一种基于AGC控制的辅助调峰调频设施系统的制作方法

本实用新型涉及火力(燃气)发电应用领域，尤其涉及一种利用AGC辅助控制电力调峰调频的设施系统。

背景技术：

众所周知电能是不能被储存的，因此用户需要多少电量，电厂就需要同步发出多少电量，这样才不会造成能源的浪费。但是通常在电力系统中各个电厂的需求电负荷是在不断发生变化的，为了维持有功功率平衡，保持系统频率稳定，就需要发电部门相应改变发电机的发电量以适应用电负荷的变化，这就叫做调峰。

现有技术中，燃机-蒸汽联合循环机组(分轴)热电联产项目“以热定电”方式运行，机组利用小时数较低，但调峰调频及AGC需求大；但燃气轮机需要在一定负荷以上才能保证排放达标。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种基于AGC控制的辅助调峰调频设施系统，在现有的燃机-蒸汽联合循环机组(分轴)AGC控制系统基础上，引入AGC调峰调频控制模块，直接控制电厂内的辅助调峰调频设施，可以快速安全地满足电网的调峰调频需求，满足达标排放要求，从而获得辅助服务交易收益，最终增加整体运营效益。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于AGC控制的辅助调峰调频设施系统，包括AGC调峰调频控制模块，所述AGC调峰调频控制模块通讯连接于所述电网调度中心，并直接控制连接于辅助调峰调频设施和燃机-蒸汽联合循环机组的燃机轮机；所述辅助调峰调频设施包括电锅炉、电蓄热锅炉、电压缩热泵、电压缩制冷机组、电解制氢槽或蓄电储能装置中的任意一种或几种组合。

进一步地，所述电蓄热锅炉为固体蓄热电锅炉、电极蓄热锅炉、电加热管蓄热锅炉、高温导热油蓄热电锅炉、相变材料电蓄热锅炉中的任意一种或多种组合。

进一步地，所述电锅炉为电极锅炉、电加热管锅炉、高温导热油电锅炉、电磁锅炉中的任意一种或多种组合。

进一步地，所述电解制氢槽为碱性水溶液电解槽、固体聚合物电解制氢槽或高温固体氧化物电解槽中的任意一种。

进一步地，所述电压缩热泵为电厂循环水余热利用的电压缩热泵、空气源的电压缩热泵以及河水源或江水源电压缩热泵中的一种或几种。

进一步地，所述的电锅炉的热水出口或蒸汽出口连通于蓄热设置、集中供热管网、电厂热力系统或对外工业蒸汽提供管路。

进一步地，电压缩热泵的热水出口或蒸汽出口连通于蓄热设置、集中供热管网、电厂热力系统或对外工业蒸汽提供管路。

进一步地，所述蓄电储能装置包括物理储能装置、电化学储能装置、电磁储能装置、相变储能装置中的至少一种，所述蓄电储能装置设施最终的能源输入和输出以电能的形式参与电网调峰调频。

进一步地，所述蓄电储能装置包括锂离子蓄电池、铅酸蓄电池、铅碳蓄电池、镍氢蓄电池、镍镉蓄电池、钠硫蓄电池、钒液硫蓄电池、镁蓄电池、镍锌蓄电池、锌空气蓄电池中的一种或几种。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型中，电网调度中心通过AGC调峰调频控制模块直接调用电厂内的辅助调峰调频设施，可以做到快速负荷响应，且能够避免AGC控制系统因为调峰调频而频繁控制燃气轮机快速增减负荷，从而给燃气轮机运行带来的安全隐患和寿命降低问题。而且通过电转热、冷、氢、电，从而使得燃机-蒸汽联合循环机组(分轴)具有的储能设施。

另外，电厂内的辅助调峰调频设施的参与，丰富了燃机-蒸汽联合循环机组(分轴)对外输出的能源产品的类型，增加了燃机-蒸汽联合循环机组(分轴)对外供热、供冷、供电的安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的系统组成示意图；

图2为本实用新型实施例1的系统实施示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型作进一步的描述，需要说明的是，以下实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

如图1所示，一种基于AGC控制的辅助调峰调频设施系统，包括AGC调峰调频控制模块13，所述AGC调峰调频控制模块与电网调度中心通讯连接，并分别直接控制连接于辅助调峰调频设施8和燃机-蒸汽联合循环机组的燃机轮机1。AGC调峰调频控制模块从电网调度中心获得机组调峰调频指令，利用集控的AGC系统控制电厂内的辅助调峰调频设施响应电网调峰调频辅助服务的需求。

