一種發(fā)電站與壓縮空氣聯(lián)合儲能發(fā)電系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地說，涉及一種發(fā)電站與壓縮空氣聯(lián)合儲能發(fā)電系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人民生活水平的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國電網(wǎng)用電量峰谷差逐年增大，電網(wǎng)調(diào)峰問題日漸突出，這使得電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)重，難度大。
[0003]同時，由于各種新型清潔能源(如:風(fēng)能及生物質(zhì)能)接入電網(wǎng)，也對電網(wǎng)調(diào)峰帶來了更大的困難，當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)中用電量極不均衡，夜間與白天用電負(fù)荷比相差懸殊，而風(fēng)電等可再生能源在夜間出力較大，火電及生物質(zhì)發(fā)電站很難在夜間用電低谷期停止供電，因此造成了大量清潔能源的浪費。同時清潔能源往往存在間歇性或穩(wěn)定性差的因素，例如:風(fēng)電受到各種環(huán)境因素影響，在電網(wǎng)的高負(fù)荷需求時期，風(fēng)電的可靠性差，在低負(fù)荷時期卻可能發(fā)出大量電網(wǎng)難以消納的功率。綜上，發(fā)展清潔能源與電網(wǎng)調(diào)峰能力的矛盾尤為嚴(yán)峻，現(xiàn)有的以煤電為主、缺乏有效調(diào)節(jié)手段的電網(wǎng)系統(tǒng)難以接入大量清潔電能。
[0004]綜上所述，如何能夠在不影響電網(wǎng)調(diào)峰的過程中大量地接入清潔電能成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)電站與壓縮空氣聯(lián)合儲能發(fā)電的技術(shù)方案，以解決【背景技術(shù)】中所介紹的現(xiàn)有技術(shù)中以煤電為主、缺乏有效調(diào)節(jié)手段的電網(wǎng)系統(tǒng)難以接入大量清潔電能的問題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種發(fā)電站和壓縮空氣聯(lián)合儲能發(fā)電系統(tǒng)，該聯(lián)合儲能發(fā)電系統(tǒng)包括:
[0008]火力發(fā)電站、風(fēng)力發(fā)電站、生物質(zhì)發(fā)電站、壓縮空氣儲能系統(tǒng)、電網(wǎng)系統(tǒng)以及需求負(fù)荷系統(tǒng);其中，
[0009 ]所述火力發(fā)電站、所述風(fēng)力發(fā)電站以及所述生物質(zhì)發(fā)電站分別與所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)相連，所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)與所述電網(wǎng)系統(tǒng)相連；
[0010]所述需求負(fù)荷系統(tǒng)分別與所述火力發(fā)電站、所述風(fēng)力發(fā)電站、所述生物質(zhì)發(fā)電站、所述電網(wǎng)系統(tǒng)以及所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)相連。
[0011]優(yōu)選地，所述需求負(fù)荷系統(tǒng)包括:
[0012]電網(wǎng)負(fù)荷檢測模塊，與所述電網(wǎng)系統(tǒng)電連接，用于檢測所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量；
[0013]電量信號釋放模塊，與所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)電連接，用于當(dāng)所述電網(wǎng)負(fù)荷檢測模塊檢測到所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量大于或等于最大額定需求電量時，向所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)發(fā)送釋放電量信號，以使所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)向所述電網(wǎng)系統(tǒng)釋放或增多釋放電會K;
[0014]電量調(diào)節(jié)模塊，與所述電網(wǎng)系統(tǒng)以及所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)分別相連，用于當(dāng)所述電網(wǎng)負(fù)荷檢測模塊檢測到所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量小于或等于最小額定需求電量時，向所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)發(fā)送電量調(diào)節(jié)信號，以使所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)減少或停止向所述電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能。
[0015]優(yōu)選地，電量調(diào)節(jié)模塊還與所述火力發(fā)電站相連，用于當(dāng)所述電網(wǎng)負(fù)荷檢測模塊檢測到所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量小于或等于最小額定需求電量時，向所述火力發(fā)電站發(fā)送第一電能控制信號，以使所述火力發(fā)電站停止或減少向所述電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)送電量并將多余電量釋放入所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)。
[0016]優(yōu)選地，電量調(diào)節(jié)模塊還分別與所述風(fēng)力發(fā)電站以及所述生物質(zhì)發(fā)電站相連，用于當(dāng)所述電網(wǎng)負(fù)荷檢測模塊檢測到所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量小于或等于最小額定需求電量時，向所述風(fēng)力發(fā)電站以及所述生物質(zhì)發(fā)電站發(fā)送第二電能控制信號，以使所述風(fēng)力發(fā)電站與所述生物質(zhì)發(fā)電站向所述電網(wǎng)系統(tǒng)開始發(fā)送電能或增加發(fā)送的電能。
