風(fēng)電、光熱和介質(zhì)儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)電領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)電、光熱和介質(zhì)儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國以風(fēng)電發(fā)電為主的新能源近年來取得了巨大發(fā)展，截至2013年底，我國風(fēng)電裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到9174.46萬千瓦，居世界第一位。但由于在新能源建設(shè)過程中主要關(guān)注資源而忽視市場，造成規(guī)模過剩，導(dǎo)致發(fā)電難以送出，出現(xiàn)“棄風(fēng)”限電現(xiàn)象。
[0003]2014年上半年全國風(fēng)電新增并網(wǎng)容量584萬千瓦，同比增長約21% ;累計(jì)并網(wǎng)容量8299萬千瓦，在建容量6671萬千瓦，并網(wǎng)容量占核準(zhǔn)容量的55%。全國風(fēng)電場等效利用小時數(shù)為976小時，同比減少約83小時。值得關(guān)注的是，2014年上半年全國由于限電因素而產(chǎn)生的“棄風(fēng)”限電損失電量91億千瓦時，全國“棄風(fēng)”率約為10.5%，同比上升約0.5個百分點(diǎn)，給國家造成巨大的能源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。
[0004]而且，由于風(fēng)電發(fā)電的波動性，有時候容易造成風(fēng)電發(fā)電發(fā)出的電力不是很穩(wěn)定，直接并網(wǎng)后對電網(wǎng)的沖擊很大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]基于此，有必要提供一種既能有效利用“棄風(fēng)”能源，也能降低并網(wǎng)后對電網(wǎng)沖擊的風(fēng)電、光熱和介質(zhì)儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)。
[0006]一種風(fēng)電、光熱和介質(zhì)儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)，包括設(shè)備:
[0007]儲存加熱前介質(zhì)的低溫介質(zhì)罐；
[0008]儲存加熱后介質(zhì)的高溫介質(zhì)罐；
[0009]用于發(fā)電的風(fēng)電發(fā)電設(shè)備；
[0010]利用風(fēng)電發(fā)電設(shè)備所發(fā)的電力將從低溫介質(zhì)罐輸出的加熱前介質(zhì)加熱成所述加熱后介質(zhì)的介質(zhì)電加熱器；
[0011]利用所述高溫介質(zhì)罐輸出的所述加熱后介質(zhì)將水加熱成水蒸汽的換熱器；
[0012]將所述水蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機(jī)發(fā)電的蒸汽發(fā)電機(jī)組；
[0013]所述加熱前介質(zhì)從所述低溫介質(zhì)罐輸出，經(jīng)所述介質(zhì)電加熱器后變?yōu)樗黾訜岷蠼橘|(zhì)并儲存在所述高溫介質(zhì)罐，所述加熱后介質(zhì)從高溫介質(zhì)罐輸出到所述換熱器，所述換熱器產(chǎn)生水蒸氣以使所述蒸汽發(fā)電機(jī)組發(fā)電；
[0014]還包括，對低溫介質(zhì)罐輸出的所述加熱前介質(zhì)進(jìn)行加熱的第二加熱器或者對所述換熱器中的水或水蒸氣進(jìn)行加熱的第三加熱器。
[0015]在其中一個實(shí)施例中，所述第二加熱器包括第一塔式太陽能集熱裝置或槽式太陽能集熱裝置。
[0016]在其中一個實(shí)施例中，所述第三加熱器包括第二塔式太陽能集熱裝置或第二槽式太陽能集熱裝置。
[0017]在其中一個實(shí)施例中，還包括供熱設(shè)備或制冷設(shè)備，所述供熱設(shè)備或制冷設(shè)備和所述換熱器連接。
[0018]在其中一個實(shí)施例中，所述換熱器包括產(chǎn)生過熱水蒸汽的過熱蒸汽發(fā)生器、產(chǎn)生飽和水蒸汽的蒸汽發(fā)生器和對水進(jìn)行加熱的預(yù)熱器，從所述高溫介質(zhì)罐輸出的所述加熱后介質(zhì)依次加熱所述過熱蒸汽發(fā)生器、蒸汽發(fā)生器和預(yù)熱器，所述過熱蒸汽發(fā)生器連接所述蒸汽發(fā)電機(jī)組，所述過熱蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的過熱水蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機(jī)發(fā)電。
[0019]在其中一個實(shí)施例中，所述第三加熱器對所述過熱蒸汽發(fā)生器進(jìn)行加熱以產(chǎn)生過熱蒸汽推動汽輪機(jī)發(fā)電。
[0020]在其中一個實(shí)施例中，還包括與所述蒸汽發(fā)電機(jī)組、所述換熱器連接的水處理設(shè)備，所述水處理設(shè)備對經(jīng)過所述蒸汽發(fā)電機(jī)組后由所述水蒸氣液化而成的水進(jìn)行處理，所述處理包括除氧、除鹽水和冷卻處理中的至少一種，經(jīng)過處理的水再輸回所述換熱器。
[0021]在其中一個實(shí)施例中，還包括為加熱前介質(zhì)提供流動動力的第一介質(zhì)泵和為加熱后介質(zhì)提供流動動力的第二介質(zhì)泵。
[0022]在其中一個實(shí)施例中，各設(shè)備之間還按需安設(shè)有溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器中的至少一種。
