传热介质进行加热，加热后的传热介质流至热储罐中；
21、s12、将富余电力输送至电解制氢系统中，电力输送至电解槽进行制氢作业，生成的氢气经净化后进入氢储罐中存储。
22、进一步地，所述s2中，当热储罐中传热介质即将达到最低液位时，可启动换热系统中的生物质锅炉补热，维持汽轮机的持续运行。
23、进一步地，所述s3中，当启动燃气轮机进行发电负荷填补时，燃气轮机优先调用生物质气化系统产生的可燃气体作为燃料，如此时氢储罐尚有储存氢气，则调用一定比例的氢气与生物质气化产生的可燃气体掺烧，此时为零碳发电；
24、如生物质气化产生的可燃气体不足时，则使用天然气作为燃料，如此时氢储罐尚有储存氢气，则调用一定比例的氢气与天然气掺烧，此时为近零碳发电。
25、本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，包括可再生能源发电系统、储热系统、换热系统、燃气发电系统、生物质气化系统以及电解制氢系统；
2.如权利要求1所述的一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，所述换热系统包括与所述储热系统连接的热流管道和冷流管道，在所述热流管道和冷流管道之间设置有多个换热部件，包括：与所述可再生能源发电系统电连接的电加热装置、与所述燃气轮机透平烟气出口管道连通的余热锅炉以及独立设置的生物质直燃锅炉，所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉彼此之间独立设置，且所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉均与所述冷流管道、热流管道连通设置，所述储热系统内的传热介质经冷流管道分别流入所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉进行加热后，再经热流管道流至储热系统。
3.如权利要求2所述的一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，所述储热系统包括热储罐、冷储罐、蒸汽发生器以及汽轮机，所述热储罐与所述蒸汽发生器之间、所述蒸汽发生器与所述冷储罐之间、所述蒸汽发生器与所述汽轮机之间均管道连接，且在所述热储罐与所述蒸汽发生器之间的管道上设置有释能
4.如权利要求2所述的一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉与所述冷流管道连通口处均设置有储能循环泵。
5.如权利要求1所述的一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，所述生物质气化系统包括依次连通设置的生物质气化炉、第一冷凝净化装置以及可燃气体储罐，所述可燃气体储罐与所述燃气轮机的燃烧室连通设置。
6.如权利要求1所述的一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，所述电解制氢系统包括依次连通设置的电解槽、第二冷凝净化装置以及氢储罐，所述氢储罐与所述燃气轮机的燃烧室连通设置，且所述电解槽与所述可再生能源发电系统电连接设置。
7.如权利要求5所述的一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，所述燃气发电系统还包括与所述燃气轮机燃烧室连通的天然气管道，且所述天然气管道上设置有控制阀，所述控制阀处于常闭状态，所述可燃气体储罐内气体存储量低于预设值时，所述控制阀打开，以使天然气进入燃气轮机燃烧室。
8.一种零碳或近零碳储能电站的储能、释能方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.如权利要求8所述的一种零碳或近零碳储能电站的储能、释能方法，其特征在于，所述S1中，进行能源储存时具体包括如下步骤：
10.如权利要求8所述的一种零碳或近零碳储能电站的储能、释能方法，其特征在于，所述S2中，当热储罐中传热介质即将达到最低液位时，可启动换热系统中的生物质直燃锅炉补热，维持汽轮机的持续运行。
11.如权利要求8所述的一种零碳或近零碳储能电站的储能、释能方法，其特征在于，所述S3中，当启动燃气轮机进行发电负荷填补时，燃气轮机优先调用生物质气化系统产生的可燃气体作为燃料，如此时氢储罐尚有储存氢气，则调用一定比例的氢气与生物质气化产生的可燃气体掺烧，此时为零碳发电；
...【技术特征摘要】
1.一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，包括可再生能源发电系统、储热系统、换热系统、燃气发电系统、生物质气化系统以及电解制氢系统；
2.如权利要求1所述的一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，所述换热系统包括与所述储热系统连接的热流管道和冷流管道，在所述热流管道和冷流管道之间设置有多个换热部件，包括：与所述可再生能源发电系统电连接的电加热装置、与所述燃气轮机透平烟气出口管道连通的余热锅炉以及独立设置的生物质直燃锅炉，所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉彼此之间独立设置，且所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉均与所述冷流管道、热流管道连通设置，所述储热系统内的传热介质经冷流管道分别流入所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉进行加热后，再经热流管道流至储热系统。
3.如权利要求2所述的一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，所述储热系统包括热储罐、冷储罐、蒸汽发生器以及汽轮机，所述热储罐与所述蒸汽发生器之间、所述蒸汽发生器与所述冷储罐之间、所述蒸汽发生器与所述汽轮机之间均管道连接，且在所述热储罐与所述蒸汽发生器之间的管道上设置有释能循环泵。
4.如权利要求2所述的一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，所述电加热装置、余热锅炉以及所述生物质直燃锅炉与所述冷流管道连通口处均设置有储能循环泵。
5.如权利要求1所述的一种零碳或近零碳储能电站，其特征在于，所述生物质气化系统包括依次连通设置的生物质气化炉、第一冷凝...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵帅，肖俊峰，胡孟起，夏林，鲁博辉，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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