[發明專利]一種近零排放的多能互補聯合發電系統及控制方法

有效

• 申請號: 202210042009.3
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114362247B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 廖艷芬;韓逸驍;馬曉茜
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/28
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本發明公開了一種近零排放的多能互補聯合發電系統及控制方法，包括可再生能源發電子系統及燃氣蒸汽聯合發電子系統；當可再生能源發電子系統的發電功率大于電網的需求功率時則將多余電能則輸送至儲能裝置中，當光照、風速等外界條件的變化使可再生能源發電子系統的總輸功率不能滿足電網需求時，則通過燃氣蒸汽聯合發電子系統向電網輸送電能使系統總輸出功率保持穩定。本發明通過引入燃氣蒸汽聯合發電對風光組合發電進行補充，并依據儲能裝置的儲存電量對燃氣蒸汽聯合發電子系統進行動態控制，本發明能夠有效解決風光發電出力不均對電網造成較大擾動的問題，實現整體電、熱、冷多聯供同時實現了系統近零碳排放。

技術領域

本發明涉及電力行業技術領域，具體涉及一種近零排放的多能互補聯合發電系統及控制方法。

背景技術

能源危機是當今世界各國最關心的焦點之一，從工業革命開始，人類工業化所需的能量就是由煤、石油等傳統化石能源提供的，但是這種資源不僅有限，而且產生的排放物嚴重破壞了人們的生態環境。能源的短缺以及環境的惡化促使人類開發可再生清潔能源，這其中太陽能、風能具有非常大的發展潛力，這兩種能源都取之不盡、用之不竭，而且潔凈安全。通過對太陽能及風能多年的積極開發，截止2020年，我國的光伏發電累計裝機容量達到了253GW，風力發電累計裝機容量達到了281GW，光伏及風力發電都得到了長足的發展，但發電波動較大、過負荷能力較差等缺點制約了其進一步發展的空間。

在尋找并開發可再生清潔能源的同時，對現有發電技術進行節能減排改造也能有效助力實現“雙碳”目標，在各種發電技術中，燃氣-蒸汽聯合循環發電由于具有高效低耗、啟動快、建設周期短等優點而得到了大力發展，燃氣-蒸汽聯合循環機組除了能夠提供電力外，還能提供大量優質的低溫冷能或熱能。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本發明提供一種近零排放的多能互補聯合發電系統及控制方法。

本發明結合現有風力發電、光伏發電以及燃氣-蒸汽聯合循環的工作原理及各個組件設置，通過引入燃氣-蒸汽聯合循環來平衡風力及光伏發電的波動，對兩種發電形式進行有機結合并設置相應的工作和控制邏輯，能夠有效解決風力發電及光伏發電并網波動性較大的問題，并且本系統在保證整體電能平穩輸出的同時實現了近零排放。

本發明采用如下技術方案：

一種近零排放的多能互補聯合發電系統，包括可再生能源發電子系統及燃氣蒸汽聯合發電子系統；

所述可再生能源發電子系統包括儲能裝置、光伏發電裝置、風力發電裝置及電網；

具體連接方式如下：

所述光伏發電裝置的電力輸出端分別與儲能裝置及電網連接，所述風力發電裝置的電力輸出端分別與電網和儲能裝置連接，所述儲能裝置的輸出端與電網連接；

所述燃氣蒸汽聯合發電子系統包括LNG儲存裝置、CO₂儲存裝置、第一換熱器、空分制氧裝置、燃燒器、燃氣輪機、發電機、蒸汽輪機、第一空氣冷卻器、水泵、第二換熱器、第二空氣冷卻器、第一氣液分離器、壓縮機及第二氣液分離器；

具體連接方式如下：

第一換熱器的物流輸入端分別與LNG儲存裝置及壓縮機的物流輸出端連接，其物流輸出端分別與燃燒器及第二氣液分離器的輸入端連接，所述LNG儲存裝置的物流輸入端與儲能裝置連接，所述燃燒器的輸入端還與空分制氧裝置連接，其輸出端與燃氣輪機的輸入端連接，所述燃氣輪機的輸出端分別與壓縮機的輸入端、第二換熱器的輸入端及發電機的輸入端連接；所述第二換熱器的輸入端還與水泵連接，所述第二換熱器的輸出端分別與第二空氣冷卻器的輸入端及蒸汽輪機的輸入端連接，所述第二空氣冷卻器、第一氣液分離器及壓縮機依次連接，所述第一氣液分離器的輸出端與室外環境連接；

第二氣液分離器的物流輸出端分別與CO₂儲存裝置及室外環境相連接；