[0023]上述風(fēng)電、光熱和介質(zhì)儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)，可以將原本“棄風(fēng)”的能源通過介質(zhì)儲能暫時將能量以熱量的形式儲存起來，能源利用率高，較好的節(jié)約了能源?？梢栽陔娋W(wǎng)高峰時再釋放熱量進(jìn)行發(fā)電，起到電網(wǎng)調(diào)峰的作用，很好的避免能源的浪費(fèi)。利用介質(zhì)儲存能量，可以在風(fēng)電發(fā)電出現(xiàn)較大波動的時候?qū)⒉环€(wěn)定的風(fēng)電電能變?yōu)榉€(wěn)定的熱能再進(jìn)行輸出，能夠有效的保證能源的穩(wěn)定供給，并且降低對電網(wǎng)的沖擊。利用第二加熱器對低溫介質(zhì)罐輸出的加熱前介質(zhì)進(jìn)行加熱，或者利用第三加熱器對換熱器中的水進(jìn)行加熱，提高介質(zhì)的儲存能量或換熱器的加熱效率，從而提高發(fā)電量。
[0024]上述風(fēng)電、光熱和介質(zhì)儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)，風(fēng)電發(fā)電設(shè)備既可以將風(fēng)電發(fā)的電力全部用來加熱介質(zhì)儲能后再發(fā)電，也可以一邊發(fā)電一邊將剩余能量加熱介質(zhì)(低溫介質(zhì))。在剩余能量不多而需求又很大的時候(例如夏季白天，用電較多而導(dǎo)致剩余能量不多甚至不足)，導(dǎo)致介質(zhì)發(fā)電的電量不足，還可以利用第二加熱器對低溫介質(zhì)罐輸出的加熱前介質(zhì)進(jìn)行加熱，或者利用第三加熱器對換熱器中的水進(jìn)行加熱，提高介質(zhì)的儲存能量或換熱器的加熱效率，從而提高發(fā)電量。使蒸汽發(fā)電機(jī)組可以即時發(fā)電供應(yīng)或者在電網(wǎng)高峰時再釋放熱量進(jìn)行發(fā)電，使電網(wǎng)調(diào)峰作用進(jìn)一步完善。當(dāng)然，第二加熱器或第三加熱器在有太陽光的白天就可以工作，不必等到剩余能量不多而需求又很大的時候才工作，這樣就可以為能量緊缺的地區(qū)儲存能量以便實(shí)現(xiàn)實(shí)時供電。
【附圖說明】
[0025]圖1為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在不同空氣密度下的功率曲線圖；
[0026]圖2為一個實(shí)施例的風(fēng)電、光熱和熔鹽儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)示意圖；
[0027]圖3為另一個實(shí)施例的風(fēng)電、光熱和熔鹽儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)示意圖；
[0028]圖4為再一個實(shí)施例的風(fēng)電、光熱和熔鹽儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)示意圖；
[0029]圖5為圖4實(shí)施例的風(fēng)電、光熱和熔鹽儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)的變形。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0031]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0032]圖1為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在不同空氣密度下的功率曲線圖。
[0033]風(fēng)力發(fā)電受風(fēng)速、空氣密度等因素的影響，輸出功率不穩(wěn)定。風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)，有軟并網(wǎng)、降壓運(yùn)行和整流逆變?nèi)N方式。并網(wǎng)控制直接影響到風(fēng)力發(fā)電機(jī)能否向輸電網(wǎng)輸送電能以及機(jī)組是否受到并網(wǎng)時沖擊電流的影響。整流逆變是一種較好的并網(wǎng)方式，所發(fā)電力經(jīng)充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。
[0034]風(fēng)除了季節(jié)性變化外，每天風(fēng)力變化也很大。因此，一天中電網(wǎng)實(shí)際負(fù)荷和風(fēng)力可發(fā)電負(fù)荷會出現(xiàn)不匹配情況。一般電網(wǎng)一天中最大負(fù)荷出現(xiàn)兩次，上午9點(diǎn)和下午19點(diǎn)，白天負(fù)荷基本在90 % -100 %，夜間在60 %左右。
[0035]而風(fēng)電負(fù)荷一天的變化差別較大，一般一天有三個高峰，夜間風(fēng)速逐漸增加，清晨達(dá)到高峰，而電網(wǎng)實(shí)際負(fù)荷夜間較小，無法完全消納風(fēng)電所發(fā)電力。上午10點(diǎn)左右是第二個高峰，下午5點(diǎn)是第三個高峰。導(dǎo)致電網(wǎng)高峰時，風(fēng)電出現(xiàn)低谷，或者電網(wǎng)低谷時，風(fēng)電又持續(xù)發(fā)電。
[0036]風(fēng)電的這種無規(guī)律輸出負(fù)荷，加重了電網(wǎng)的調(diào)節(jié)幅度，而風(fēng)力發(fā)電又不能夠主動為電網(wǎng)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)，因此風(fēng)電在電網(wǎng)中的比重增加到一定量時，將影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。
[0037]太陽能光熱發(fā)電通過配備儲能系統(tǒng)，可穩(wěn)定進(jìn)行能量輸出，具備儲能調(diào)峰功能。針對以上問題，設(shè)計(jì)一種風(fēng)電、光熱和介質(zhì)儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)。
[0038]一種風(fēng)電、光熱和介質(zhì)儲熱聯(lián)合供能系統(tǒng)，包括設(shè)備:
[0039]儲存加熱前介質(zhì)的低