一种组合变容量的清洁电力释能方法与流程

本发明涉及储能，尤其涉及一种组合变容量的清洁电力释能方法。

背景技术：

1、电网运行中需要保持发电和用电的实时平衡，因此新能源发电的间隙性和波动性需要配备储能进行平抑，在新能源发电不足时由储能系统进行释能发电进行调节，弥补新能源发电不足带来的问题。压缩空气储能有着容量大、污染小、寿命长等特点，是最具有发展空间的储能类型之一。氢气燃烧和氢燃料电池发电不产生碳排放，是公认的清洁能源。

2、随着新能源的高速发展，新能源装机占比越来越高，对电力系统的影响越来越大，发电功率波动范围也越来越大，新能源长时间大容量发电不足的问题频频出现，甚至出现了数天无发电功率的现象，给电力电量供需平衡带来安全隐患，采用固定容量的电力释能方法会造成容量过小时无法满足电网调节需要，容量过大时经济性差的问题。采用大规模电化学储能将会带来报废后电解液、正负极材料的环境污染问题，因此需要可变容量且环境友好型的长时间电力释能方法。

技术实现思路

1、本发明的技术方案：一种可组合变容量的清洁电力释能方法，通过创造压缩空气混合释能系统与氢气释能系统组合，实现了组合变容量且环境友好型的电力释能方法，解决了目前释能系统中容量恒定且容量较小，无法应对新能源长时间发电功率不足甚至数天无发电功率带来的电力电量不平衡、有环境污染等问题。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了一种组合变容量的清洁电力释能方法，构建一种组合变容量且环境友好型的电力释能方法，满足新能源发电功率不足时电网调节要求。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种组合变容量的清洁电力释能方法，包括：

5、压缩空气混合释能、氢燃气电池释能；

6、计算系统释能发电功率、系统最大释能发电功率、系统释能发电容量、系统最大释能发电容量实现容量的清洁电力释能方法。

7、作为本发明所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法的一种优选方案，其中所述压缩空气释能包括启动燃烧器，将储气罐的压缩空气与储氢罐的压缩氢气混合燃烧后，产生的高温高压气体进入膨胀机做功，膨胀机旋转带动发电机，发出电力进入电网。

8、作为本发明所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法的一种优选方案，其中：所述氢燃气电池释能包括，储氢罐的压缩氢气进入氢燃料电池，发出电力进入电网。

9、作为本发明所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法的一种优选方案，其中：所述系统释能发电功率计算过程如下，

10、pg＝pg，g+ph，g

11、其中，pg，g为压缩空气混合释能系统发电功率，ph,g为氢燃料电池发电功率。

12、作为本发明所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法的一种优选方案，其中：所述系统最大释能发电功率计算过程如下，

13、pg，max＝pg,g,e+ph,g,e

14、其中，pg,g,e为可以在0～100％发电机额定发电率范围调节的发电功率，ph,g,e为在0～100％氢燃料电池额定输出电功率范围调节的电功率。

15、作为本发明所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法的一种优选方案，其中：所述系统释能发电容量包括：

16、压缩空气系统释能发电容量计算过程如下，

17、

18、其中，tg,g为压缩空气混合释能系统释能状态运行时间

19、氢燃料电池发电容量计算过程如下，

20、

21、其中，th,g为氢燃料电池释能发电运行时间。

22、作为本发明所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法的一种优选方案，其中：所述系统释能发电容量还表示为，

23、wg＝wg，g+wh,g

24、作为本发明所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法的一种优选方案，其中：所述系统最大释能发电容量包括，

25、压缩空气系统释能最大发电容量计算过程如下，

26、

27、其中，压缩空气混合释能系统释能状态最长运行时间tg,g,max是储气罐可用运行时间tg,g,lim和储氢罐可用运行时间tg,h,lim的最小值：

28、

29、其中，储气罐可用运行时间tg,g,lim是储气罐压力从当前值pg，r降低至最低限制值pg,lim的时间；

30、其中，储氢罐可用运行时间tg,h,lim是储氢罐压力从当前值ph，r降低至最低限制值ph,lim的时间；

31、氢燃料电池发电最大计算过程如下，

32、

33、th，g，max是储氢罐压力从当前值ph，r降低至最低限制值ph,lim的时间。

34、作为本发明所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法的一种优选方案，其中：所述系统最大释能发电容量还表示为：

35、wg，max＝wg,g,max+wh,g,max

36、作为本发明所述的一种组合变容量的清洁电力释能系统，其特征在于，包括：

37、由储气罐、燃烧器、膨胀机、发电机、储氢罐、氢燃料电池构成；

38、储气罐与燃烧器管道连接，燃烧器与膨胀机管道连接，膨胀机输出轴与发电机连接，发电机与电网电连接。储氢罐与燃烧器管道连接，储氢罐与氢燃料电池管道连接，氢燃料电池与电网电连接。

39、本发明的有益效果：通过创造压缩空气混合释能系统与氢气释能系统组合系统和运行方法，实现了组合变容量且环境友好型的电力释能方法，解决了目前释能系统中容量恒定且容量较小，无法应对新能源长时间发电功率不足甚至数天无发电功率带来的电力电量不平衡、有环境污染等问题，通过压缩空气混合释能系统与氢气释能系统的不同运行控制方式，改变发电释能的容量和时间，提升储能系统的运行灵活性，更好的满足电网不同运行状态的调节需求。

技术特征：

1.一种组合变容量的清洁电力释能方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法，其特征在于：所述压缩空气释能包括启动燃烧器，将储气罐的压缩空气与储氢罐的压缩氢气混合燃烧后，产生的高温高压气体进入膨胀机做功，膨胀机旋转带动发电机，发出电力进入电网。

3.如权利要求1或2所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法，其特征在于：所述氢燃气电池释能包括，储氢罐的压缩氢气进入氢燃料电池，发出电力进入电网。

4.如权利要求1-3任一所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法，其特征在于：所述系统释能发电功率计算过程如下，

5.如权利要求1-4任一所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法，其特征在于：所述系统最大释能发电功率计算过程如下，

6.如权利要求1-5任一所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法，其特征在于：所述系统释能发电容量包括：

7.如权利要求6所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法，其特征在于：所述系统释能发电容量还表示为，

8.如权利要求1-7任一所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法，其特征在于：所述系统最大释能发电容量包括，

9.如权利要求8所述的一种组合变容量的清洁电力释能方法，其特征在于：所述系统最大释能发电容量还表示为：

10.一种组合变容量的清洁电力释能系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种组合变容量的清洁电力释能方法包括压缩空气混合释能、氢燃气电池释能；计算系统释能发电功率、系统最大释能发电功率、系统释能发电容量、系统最大释能发电容量实现容量的清洁电力释能方法，通过创造压缩空气混合释能系统与氢气释能系统组合系统和运行方法，实现了组合变容量且环境友好型的电力释能方法，解决了目前释能系统中容量恒定且容量较小，无法应对新能源长时间发电功率不足甚至数天无发电功率带来的电力电量不平衡、有环境污染等问题，通过压缩空气混合释能系统与氢气释能系统的不同运行控制方式，改变发电释能的容量和时间，提升储能系统的运行灵活性，更好的满足电网不同运行状态的调节需求。

技术研发人员：文贤馗,钟晶亮,邓彤天,周科,李翔,杨涛,范强,蔡永翔,肖小兵,王扬,王冕,苏立,杨旗,曾鹏,陈敦辉,张世海,李枝林,王文强,王锁斌,姜延灿,杨安黔,杨大慧,冯庭勇
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12