[發(fā)明專利]水電站增加生物質(zhì)發(fā)電裝置的資源綜合利用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610071342.1
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105634022B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃鈺雪;黃光華;黃椿桀
• 申請（專利權(quán)）人: 黃鈺雪
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 北京富天文博興知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11272
• 代理人: 劉壽椿

本發(fā)明涉及一種水電站增加生物質(zhì)發(fā)電裝置的資源綜合利用方法，包括：在水電站內(nèi)或附近增加生物質(zhì)發(fā)電裝置，其裝機容量小于或等于水電站裝機容量與水電站平、枯水期平均出力的差值。將水電站的控制保護系統(tǒng)升級為HBDCS控制保護系統(tǒng)。給所述生物質(zhì)發(fā)電裝置的勵磁系統(tǒng)設(shè)置過勵功能，在豐水期可按電網(wǎng)調(diào)度中心依據(jù)無功電量平衡所下達的調(diào)度令調(diào)相運行以彌補電力系統(tǒng)無功功率的不足，在平、枯水期以較高的功率因數(shù)運行，多發(fā)有功電量。本發(fā)明可提高水電站供電量40％～100％，降低水電站輸變電單位固定成本20％～50％，節(jié)省生物質(zhì)發(fā)電裝置投資20％～35％，既實現(xiàn)水能資源、生物質(zhì)資源以及水電站存量資產(chǎn)的綜合利用和價值最大化，又達到對周邊農(nóng)牧民的精準扶貧效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源領(lǐng)域，尤其涉及水電站增加生物質(zhì)發(fā)電裝置的資源綜合利用方法。

背景技術(shù)

生物質(zhì)(Biomass)包括農(nóng)作物、樹木等植物及其殘體、畜禽糞便、有機廢棄物等，通過工業(yè)加工轉(zhuǎn)化，可生產(chǎn)生物基產(chǎn)品(Biobasedproducts)、生物燃料(Biofuels)和生物能源(Bioenergy)。地球上光合作用每年生產(chǎn)約2200億噸干生物質(zhì)，相當于全球能源消耗總量的10倍。

據(jù)統(tǒng)計，我國農(nóng)作物秸稈尚有60％可用于能源用途，約合2.1億t標煤，有約40％的森林開采剩余物未加工利用，現(xiàn)有可供開發(fā)的生物質(zhì)能源至少能達4.5億t標煤，同時還有約1.33億公頃宜農(nóng)宜林荒山荒地，可以用于發(fā)展能源農(nóng)業(yè)和能源林業(yè)。

隨著我國城市化進程的加快，一方面農(nóng)村人口逐漸減少，加之農(nóng)村電氣化以電代柴的實施和大力植樹造林，我國尤其是南方地區(qū)，森林覆蓋率大幅度提高，廣大山區(qū)和丘陵區(qū)農(nóng)作物秸稈、林業(yè)廢棄物枝椏、邊角材、薪炭林等生物質(zhì)資源量越來越大。以四川西南部地區(qū)為例，隨著城鎮(zhèn)化伴隨的農(nóng)村人口的減少和以電代柴的發(fā)展，農(nóng)村閑置土地、林地流轉(zhuǎn)為規(guī)模龐大的成片經(jīng)濟林(竹)，成品材與采伐廢棄枝椏邊角材約為1：0.6，目前已進入間(采)伐期，大量枝椏、邊角材廢棄在林場內(nèi)，不僅增加下次采伐難度和成本，還會增加林地維護成本和森林火災(zāi)風險。此外大量的薪炭林由于需求減少，無法更新，已出現(xiàn)過熟現(xiàn)象，雖對環(huán)境不至造成影響，但從資源利用來講是一種巨大的浪費。另一方面，廣大山區(qū)和丘陵區(qū)由于農(nóng)牧民文化、技能、交通等諸多因素的制約，守著豐富的生物質(zhì)資源，長期處于貧困狀態(tài)，精準扶貧已上升為國家工程。

自2005年2月28日中華人民共和國第十屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十四次會議通過《中華人民共和國可再生能源法》以來，我國生物質(zhì)發(fā)電受國家鼓勵可再生清潔能源政策的引導(dǎo)，逐漸興起。按照《國家應(yīng)對氣候變化規(guī)劃(2014－2020年)》，到2020年我國生物質(zhì)發(fā)電裝機容量達到3000萬kw。截至2015年底，全國生物質(zhì)能發(fā)電裝機容量已達到1300萬kw，年發(fā)電量780億kwh。目前還主要以農(nóng)作物秸稈、蔗渣、酒糟為原料，森林開采剩余物、薪炭林資源尚待進一步開發(fā)利用。

常規(guī)的生物質(zhì)發(fā)電廠，不僅有原料系統(tǒng)、生物質(zhì)鍋爐(或生物質(zhì)氣化爐)系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機組(或燃氣輪發(fā)電機組)系統(tǒng)，升壓站、輸電線路及控制保護系統(tǒng)和調(diào)度通訊系統(tǒng)，還需配套生活、后勤、辦公等部分或全部非生產(chǎn)性設(shè)施。綜合投資一般在10000元/kw左右，是常規(guī)燃煤火電廠的兩倍以上，設(shè)計年利用小時一般為7000～8000h。2015年全國平均實際發(fā)電小時約在5900h左右。生物質(zhì)發(fā)電廠一般只發(fā)有功電量，其勵磁系統(tǒng)無過勵要求，不做調(diào)相運行。主要存在四大問題：一是單位千瓦投資大，導(dǎo)致其固定成本高；二是燃料成本占比高，尤其是燃料的物流成本較高，收貯的原料含水率高(40％左右)；三是原料供應(yīng)不穩(wěn)定；四是生物質(zhì)鍋爐燃燒及熱效率較低。如何降低其單位千瓦投資，降低燃料成本，尤其是燃料的物流成本，保證原料穩(wěn)定供應(yīng)，提高生物質(zhì)鍋爐燃燒效率和熱效率是生物質(zhì)發(fā)電能否健康發(fā)展壯大的關(guān)鍵。