可再生能源集群式電源發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及可再生能源集群式電源發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，可再生能源電源主要為風電、光伏、光熱、水電等，風電項目出力具有隨機性及不可控性，光伏項目僅為晝間出力，因此，大規(guī)模的開發(fā)建設單一的風電及光伏項目會對電網的安穩(wěn)運行造成很大的影響，且增加了電網的調峰及調度壓力，在此背景下，考慮根據(jù)用電負荷運行特性，通過風電、光伏的出力互補特性，同時輔以一定規(guī)模的光熱及儲能設施，在經濟合理的條件下，以風電、光伏、光熱及儲能設施等可再生能源電源集群的方式進行整體開發(fā)，使其聯(lián)合出力相對穩(wěn)定、持續(xù)和可控。
[0003]有些地區(qū)出現(xiàn)風電出力與用電負荷反特性運行特點，在電網用電高峰時段，風電出力較小，需要電網進行電力補充，在電網用電低谷時段，風電出力較大，風電場出現(xiàn)嚴重限電現(xiàn)象。
[0004]太陽能光熱發(fā)電項目受技術等因素制約，其經濟性相對較差，發(fā)展滯后，探索通過其他相對成熟且經濟性較好的可再生能源電源以電源集群的建設模式，帶動光熱項目發(fā)展，并實現(xiàn)盈利。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供風電、光伏、光熱及儲能設施等可再生能源集群電源發(fā)電模式，其目的在于利用風能及太陽能資源的分布特性，探索風電、光伏、光熱及儲能設施聯(lián)合出力運行模式，實現(xiàn)與電網友好型可再生能源電源建設，電網用電高峰時段，向電網送電，電網用電低谷時段，從電網取電，并將取、送電量控制在一定的比例范圍的可再生能源集群式電源發(fā)電系統(tǒng)。
[0006]本實用新型設計一種算法-出力特性曲線分析法，根據(jù)風資源及太陽能資源分布情況，分別計算并繪制風電及光伏單位容量出力特性曲線，并以用電負荷運行特性曲線為核心依據(jù)，將風電及光伏分別按不同的容量配比進行對比分析，找出與用電負荷運行特性曲線吻合度較高的最佳風光配比，以此為依據(jù)確定風電及光伏項目的建設規(guī)模，同時可通過替換光伏或新增的方式來建設光熱項目，利用光熱帶儲的發(fā)電模式，作為此可再生能源電源集群的調峰電源，且此可再生能源電源集群中風電電源部分輔以一定規(guī)模的空氣壓縮等儲能設施，進一步調節(jié)可再生能源電源集群的出力特性曲線，使其實現(xiàn)在晝間，可再生能源電源集群出力大于用電負荷時，將風電通過儲能設施或光熱通過儲熱系統(tǒng)降低可再生能源電源集群的出力；在夜間，可再生能源電源集群出力小于用電負荷時，將風電部分的儲能設施儲存的電力及光熱的儲熱系統(tǒng)儲存的熱量釋放，保證用戶的電力負荷需求。風電、光伏及光熱等可再生能源電源品種以集群的模式進行開發(fā)建設，通過優(yōu)化組合實現(xiàn)其聯(lián)合出力相對穩(wěn)定、平滑及可控，且在經濟性良好的基礎上，形成與用電負荷具有較好的互適性的電源系統(tǒng)。
[0007]可再生能源集群式電源發(fā)電系統(tǒng)包括有風電場及空氣壓縮儲能發(fā)電系統(tǒng)、光伏電場、太陽能槽式熱發(fā)電系統(tǒng)、升壓站；所述風電場及空氣壓縮儲能發(fā)電系統(tǒng)的箱式變壓器與所述升壓站相連，所述風電場及空氣壓縮儲能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機與所述升壓站相連，所述太陽能槽式熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機與所述升壓站相連。
[0008]可再生能源集群式電源發(fā)電系統(tǒng)，所述風電場及空氣壓縮儲能發(fā)電系統(tǒng)包括風力發(fā)電機組、箱式變壓器、電動機、壓縮機、蓄熱換熱器、高壓空氣儲存罐、膨脹機、發(fā)電機；所述風力發(fā)電機組分別與所述箱式變壓器和所述電動機相連，所述電動機通過軸驅動所述壓縮機，所述壓縮機通過管路與所述蓄熱換熱器相連，所述蓄熱換熱器通過管路與所述高壓空氣儲存罐連接，所述蓄熱換熱器通過管路與所述膨脹機連接，所述膨脹機通過軸驅動發(fā)電機，所述發(fā)電機與所述升壓站相連。
[0009]所述的一種可再生能源集群式電源發(fā)電系統(tǒng)，所述光伏電場包括光伏發(fā)電陣列、直流配電柜、逆變器和箱式變壓器，其中所述光伏發(fā)電陣列與所述直流配電柜相連，所述直流配電柜與所述逆變器相連，所述逆變器與所述箱式變壓器相連，所述箱式變壓器與所述升壓站相連。
[0010]所述的一種可再生能源集群式電源發(fā)電系統(tǒng)，所述太陽能槽式熱發(fā)電系統(tǒng)包括有槽式聚光集熱場、儲熱系統(tǒng)、太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、汽輪機、直接空冷系統(tǒng)、抽汽回熱系統(tǒng)和發(fā)電機；所述上述系統(tǒng)組成兩種連接方式:導熱油循環(huán)連接和汽水循環(huán)連接；其中
[0011]所述導熱油循環(huán)連接是:所述槽式聚光集熱場通過導熱油管路分別與所述儲熱系統(tǒng)的油鹽換熱器和所述太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的過熱器相連，所述儲熱系統(tǒng)的油鹽換熱器通過導熱油管路與所述槽式聚光集熱場的集熱管路相連；
