[发明专利]一种氢储能太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法

说明书

本发明公开了一种氢储能太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法，该系统包括通过太阳能集热装置、储热介质与给水换热器、一级、二级给水调节阀耦合太阳能热发电的燃煤发电系统以及包含整流开关、电解制氢槽、储氧罐、储氢罐、氢氧燃料电池、逆变开关等的氢储能系统；通过一级、二级给水调节阀调节流过太阳能蓄热装置的储热介质换热的给水流量，保证最大化利用太阳能，降低煤耗量；通过计算太阳辐照引起的发电功率变化，控制电解制氢槽和氢氧燃料电池的运行，快速抵消太阳辐照变化引起的系统发电功率波动，实现输送给电网的功率稳定，解决弃光问题；本发明能大幅提高机组快速变负荷和宽负荷运行能力，对原有燃煤发电机组结构改造程度小，投资小，经济性好。

技术领域

本发明涉及多能源互补发电技术领域，具体涉及一种氢储能太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法。

背景技术

近年来，在低碳环保发展的要求下，我国政府加快了多能互补示范工程建设。太阳能作为一种清洁环保的可再生能源，在我国能源结构占比中逐渐增加，但是由于太阳能的随机性和波动性较大，大规模发电并网加剧了电网波动，导致电网调峰调频的需求量越来越大，造成了我国部分地区可再生能源消纳困难；目前燃煤机组主要承担我国电力系统调峰任务，然而现有燃煤机组难以快速跟随频繁变化的电网自动发电控制指令。因此，合理地耦合太阳能热发电和燃煤发电并配备相应储能装置，提升机组灵活性，调高电能的有效存储和再利用率，是实现可再生能源有效消纳的重要手段。氢储能是一种稳定清洁且能够实现大规模存储的化学储能方式，同时电解制氢装置启动快，处理调节速度快，因此氢储能可作为一种良好的调峰储能选择。

目前尚未有合理的解决方案使得太阳能热发电和燃煤发电机组以及储能环节能够满足完全消纳太阳能，同时满足电网对机组灵活性的要求，需要解决的问题包括：

1)太阳能热发电受天气限制，难以稳定灵活地满足电网对供电量的需求，需要寻求更有潜力的耦合太阳能、燃煤和储能的方案，提高发电机组向电网供电的稳定性和灵活性。

2)由于太阳能的波动性但燃煤机组调峰性能有限，需要寻求更合理的控制方式来实现始终最大化利用太阳能。

3)由于太阳能热发电受天气限制而燃煤发电内部蓄热能力有限，需要解决氢储能系统如何配合太阳能燃煤耦合发电系统使得氢储能耦合太阳能燃煤发电系统能够更灵活高效调峰的控制问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种氢储能太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法，该系统可实现太阳能热发电与燃煤发电耦合，控制氢储能系统快速抵消太阳能辐照强度变化引起的向电网输送功率的变化，保证太阳能始终保持最大化利用，且输送给电网的电量稳定，同时减轻燃煤机组调峰压力，提高系统灵活性和经济性

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氢储能太阳能燃煤耦合灵活发电系统，包括耦合太阳能热发电的燃煤发电机组热力系统和氢储能系统：其中，