所述辅助调峰调频设施8，包括电蓄热锅炉、电压缩热泵、电压缩制冷机组、电解制氢槽或蓄电储能装置中的任意一种或几种组合，所述辅助调峰调频设施8直接接受AGC调峰调频控制模块13的控制指令投入和切除，从而实现调峰调频需求的快速响应。

本实施例中，所述AGC调峰调频控制模块13接受电网调度中心的指令后，直接投入或切除厂内的辅助调峰调频设施8，从而在不改变燃机-蒸汽联合循环机组(燃气轮机1)设备的运行工况的情况下，快速响应电网的调峰调频等辅助服务需求。

需要说明的是，一般地，燃机-蒸汽联合循环机组包括燃机轮机1、余热锅炉2、汽轮机3、燃机发电机4、汽机发电机5和主变6，燃机轮机1首先带动燃机发电机4发电，排出的气体送入余热锅炉2中，余热锅炉2为汽轮机3提供蒸汽，汽轮机3带动汽机发电机5发电。燃机发电机4和汽机发电机5的电能经过主变6送入电网7中供电。

如图2所示，对于辅助调峰调频设施中的耗电设施，所述AGC调峰调频控制模块会控制其始终投运在一个中间耗电负荷值，当电网要求机组减小上网发电负荷时，AGC调峰调频控制模块控制这些辅助调峰调频耗电设施增加耗电负荷值；当电网调度中心要求燃机-蒸汽联合循环机组增加上网发电负荷时，集控AGC控制模块控制这些辅助调峰调频耗电设施减小耗电负荷值，上述系统通过这样的方式满足增减负荷的双向调峰调频需求。

本实施例中，所述的电蓄热锅炉为固体蓄热电锅炉、电极蓄热锅炉、电加热管蓄热锅炉、高温导热油蓄热电锅炉、相变材料电蓄热锅炉中的任意一种或多种组合。

本实施例中，所述电解制氢槽可以是碱性水溶液电解槽、固体聚合物电解制氢槽、高温固体氧化物电解槽中的任意一种。

本实施例中，所述电压缩热泵可以是电厂内循环水余热利用的电压缩热泵，也可以是空气源的电压缩热泵，还可以是河水源或江水源电压缩热泵。

本实施例中，所述电蓄热锅炉或电压缩热泵生产的热水或蒸汽，既可以打入蓄热罐或集中供热管网9进行供热，也可以打入电厂内热力系统14进行热量回收，如果蒸汽参数负荷工业蒸汽要求，也可以对外供工业蒸汽。

本实施例中，所述的蓄电储能装置是物理储能装置、电化学储能装置、电磁储能装置或相变储能装置中的至少一种，所述蓄电储能装置最终的能源输入和输出以电能的形式参与电网调峰调频。

本实施例中，所述蓄电储能装置可以是锂离子蓄电池、铅酸蓄电池、铅碳蓄电池、镍氢蓄电池、镍镉蓄电池、钠硫蓄电池、钒液硫蓄电池、镁蓄电池、镍锌蓄电池、锌空气蓄电池中的一种或几种，或物理储能或动能储能中的任意一种。

实施例2

本实施例的系统组成与实施例1基本相同，区别仅在于本实施例中的辅助调峰调频设施特指电蓄热锅炉设备，AGC调峰调频控制模块直接控制电蓄热锅炉的投入切除和功率控制，从而快速响应电网调峰调频辅助服务的要求，其中的电蓄热锅炉可以是固体蓄热电锅炉、电极蓄热锅炉、电加热管蓄热锅炉、高温导热油蓄热电锅炉、相变材料电蓄热锅炉中的任意一种或多种组合。

实施例3

本实施例的系统组成与实施例1基本相同，区别仅在于本实施例中的辅助调峰调频设施特指蓄电储能装置，AGC调峰调频控制模块直接控制蓄电储能装置的投入切除和功率控制，从而快速响应电网调峰调频辅助服务的要求，其中的蓄电储能装置可以是物理储能装置、电化学储能装置、电磁储能装置或相变储能装置中的至少一种，所述蓄电储能装置最终的能源输入和输出以电能的形式参与电网调峰调频，本实施例中，所述蓄电储能装置可以是各种电化学蓄电池中的锂离子电池，铅酸蓄电池、铅碳蓄电池、镍氢蓄电池、镍镉蓄电池、钠硫蓄电池、钒液硫蓄电池、镁蓄电池、镍锌蓄电池、锌空气蓄电池中的一种或几种，或物理储能或动能储能中的任意一种。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本实用新型权利要求的保护范围之内。