一种发电站与压缩空气联合储能发电系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电网技术领域，更为具体地说，涉及一种发电站与压缩空气联合储能发电系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着人民生活水平的提高和产业结构的调整，我国电网用电量峰谷差逐年增大，电网调峰问题日渐突出，这使得电网调峰任务重，难度大。
[0003]同时，由于各种新型清洁能源(如:风能及生物质能)接入电网，也对电网调峰带来了更大的困难，当前电网系统中用电量极不均衡，夜间与白天用电负荷比相差悬殊，而风电等可再生能源在夜间出力较大，火电及生物质发电站很难在夜间用电低谷期停止供电，因此造成了大量清洁能源的浪费。同时清洁能源往往存在间歇性或稳定性差的因素，例如:风电受到各种环境因素影响，在电网的高负荷需求时期，风电的可靠性差，在低负荷时期却可能发出大量电网难以消纳的功率。综上，发展清洁能源与电网调峰能力的矛盾尤为严峻，现有的以煤电为主、缺乏有效调节手段的电网系统难以接入大量清洁电能。
[0004]综上所述，如何能够在不影响电网调峰的过程中大量地接入清洁电能成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种发电站与压缩空气联合储能发电的技术方案，以解决【背景技术】中所介绍的现有技术中以煤电为主、缺乏有效调节手段的电网系统难以接入大量清洁电能的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0007]根据本发明的第一方面，提供了一种发电站和压缩空气联合储能发电系统，该联合储能发电系统包括:
[0008]火力发电站、风力发电站、生物质发电站、压缩空气储能系统、电网系统以及需求负荷系统;其中，
[0009 ]所述火力发电站、所述风力发电站以及所述生物质发电站分别与所述压缩空气储能系统相连，所述压缩空气储能系统与所述电网系统相连；
[0010]所述需求负荷系统分别与所述火力发电站、所述风力发电站、所述生物质发电站、所述电网系统以及所述压缩空气储能系统相连。
[0011]优选地，所述需求负荷系统包括:
[0012]电网负荷检测模块，与所述电网系统电连接，用于检测所述电网系统的需求电量；
[0013]电量信号释放模块，与所述压缩空气储能系统电连接，用于当所述电网负荷检测模块检测到所述电网系统的需求电量大于或等于最大额定需求电量时，向所述压缩空气储能系统发送释放电量信号，以使所述压缩空气储能系统向所述电网系统释放或增多释放电會K;
[0014]电量调节模块，与所述电网系统以及所述压缩空气储能系统分别相连，用于当所述电网负荷检测模块检测到所述电网系统的需求电量小于或等于最小额定需求电量时，向所述压缩空气储能系统发送电量调节信号，以使所述压缩空气储能系统减少或停止向所述电网系统释放电能。
[0015]优选地，电量调节模块还与所述火力发电站相连，用于当所述电网负荷检测模块检测到所述电网系统的需求电量小于或等于最小额定需求电量时，向所述火力发电站发送第一电能控制信号，以使所述火力发电站停止或减少向所述电网系统发送电量并将多余电量释放入所述压缩空气储能系统。
[0016]优选地，电量调节模块还分别与所述风力发电站以及所述生物质发电站相连，用于当所述电网负荷检测模块检测到所述电网系统的需求电量小于或等于最小额定需求电量时，向所述风力发电站以及所述生物质发电站发送第二电能控制信号，以使所述风力发电站与所述生物质发电站向所述电网系统开始发送电能或增加发送的电能。
[0017]优选地，所述火力发电站包括第一汽轮机;所述生物质发电站包括第二汽轮机;所述风力发电站包括电动机;所述压缩空气储能系统包括:
[0018]与所述第一汽轮机相连的火电站空气压缩机；
[0019]与所述第二汽轮机相连的生物质电站空气压缩机；
[0020]与所述电动机相连的风电站空气压缩机；
[0021]分别与所述火电站压缩机、生物质电站空气压缩机以及所述风电站空气压缩机相连通的储气室;与所述储气室相连通的换热器;与所述换热器相连通的蓄热器;与所述蓄热器相连通的透平机;与所述透平机相连通的发电机;所述发电机与所述电网系统电连接。
[0022]优选地，所述蓄热器还与所述火力发电站中的锅炉循环水输出管道以及锅炉烟气管道相连通，用于吸收所述火力发电站中的锅炉循环水以及锅炉烟气的热量。
[0023]根据本发明的第二方面，还提出了一种发电站与压缩空气联合储能发电方法，该方法用于本发明第一方面提供的发电站和压缩空气联合储能发电系统，该发电站与压缩空气联合储能发电方法包括:
[0024]需求负荷系统检测电网系统的需求电量；
[0025]所述需求负荷系统判断所述电网系统的需求电量是否大于或等于最大额定需求电量，若所述电网系统的需求电量大于所述最大额定需求电量，则所述需求负荷系统控制所述压缩空气储能系统向所述电网系统释放或增加释放的电能；
[0026]所述需求负荷系统判断所述电网系统的需求电量是否小于或等于最小额定需求电量，若所述电网系统的需求电量小于或等于所述最小额定需求电量，则所述火力发电站、所述风力发电站和/或所述生物质发电站停止或减少向所述电网系统释放的电能，并将多余电能释放入所述压缩空气储能系统进行储存。
[0027]优选地，所述方法还包括:当所述电网系统的需求电量小于或等于所述最小额定需求电量时，所述压缩空气储能系统停止或减少向所述电网系统释放电能。
[0028]优选地，所述方法还包括:当所述电网系统的需求电量小于或等于所述最小额定需求电量时，所述火力发电站停止向所述电网系统发送电量，并将多余电量释放入所述压缩空气储能系统;所述风力发电站或所述生物质发电站向所述电网系统发送电量。
[0029]优选地，所述方法，还包括:蓄热器吸收所述火力发电站中的锅炉循环水以及锅炉烟气的热量；
[0030]使用所述锅炉循环水以及锅炉烟气的热量加热与所述蓄热器相连通的储气室提供的压缩空气；
[0031]当所述压缩空气加热到预定温度且所述电网系统的需求电量大于或等于最大额定需求电量时，将加热后的所述压缩空气发送至所述透平机，以使所述透平机驱动发电机进行发电。
[0032]本发明提供的发电站和压缩空气联合储能发电系统与方法的方案，通过将火力发电站、风力发电站以及生物质发电站接入压缩空气储能系统，能够将多余的电能输入到该压缩空气储能系统进行存储，需求负荷系统接入电网系统，能够检测到电网系统需求电量过大时，控制压缩空气储能系统向电网系统是否或增加释放的电能;并在检测到电网系统的需求电量较小时，火力发电站、风力发电站和/或生物质发电站停止或减少向电网系统释放的电能，并将多余电能暂时释放入该压缩空气储能系统中进行存储，从而能够在风力能源或生物质能源接入电网时，有效地对电网系统的用电量进行调峰，同时，可以暂时将火力发电站的电能暂时存入压缩空气储能系统，然后使用风力发电站或生物质发电站的电能对电网系统进行供电，从而克服了清洁能源的间歇性或稳定性问题，减少了清洁能源的浪费，提尚风能以及生物质能的利用率。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领