一种提高可再生能源供能可靠性的系统及方法与流程

本发明涉及可再生能源，具体为一种提高可再生能源供能可靠性的系统及方法。

背景技术：

1、大型风电光伏基地建设，是实现碳达峰、碳中和目标的关键支撑。然而，风力、光伏发电具有间歇性与波动性，电网难以承受。大型风光能源基地弃风弃光、投资浪费等现象严重。氢能具有高能量密度、可储存运输和环保无污染的特点，大力发展风光能源绿电制氢及氢能多途径高效利用已成为提高可再生能源消纳比例的关键技术之一。利用可再生能源大规模制氢，将电能直接转化为氢能进行存储，提高新能源消纳比例，同时可以将氢能再转化为冷热电等多种能源，提高可再生能源的供能可靠性。

2、本发明提出了一种提高可再生能源供能可靠性的系统及方法，利用可再生能源制氢、掺氢燃机及储能电池实现了可再生能源高效利用，解决了有效解决可再生能源不稳定性及间歇性问题，达到90％以上满足保证电量的可利用率。太阳能光伏光热一体化装置在提高光伏板发电效率的前提下将低温热源结合余热锅炉、溴化锂机组进行供热制冷，降低了供热供冷成本。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高可再生能源供能可靠性的系统及方法，解决了上述背景技术提到的可再生能源不稳定性及间歇性问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种提高可再生能源供能可靠性的系统，包括光伏光热一体化与风机，所述光伏光热一体化与风机电性连接有储能电池与电解槽，所述光伏光热一体化与风机、储能电池、电解槽之间分别电性连接有第一开关与第二开关，所述电解槽连接有压缩机，所述压缩机连接有储氢罐，所述储氢罐连接有氢气纯化设备，所述氢气纯化设备连接有掺氢燃气轮机，所述掺氢燃气轮机连接有余热锅炉，所述余热锅炉通过第一截止阀连接有第二换热器，所述第二换热器连接有用户热负荷，所述第二换热器连接有第一换热器，所述余热锅炉连接有溴化锂机组，所述余热锅炉与溴化锂机组之间设置有第二截止阀，所述溴化锂机组连接有第三换热器，第三换热器连接有用户冷负荷，掺氢燃气轮机以及储能电池连接有用户电负荷。

3、优选的，所述用户热负荷是指用户需要摄入和排出的热量数量，用以满足空调、供暖和其他热能需求。

4、优选的，所述用户电负荷是指用户需要消耗的电能数量，用于满足电力供应的需求。

5、优选的，所述用户冷负荷是指用户需要摄入和移除的冷量数量，用于满足空调和制冷设备的需求。

6、优选的，所述光伏光热一体化和风机为系统提供电力来源，并且将其转换的电能传输到储能电池中进行储存，并且多余的电力会传输至电解槽内进行电解水制氢。

7、优选的，所述第一换热器与光伏光热一体化相连。

8、一种提高可再生能源供能可靠性的系统的方法，包括以下步骤：

9、s1.光伏光热风能发电，通过光伏光热一体化与风机来为系统提供电力来源，以及通过储能电池进行电力储存；

10、s2.氢气发电，氢气输送进氢气纯化设备进行纯化，随后将纯化后的氢气输送进掺氢燃气轮机内进行发电；

11、s3.氢气发电余热供热，将掺氢燃气轮机运行产生的烟气等余热资源输入余热锅炉；

12、s4.溴化锂机组制冷，余热锅炉的热量输入溴化锂机组进行制冷。

13、优选的，所述步骤s1中，当储能电池充满电后，断开第一开关，随后闭合第二开关，此时能够将光热一体化与风机发电的多余电力输入电解槽进行电解水制氢。

14、优选的，所述步骤s1中，光伏光热一体化的热量传输到第一换热器内，为第一换热器提供高温热源，同时被换热后的低温水重新回流进光伏光热一体化内，为光伏板进行降温。

15、优选的，所述步骤s2中，储氢罐中的氢气输送进氢气纯化设备进行纯化，将纯化后的氢气输送进掺氢燃气轮机内进行发电。

16、本发明提供了一种提高可再生能源供能可靠性的系统及方法。具备以下

17、有益效果：

18、(1)、该提高可再生能源供能可靠性的系统及方法在使用时，通过利用制氢及掺氢燃机可以频繁启停且不影响寿命的特性，有效解决可再生能源不稳定性及间歇性问题，达到90％以上满足保证电量的可利用率。

19、(2)、该提高可再生能源供能可靠性的系统及方法在使用时，能够将太阳能电池板产生的热量及时散发出去，避免了过热对电池板的影响，从而保证了太阳能电池板的稳定运行和高效的发电效率。