[0012]汽水循環(huán)連接:所述抽汽回熱系統(tǒng)的高壓給水器預熱器與所述太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的預熱器相連，所述太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的預熱器與太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的蒸汽發(fā)生器相連，所述太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的蒸汽發(fā)生器與所述太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的過熱器相連，所述太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的過熱器通過管路與所述汽輪機的主氣門相連，所述汽輪機的排氣裝置與所述直接空冷系統(tǒng)的進氣管路相連，所述直接空冷系統(tǒng)的凝結水管路與所述抽汽回熱系統(tǒng)的凝結水泵相連，所述汽輪機通過軸驅動所述發(fā)電機，所述發(fā)電機與所述升壓站相連。
[0013]所述的一種可再生能源集群式電源發(fā)電系統(tǒng)，所述太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括有預熱器、蒸汽發(fā)生器和過熱器，其中所述過熱器與所述蒸汽發(fā)生器相連，所述蒸汽發(fā)生器與所述預熱器相連，所述預熱器與所述槽式聚光集熱場的集熱管路相連。
[0014]所述的一種可再生能源集群式電源發(fā)電系統(tǒng)，所述抽汽回熱系統(tǒng)包括有凝結水泵、低壓給水加熱器、除氧器、給水泵和高壓給水器預熱器，其中所述凝結水泵與所述低壓給水加熱器相連，所述低壓給水加熱器與所述除氧器相連，所述除氧器與所述給水泵相連，所述給水泵與所述高壓給水器預熱器相連。
【附圖說明】
[0015]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的可再生能源集群式電源發(fā)電系統(tǒng)的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下所述為本實用新型的實施實例，并不因此而限定本實用新型的保護范圍。
[0017]實施例(如圖1所示)
[0018]風電、光伏、光熱及儲能聯(lián)合可再生能源電源集群供電系統(tǒng)分為4個子系統(tǒng)，分別是風電場及空氣壓縮儲能發(fā)電系統(tǒng)1、光伏電場2、太陽能槽式熱發(fā)電系統(tǒng)3、升壓站4。
[0019]風電場及空氣壓縮儲能發(fā)電系統(tǒng)I包括:風力發(fā)電機組1.1、箱式變壓器1.2、電動機1.3、壓縮機1.4、蓄熱換熱器1.5、高壓空氣儲存罐1.6、膨脹機1.7、發(fā)電機1.8。
[0020]光伏電場2包括:光伏發(fā)電陣列2.1、直流配電柜2.2、逆變器2.3、箱式變壓器2.4
[0021]太陽能槽式熱發(fā)電系統(tǒng)3包括:槽式聚光集熱場3.1、儲熱系統(tǒng)3.2、太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)3.3、汽輪機3.4、直接空冷系統(tǒng)3.5、抽汽回熱系統(tǒng)3.6、發(fā)電機3.7。
[0022]風電場及空氣壓縮儲能發(fā)電系統(tǒng)I組成方式:風電場中的風力發(fā)電機組1.1與箱式變壓器1.2相連，箱式變壓器1.2與升壓站4相連，風電場1.1與電動機1.3相連，電動機1.3通過軸驅動壓縮機1.4，壓縮機1.4通過管路與蓄熱換熱器1.5，蓄熱換熱器1.5通過管路與高壓空氣儲存罐1.6連接，高壓空氣儲存罐1.6連接通過管路與蓄熱換熱器1.5連接，蓄熱換熱器1.5連接通過管路與膨脹機1.7連接，膨脹機1.7通過軸驅動發(fā)電機1.8，發(fā)電機1.8與升壓站4。
[0023]光伏電場2組成方式:光伏發(fā)電陣列2.1與直流配電柜2.2，直流配電柜2.2與逆變器2.3連接，逆變器2.3與箱式變壓器2.4連接，箱式變壓器2.4與升壓站4相連。
[0024]太陽能槽式熱發(fā)電系統(tǒng)3組成方式分為導熱油循環(huán)連接方式和汽水循環(huán)連接方式:
[0025]太陽能槽式熱發(fā)電系統(tǒng)3導熱油循環(huán)連接方式:槽式聚光集熱場3.1通過導熱油管路分別與儲熱系統(tǒng)3.2的油鹽換熱器3.2.1和太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)3.3的過熱器3.3.3相連，儲熱系統(tǒng)3.2的油鹽換熱器3.2.1通過導熱油管路與槽式聚光集熱場3.1的集熱管路相連，太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)3.3的過熱器3.3.3與太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)3.3的蒸汽發(fā)生器3.3.2相連，太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)3.3的蒸汽發(fā)生器3.3.2與太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)3.3的預熱器3.3.1相連，