[发明专利]一种燃气轮机储能系统及峰谷发电方式

说明书

本发明公开了燃气轮机储能系统及峰谷发电方式，燃气轮机发电机组包括核心机和自由机，所述核心机包括压气机、涡轮和燃烧室；自由机包括自由涡轮和发电机；压气机设置一备用出口，该备用出口连接第一换热器后连接至储气箱入口，涡轮出气端连接至第二换热器入口后连接自由涡轮入口，储气箱出口连接至第二换热器与涡轮的排气。本发明避免了燃气轮机在用电谷段完全停机，有效利用该时段制备高压气体以供用电峰段使用。

技术领域

本发明涉及燃气轮机的能量利用领域，具体为一种燃气轮机储能系统及峰谷发电方式。

背景技术

分布式能源系统集节能、环保和高安全性等优势于一身，是缓解能源危机，减少环境污染和温室气体排放，提高能源安全性，实现可持续发展战略的有效途径。作为分布式能源系统的重要发展方向，微型燃气轮机是提供清洁、可靠、高质量、多用途的小型分布式能源的最佳方式之一，目前在美国、日本、欧盟等发达国家和地区及国内发展迅速。基于微型燃气轮机的分布式能源系统由于其尺寸小重量轻、燃料适应性强、燃料消耗率低、噪音震动小、污染排放低及维护费用低等优势有望广泛应用到为居民楼、办公楼等场合。

但现有的微型燃气轮机的分布式能源系统，仍存在排出的高温废气的余热未被高效利用、热循环效率不高，造成能源浪费等缺点。

根据物价局经济贸易委员会电力工业局联合发文的文件精神，居民生活用电峰谷电，是在城市居民当中开展试点的一种新电价类别。它是将一天24小时划分成两个时间段，把8:00-22:00共14小时称为峰段，执行峰电价为0.568元/kwh；22:00-次日8:00共10个小时称为谷段，执行谷电价为0.288元/kwh。峰谷电价意义在于，鼓励居民利用低谷电价的优惠条件大量消费低谷电力，比如电热水器、空调和其他电器设备。同时，对电力部门来说，将高峰用电转移到低谷时段，既缓解了高峰电力供需缺口，又促进了电力资源的优化配置，是一项削峰填谷的双赢策略。

燃气轮机作为发电机组，如果能在峰谷时段分开发电，则会大大降低用户峰段用电成本，在谷段节约的能源也可以被有效利用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种燃气轮机储能系统及峰谷发电方式。

为实现上述目的，本发明采取下述方案：

一种燃气轮机储能系统，燃气轮机发电机组包括核心机和自由机，所述核心机包括压气机、涡轮和燃烧室，所述压气机和涡轮分别套设在同一转轴两端，压气机出口连通燃烧室，燃烧室出气口连通涡轮进气端；自由机包括自由涡轮和发电机，所述涡轮和发电机分别套设于自由转轴的两端。燃气轮机正常工作时，工质从压气机入口进入经压气机压缩后从其出口进入燃烧室，在燃烧室内点火并燃烧后喷出的高温高压气体推动涡轮做功，涡轮带动同轴的压气机工作，对涡轮做功后的高温高压气体排出，推动其后侧的自由涡轮转动进而带动与其同轴的发电机发电。

压气机设置一备用出口，该备用出口连接第一换热器后连接至储气箱入口，涡轮出气端连接至第二换热器入口后连接自由涡轮入口，储气箱出口连接至第二换热器与涡轮的排气汇合。在用电低谷时，仅开启压气机，压气机备用出口排出的气体与第一换热器进行热交换后温度降低，之后进入储气箱存储起来，第一换热器对压气机备用出口排出的气体余热进行回收利用；在用电高峰时，开启燃气轮机，关闭压气机备用出口及储气箱入口，开启储气箱的出口，储气箱内在用电低谷阶段储存的气体在第二换热器内进行热交换，得到温度相对均匀的气体、与涡轮的排气汇合，共同推动自由涡轮转动进而带动与其同轴的发电机发电。

具体地，当第一换热器为液体换热器时，压气机备用出口排出的气体与第一换热器进行热交换后温度降低，之后进入储气箱存储起来，第一换热器内液体温度升高，当该液体为水时，可获得蒸馏水或生活热水供给用户；第一换热器为气体换热器时，压气机备用出口排出的气体与第一换热器进行热交换后温度降低，之后进入储气箱存储起来，第一换热器内气体温度升高，可用于与溴化锂机组连接制冷或和介质供暖装置连接以加热介质供暖或/和空气净化器连接经净化后作为暖气输送至用户。