[發明專利]包括應急供電系統的燃氣渦輪發電系統

有效

• 申請號: 201410041598.9
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103967619B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: A.哈爾姆斯;W.朗
• 申請（專利權）人: 通用電器技術有限公司
• 主分類號: F02C9/46
• 分類號: F02C9/46;F01D21/00;H01M8/04089
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,嚴志軍

技術領域

本發明涉及一種包括應急供電系統的燃氣渦輪發電系統，更確切地說是一種在燃氣渦輪發電系統中提供不間斷供電的應急供電系統。

背景技術

在用于大規模發電應用的發電系統中，燃氣渦輪通常用于驅動同步發電機，其提供系統的電力輸出。由于電輸出不間斷是最重要的，尤其是在可導致完全停電或局部停電的暫時狀況和應急狀況中，故這些發電系統通常配備有應急供電系統，其為獨立發電系統，確保了在故障或中斷的情況下的不間斷供電。

不間斷供電(UPS)系統是現有技術中的已知應急供電系統，其在由發電系統提供的主供應間斷或不可接受的狀態的情況下自動地提供應急電力至關鍵應用而沒有延遲或瞬變。通常，基本的UPS系統包括電池、充電器和逆變器，使得電池提供補充來自于發電系統的主供電所需的供電，因此保持了提到的供電的安全性。

然而，在所需的供電超過典型UPS系統中包括的一個或多個電池的容量的情況下，需要安裝另外的獨立發電系統。通常，該獨立發電系統包括稱為備用柴油發電機的柴油發電機，其為柴油發動機與發電機(通常交流發電機)的組合來生成電能。因此，在此情況下，應急供電系統包括UPS和備用柴油發電機兩者。然而，這些應急系統的問題在于它們復雜、昂貴且需要發電系統布置中的較大空間。此外，在故障或中斷出現之后，僅如果UPS系統再次可用，則允許發電系統的重啟，意味著UPS中的電池需要充電，導致高成本和耗時的過程。

在現有技術中已知的是使用用于提供不間斷供電的燃料電池，提供了小空間中的較長運行時間。燃料電池將化學能從燃料通過化學反應轉換成電。燃料電池與電池的差別在于，它們需要恒定的燃料和氧的來源來運行，但只要供應這些輸入，它們就可連續地產生電。用于不間斷供電的燃料電池是現有技術中已知的，如按照JP 2004129337(A)、JP 8236134(A)、CN 202034819(U)或WO 01/71885A1。

US 6,992,401 B1公開了一種用于電信設施的不間斷應急供電系統，其包括質子交換膜燃料電池，其供有氫作為燃料，該燃料儲存在現場用于在來自于外部源的供電和來自于微型燃氣渦輪的供電的故障的情況下立即使用。

在US 2007/057510 A1中為用于電信設施的不間斷應急系統，其描述為具有燃料電池，燃料電池在主AC供電(例如，微型燃氣渦輪發電機)停工的情況下經由供應儲存罐而供有氫。

包括燃料電池和燃氣渦輪的組合發電系統從文獻US 5,482,791中獲知：燃料電池生成電力，其與由燃氣渦輪驅動的發電機生成的電力一起發送至電力系統。然而，這些電力的一部分由驅動空氣壓縮機的電動機消耗，空氣壓縮機是供給燃料電池所需的，故該發電系統的效率降低，且在操作燃氣渦輪的較大需求的情況下需要其它燃料電池，這是昂貴的且使得系統更復雜。

本發明旨在解決現有技術中的上文提到的缺點和局限性，這將進一步詳細闡述。

發明內容

本發明涉及一種燃氣渦輪發電系統，其包括具有作為冷卻劑的氣態氫的氫冷卻發電機、設備氫儲存器、發電機輔機和提供不間斷供電的應急供電系統。根據本發明的應急供電系統包括將氫用作燃料的燃料電池，其中燃料電池在來自于燃氣渦輪發電系統的供電故障或中斷的情況下經由單獨的管線而供有來自于氫冷卻發電機的氫填充的氫燃料。

根據本發明的實施例，在來自于燃氣渦輪發電系統的供電故障或中斷的情況下，燃料電池經由出自設備氫儲存器的管線而供有附加的氫且/或經由出自發電機輔機的管線而供有附加的氫。

利用本發明的系統，獲得了設備要求和空間要求兩者的降低。此外，在供電中出現故障或中斷之后，提高了燃氣渦輪發電系統的可用性。

根據本發明的應急供電系統可構造為在燃氣渦輪發電系統中提供應急電力的不間斷供電(UPS)。

本發明的應急供電系統還可構造為供給燃氣渦輪發電系統的獨立發電系統。

此外，根據本發明的應急供電系統可構造為不間斷供電(UPS)系統和獨立發電系統，兩者構造成一個系統且在燃氣渦輪發電系統內使用。

附圖說明

本發明的前述目的和許多伴隨的優點將變得更容易認識到，因為在連同附圖參照以下詳細描述時，其將變得更好理解，在附圖中：

圖1示意性地示出了根據本發明的燃氣渦輪發電系統。

符號列表

1 應急供電系統

2 燃料電池

3 氫冷卻發電機

4 設備氫儲存器

5 用于氫供應(氣體單元)的發電機輔機

10 應急供應網