[發明專利]一種熱電聯產機組深度調峰的太陽能光熱儲熱系統及方法

有效

• 申請號: 201910613234.6
• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110529209B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 劉剛;于光
• 申請（專利權）人: 大唐東北電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: F01K17/02
• 分類號: F01K17/02;F24S20/00;F24S80/00
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 馬龍

本發明涉及一種熱電聯產機組深度調峰的太陽能光熱儲熱系統及方法，通過在火電機組系統中設置太陽能光熱加熱器和熱水儲熱罐系統的方式，在非調峰時段，利用太陽能光熱加熱器加熱熱網循環水冷水，加熱不足部分可抽取機組中壓缸排汽蒸汽，通過熱網換熱器加熱熱網冷水，并將加熱后的水儲存在儲熱水罐中，在需要參與深度調峰的時段，將儲熱水罐中的熱水供至熱網一次網系統，實現深度調峰，同時降低發電負荷并保證機組的連續穩定運行。在整個調峰過程中，運用太陽能光熱加熱技術和熱水儲熱技術，提升機組上網調峰的能力，節約了機組運行能耗，又有效緩解了清沽能源消耗的困境。

技術領域

本發明屬于電力能源技術領域，尤其涉及一種熱電聯產機組深度調峰的太陽能光熱儲熱系統及方法。

背景技術

近年來，能源需求的增加和化石能源的枯竭，使得可再生資源相關技術發展迅速。在電力方面，風電、光伏獲得了持續、快速的發展，但是，也普遍存在技術難題，如嚴重的棄風、棄光問題。而導致棄風、棄光問題的一個主要因素是風電、光伏消納能力的限制。消納成為制約國內風電、光伏發展的關鍵因素且形勢日趨嚴峻。破解風電、光伏消納問題，可從提升電源調峰能力、調整風電、光伏布局、加強電網互濟和負荷側管理等多個方面采取措施。尤其是棄風較為嚴重的東北地區，靈活性電源相對短缺，提高部分火電機組靈活性、深挖其深度調峰潛力，成為提高系統調峰和新能源消納能力最具現實意義的關鍵舉措。

另外，在我國三北地區，熱電聯產機組比重大，水電、純凝機組等可調峰電源稀缺，調峰困難已經成為電網運行中最為突出的問題。以東北電網為例，其目前的電源結構中，火電占總裝機的65％，風電占總裝機的25％，核電機組也在陸續投運。在冬季采暖期，熱電聯產機組運行容量占火電機組運行總容量的70％，熱電聯產機組按照“以熱定電”方式運行，調峰能力僅為10％左右，使得風電消納問題更為突出。上述情況導致了東北電網調峰困難，產生了三個嚴重后果：一是電網低谷電力平衡異常困難，調度壓力巨大，增加了電網安全運行風險；二是電網消納風電、光電及核電等新能源的能力嚴重不足，棄風問題十分突出，不利于地區節能減排和能源結構轉型升級；三是電網調峰與熱電聯產機組供熱之間矛盾突出，影響居民冬季供暖安全，存在引發民生問題的風險。

國家能源局東北監管局下發《東北電力調峰輔助服務市場監管辦法(試行)》(東北監能市場[2014]374號)并于2014年10月1日起施行。2016年3月東北能源監管局下發《東北電力調峰輔助服務市場監管辦法(試行)補充規定》，2018年12月國家能源局東北監管局下發《東北電力輔助服務市場運營規則(暫行)》(東北監能市場[2018]220號)，規定中對有償調峰基準以及調峰補償檔次進行了修訂，其中最明顯的變化是拉開了普通調峰與深度調峰的補償差距。

國家政策正逐步加大對火電機組調峰能力的補償力度；同時要求火電機組在進行電網調峰之時，一定要保證居民的供熱質量，這就進一步加大了火電機組調峰的難度。因此，如何有效的進行火電機組電力調峰，并對熱網負荷削峰填谷，從而保證供熱的品質，對火電廠來說，是需要亟待解決的至關重要的問題。加快能源技術創新，挖掘燃煤機組調峰潛力，提升我國火電運行靈活性，全面提高系統調峰和新能源消納能力，充分發揮火電靈活性改造在提高系統調峰能力和建立清潔低碳、安全高效的現代能源體系，促進我國能源結構調整。是我國推進高效智能清潔電力系統建設的重要內容。

現有技術中，火電靈活性改造技術主要針對深度調峰(低電負荷運行)、提高爬坡速率、快速啟停、燃料靈活性等方面。相應的解決方案有：

1.熱電解耦：通過增加大型儲熱系統，在調峰困難時段通過儲熱裝置熱量參與供熱，不起熱力短缺；在調峰有裕量的時段儲存富裕或者新能源熱量。主要有蓄熱罐方案，電熱鍋爐，高、低壓旁路抽汽減溫減壓，低壓缸少汽無負荷運行等。

2.低負荷脫硝：給水旁路，煙氣旁路，省煤器分級，省煤器熱水再循環技術等。

3.優化燃燒器及給水流量的控制策略，提高負荷調節速率：離子燃燒器，火焰監視器，磨煤機改造等。

4.增加穩燃設備：無油點火、微油點火等。