20、(3)、该提高可再生能源供能可靠性的系统及方法在使用时，通过利用光伏余热和掺氢燃机余热，结合余热锅炉进行供热供冷，实现了新能源的就地消纳和能量的梯级利用，这种综合利用方式不仅提高了系统能效，而且降低了环境污染，为可持续发展做出了积极贡献。

21、(4)、该提高可再生能源供能可靠性的系统及方法在使用时，通过系统配置的储能电池，利用储能电池毫秒级响应特性保证了系统不间断供电。

技术特征：

1.一种提高可再生能源供能可靠性的系统，包括光伏光热一体化(1)与风机(2)，其特征在于：所述光伏光热一体化(1)与风机(2)电性连接有储能电池(4)与电解槽(6)，所述光伏光热一体化(1)与风机(2)、储能电池(4)、电解槽(6)之间分别电性连接有第一开关(3)与第二开关(5)，所述电解槽(6)连接有压缩机(7)，所述压缩机(7)连接有储氢罐(8)，所述储氢罐(8)连接有氢气纯化设备(9)，所述氢气纯化设备(9)连接有掺氢燃气轮机(10)，所述掺氢燃气轮机(10)连接有余热锅炉(12)，所述余热锅炉(12)通过第一截止阀(13)连接有第二换热器(14)，所述第二换热器(14)连接有用户热负荷(15)，所述第二换热器(14)连接有第一换热器(11)，所述余热锅炉(12)连接有溴化锂机组(17)，所述余热锅炉(12)与溴化锂机组(17)之间设置有第二截止阀(16)，所述溴化锂机组(17)连接有第三换热器(18)，第三换热器(18)连接有用户冷负荷(19)，掺氢燃气轮机(10)以及储能电池(4)连接有用户电负荷(20)。

2.根据权利要求1所述的一种提高可再生能源供能可靠性的系统，其特征在于：所述用户热负荷(15)是指用户需要摄入和排出的热量数量，用以满足空调、供暖和其他热能需求。

3.根据权利要求1所述的一种提高可再生能源供能可靠性的系统，其特征在于：所述用户电负荷(20)是指用户需要消耗的电能数量，用于满足电力供应的需求。

4.根据权利要求1所述的一种提高可再生能源供能可靠性的系统，其特征在于：所述用户冷负荷(19)是指用户需要摄入和移除的冷量数量，用于满足空调和制冷设备的需求。

5.根据权利要求1所述的一种提高可再生能源供能可靠性的系统，其特征在于：所述光伏光热一体化(1)和风机(2)为系统提供电力来源，并且将其转换的电能传输到储能电池(4)中进行储存，并且多余的电力会传输至电解槽(6)内进行电解水制氢。

6.根据权利要求1所述的一种提高可再生能源供能可靠性的系统，其特征在于：所述第一换热器(11)与光伏光热一体化(1)相连。

7.根据权利要求1所述的一种提高可再生能源供能可靠性的系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种提高可再生能源供能可靠性的系统的方法，其特征在于：所述步骤s1中，当储能电池(4)充满电后，断开第一开关(3)，随后闭合第二开关(5)，此时能够将光热一体化(1)与风机(2)发电的多余电力输入电解槽(6)进行电解水制氢。

9.根据权利要求7所述的一种提高可再生能源供能可靠性的系统的方法，其特征在于：所述步骤s1中，光伏光热一体化(1)的热量传输到第一换热器(11)内，为第一换热器(11)提供高温热源，同时被换热后的低温水重新回流进光伏光热一体化(1)内，为光伏板进行降温。

10.根据权利要求7所述的一种提高可再生能源供能可靠性的系统的方法，其特征在于：所述步骤s2中，储氢罐(8)中的氢气输送进氢气纯化设备(9)进行纯化，将纯化后的氢气输送进掺氢燃气轮机(10)内进行发电。

技术总结
本发明涉及可再生能源技术领域，公开了一种提高可再生能源供能可靠性的系统及方法。该提高可再生能源供能可靠性的系统，包括光伏光热一体化与风机，所述光伏光热一体化与风机电性连接有储能电池与电解槽，所述光伏光热一体化与风机、储能电池、电解槽之间分别电性连接有第一开关与第二开关，所述电解槽连接有压缩机，所述压缩机连接有储氢罐，所述储氢罐连接有氢气纯化设备，所述氢气纯化设备连接有掺氢燃气轮机，所述掺氢燃气轮机连接有余热锅炉。本发明通过利用制氢及掺氢燃机可以频繁启停且不影响寿命的特性，有效解决可再生能源不稳定性及间歇性问题，达到90％以上满足保证电量的可利用率。

技术研发人员：王晓海,王佑天,胡永锋,徐静静,江婷,张瑞寒
受保护的技术使用者：中国华电科工集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21