[實用新型]大型鋁電池調峰電站

有效

• 申請號: 201520730731.1
• 申請日: 2015-09-21
• 公開（公告）號: CN205017018U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 顧為東
• 申請（專利權）人: 顧為東
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;C25C3/16
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 趙洪玉;閆彪

技術領域

本實用新型涉及一種大型鋁電池調峰電站，屬于電力控制技術領域。

背景技術

改革開放以來，中國經濟呈現了突飛猛進的增長勢頭，1978年至2004年間中國人均GDP的年增長率為8.16%，一直處于世界GDP增長的前列，取得了舉世矚目的成就。這一階段經濟的高速增長，產業結構的不斷優化、演變起到了重要的作用。

我國為了建設能源節約型社會，強調突出抓好節能用電，連續出臺治理文件，實施階梯電價，禁止給高耗能項目降低電價，隨著工業用電價格不斷調整，電價的上浮侵蝕著高耗能行業的利潤空間，這已影響到高耗能行業的生存，缺乏競爭優勢的落后產能逐步退出，行業內產業結構調整資源再分配。

而隨著經濟增長的同時我國的電力供應與電力需求也迅速增長。2012年我國全社會用電量達到了49591億千瓦時，同比增長5.5%。從1980年至2012年，我國全社會用電量增長16.8倍，年均增長9.2%。全國電力供應緊缺問題基本得到緩解。

作為我國主體能源的煤炭，占一次能源消費總量的70%左右。2012年我國煤電裝機規模已達7.58億千瓦，占總裝機的66.2%；煤電發電量3.68萬億千瓦時，占總發電量的73.9%。我國豐富的煤炭資源稟賦決定了我國將在較長時間段內保持以煤電為主的電源結構。

我國以火電為主的電網結構就決定了我國是“剛性”結構，導致風電、光伏發電不能并網的大規模棄風、棄光現象。若核電再發展3億千瓦，電網將可能“崩潰”。

正因為煤電為主的電源結構不能深度調峰，所以我國大區電網存在電源分布不合理，造成電源結構（基、腰、峰荷電源）性矛盾，即電網嚴重缺乏調峰電源。多年來我國一直迫使超臨界和超超臨界60萬-100萬千瓦機組參與一定范圍的調峰，低谷時壓到50%亞臨界運行，使低碳機組高碳運行。隨著城市化、工業化，電網每年增長的用電負荷，其峰谷差將超過50%。

而隨著產業結構的調整，用電結構發生了根本性的變化，用電-供電關系發生變化，導致電網峰谷差日益增大。一般發展中國家的峰谷比是1:0.63，發達國家的峰谷比為1:0.25，而中國各跨省電力系統的負荷峰谷差一般約為最大負荷的30%～40%。

由于我國的當前國情及多種多樣原因的制約導致我國不能像發達國家一樣大規模利用調峰用智能電站（抽水蓄能電站、燃氣電廠、燃油電廠等）彌補峰谷差，即便預測出用電功率值，能夠用到調峰用智能電站，其能源轉換效率也僅為75%，有25%的能源被白白浪費。因此我國面臨的調峰任務和壓力正日趨嚴峻。

發明內容

本實用新型的目的在于：克服上述現有技術的缺陷，提出一種高效、高利用率的調峰電站。

為了解決上述技術問題，本發明提出的技術方案是：一種大型鋁電池調峰電站，包括通過公用電網供電的電解鋁裝置，所述電解鋁裝置的電解槽的側壁外殼上設有通過導熱介質散熱的熱交換器，所述電解槽外側設有保溫層，所述保溫層完全包敷熱交換器；所述熱交換器上設有用于控制導熱介質流速的散熱控制裝置。

本實用新型中所述導熱介質優選熔鹽、導熱油、空氣或水汽。

因為電解鋁裝置可適用電網劇烈波動，電解鋁電流范圍可在額定電流的20%-100%范圍內波動進行生產，電流波動只影響電解鋁產量，而不影響電解鋁產品品質，因此本實用新型對傳統的鋁電解槽進行改進，增加保溫層，并通過散熱控制裝置對電解槽釋放的熱量進行調節控制，既能保證電解槽工作在大電流時能夠及時排放熱量，防止鋁電解槽過熱爆炸，又能保證電解槽工作在小電流時對電解槽進行保溫，防止電解槽過冷凝固。

本實用新型的大型鋁電池調峰電站在使用時，公用電網的控制中心依據電網中的負荷預測值以及電網中的發電側的額定輸出功率為所述電解鋁裝置測算可支配電能功率，其中可支配電能功率為發電側的額定輸出功率與負荷預測值之差；所述電解鋁裝置根據上述可支配電能功率進行用電作業，從而可以作為調峰電站來使用，借助電解鋁裝置高耗能的特性來消耗發電廠產生的多余電量，這使得發電機組無需負擔非常規調峰帶來的損失，既減少了對煤炭等不可再生資源用量，也降低了發電機組的運行維護成本，而且還根據用電側的特點，實現了電解鋁裝置在白天高電價時降耗減產，夜間低電價時大量增產，這相當于一種大型的調峰鋁電池，從而降低了電解鋁企業的生產成本。

上述技術方案的改進是：所述保溫層的外側設有鋼殼。進一步地，所述保溫層優選采用保溫磚制成。

上述技術方案的進一步改進是：所述熱交換器與電解槽之間設有碳化硅磚層。碳化硅磚層具有極好的耐火性，可以起到保護熱交換器的作用。