[0017]優(yōu)選地，所述火力發(fā)電站包括第一汽輪機(jī);所述生物質(zhì)發(fā)電站包括第二汽輪機(jī);所述風(fēng)力發(fā)電站包括電動機(jī);所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)包括:
[0018]與所述第一汽輪機(jī)相連的火電站空氣壓縮機(jī)；
[0019]與所述第二汽輪機(jī)相連的生物質(zhì)電站空氣壓縮機(jī)；
[0020]與所述電動機(jī)相連的風(fēng)電站空氣壓縮機(jī)；
[0021]分別與所述火電站壓縮機(jī)、生物質(zhì)電站空氣壓縮機(jī)以及所述風(fēng)電站空氣壓縮機(jī)相連通的儲氣室;與所述儲氣室相連通的換熱器;與所述換熱器相連通的蓄熱器;與所述蓄熱器相連通的透平機(jī);與所述透平機(jī)相連通的發(fā)電機(jī);所述發(fā)電機(jī)與所述電網(wǎng)系統(tǒng)電連接。
[0022]優(yōu)選地，所述蓄熱器還與所述火力發(fā)電站中的鍋爐循環(huán)水輸出管道以及鍋爐煙氣管道相連通，用于吸收所述火力發(fā)電站中的鍋爐循環(huán)水以及鍋爐煙氣的熱量。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提出了一種發(fā)電站與壓縮空氣聯(lián)合儲能發(fā)電方法，該方法用于本發(fā)明第一方面提供的發(fā)電站和壓縮空氣聯(lián)合儲能發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電站與壓縮空氣聯(lián)合儲能發(fā)電方法包括:
[0024]需求負(fù)荷系統(tǒng)檢測電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量；
[0025]所述需求負(fù)荷系統(tǒng)判斷所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量是否大于或等于最大額定需求電量，若所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量大于所述最大額定需求電量，則所述需求負(fù)荷系統(tǒng)控制所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)向所述電網(wǎng)系統(tǒng)釋放或增加釋放的電能；
[0026]所述需求負(fù)荷系統(tǒng)判斷所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量是否小于或等于最小額定需求電量，若所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量小于或等于所述最小額定需求電量，則所述火力發(fā)電站、所述風(fēng)力發(fā)電站和/或所述生物質(zhì)發(fā)電站停止或減少向所述電網(wǎng)系統(tǒng)釋放的電能，并將多余電能釋放入所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)進(jìn)行儲存。
[0027]優(yōu)選地，所述方法還包括:當(dāng)所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量小于或等于所述最小額定需求電量時，所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)停止或減少向所述電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能。
[0028]優(yōu)選地，所述方法還包括:當(dāng)所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量小于或等于所述最小額定需求電量時，所述火力發(fā)電站停止向所述電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)送電量，并將多余電量釋放入所述壓縮空氣儲能系統(tǒng);所述風(fēng)力發(fā)電站或所述生物質(zhì)發(fā)電站向所述電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)送電量。
[0029]優(yōu)選地，所述方法，還包括:蓄熱器吸收所述火力發(fā)電站中的鍋爐循環(huán)水以及鍋爐煙氣的熱量；
[0030]使用所述鍋爐循環(huán)水以及鍋爐煙氣的熱量加熱與所述蓄熱器相連通的儲氣室提供的壓縮空氣；
[0031]當(dāng)所述壓縮空氣加熱到預(yù)定溫度且所述電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量大于或等于最大額定需求電量時，將加熱后的所述壓縮空氣發(fā)送至所述透平機(jī)，以使所述透平機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
[0032]本發(fā)明提供的發(fā)電站和壓縮空氣聯(lián)合儲能發(fā)電系統(tǒng)與方法的方案，通過將火力發(fā)電站、風(fēng)力發(fā)電站以及生物質(zhì)發(fā)電站接入壓縮空氣儲能系統(tǒng)，能夠?qū)⒍嘤嗟碾娔茌斎氲皆搲嚎s空氣儲能系統(tǒng)進(jìn)行存儲，需求負(fù)荷系統(tǒng)接入電網(wǎng)系統(tǒng)，能夠檢測到電網(wǎng)系統(tǒng)需求電量過大時，控制壓縮空氣儲能系統(tǒng)向電網(wǎng)系統(tǒng)是否或增加釋放的電能;并在檢測到電網(wǎng)系統(tǒng)的需求電量較小時，火力發(fā)電站、風(fēng)力發(fā)電站和/或生物質(zhì)發(fā)電站停止或減少向電網(wǎng)系統(tǒng)釋放的電能，并將多余電能暫時釋放入該壓縮空氣儲能系統(tǒng)中進(jìn)行存儲，從而能夠在風(fēng)力能源或生物質(zhì)能源接入電網(wǎng)時，有效地對電網(wǎng)系統(tǒng)的用電量進(jìn)行調(diào)峰，同時，可以暫時將火力發(fā)電站的電能暫時存入壓縮空氣儲能系統(tǒng)，然后使用風(fēng)力發(fā)電站或生物質(zhì)發(fā)電站的電能對電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行供電，從而克服了清潔能源的間歇性或穩(wěn)定性問題，減少了清潔能源的浪費，提尚風(fēng)能以及生物質(zhì)能的利用率。
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)