[实用新型]燃气轮机系统及基于其与新能源发电系统的耦合电力系统

说明书

本公开提供一种燃气轮机系统，包括：压气机，包括压气机气缸及压气机转子，用于使工作介质在压气机气缸和压气机转子之间流动，并被压缩；燃烧室，与所述压气机的工作介质输出端连接；透平，包括透平气缸及透平转子，与所述燃烧室的工作介质输出端连接；加热装置，布置于所述压气机气缸及所述透平气缸的外表面，用于保持所述压气机气缸及所述透平气缸的平均温度不低于其稳定工作状态下所述压气机气缸及所述透平气缸的平均温度的50％，以提高燃气轮机系统的启动速度。本公开还提供一种耦合电力系统，利用如上任一项所述的燃气轮机系统和新能源发电系统；所述新能源发电系统，具有新能源机组，控制系统，负荷，电网。

技术领域

本公开涉及新能源技术领域的耦合电力系统技术领域，尤其涉及一种利用提高燃气轮机响应速度的方法来提高新能源系统稳定性的耦合电力系统。

背景技术

随着清洁能源在电力系统中的比重不断提高，包括风电、光伏和水电等，由于新能源具有间歇和波动的特点，其大规模的接入电网对电力系统安全运行和稳定运行带来了隐患。由于储能技术成本过高，采用储能系统的新能源系统经济性往往较差，而燃气轮机由于其技术成熟，响应速度快，其与新能源系统组成的耦合电力系统具有较好的竞争力，是提高新能源系统稳定性，提高新能源安全消纳的一个重要的技术途径。

传统重型燃气轮机从启动到全负荷，往往需要30分钟左右，无法满足新能源系统快速响应要求。因此，随着电力系统发展需求，对燃气轮机快速响应能力的要求进一步提高。但是由于压气机和透平气缸热容量的影响，升温需要一个过程；而转子和气缸系统热容量不匹配导致二者变形协调不一致，转子系统转速提高带来的离心力的即刻加载，加上环境因素的影响等，导致燃气轮机启动速度不能超过某个极限值，否则会发生转静碰摩，危害燃气轮机安全运行。

因此，提高气缸和转子变形协调能力，可以提高启动阶段转静间隙，从而提高转子系统转速提高的速率，提高燃气轮机快速响应能力。从而进一步提高燃气-新能源电力耦合系统的稳定性。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种燃气轮机系统及基于其与新能源发电系统的耦合电力系统，以缓解现有技术中上述技术问题中的至少之一。

(二)技术方案

本公开的一个方面，提供一种燃气轮机系统，包括：

压气机，包括压气机气缸及压气机转子，用于使工作介质在压气机气缸和压气机转子之间流动，并被压缩；

燃烧室，与所述压气机的工作介质输出端连接，用于从所述压气机接收所述工作介质并在其内部燃烧，形成高温高压工作介质；

透平，包括透平气缸及透平转子，与所述燃烧室的工作介质输出端连接，用于从所述燃烧室接收所述高温高压工作介质，所述高温高压工作介质在透平气缸和透平转子之间流动，使所述高温高压工作介质的温度及压力降低后通过透平出口排出；

加热装置，布置于所述压气机气缸及所述透平气缸的外表面，用于保持所述压气机气缸及所述透平气缸的平均温度不低于其稳定工作状态下所述压气机气缸及所述透平气缸的平均温度的50％，以提高燃气轮机系统的启动速度。

在本公开实施例中，所述压气机包括轴流式压气机、离心式压气机、混流式压气机中的任意一种或其组合。

在本公开实施例中，所述燃烧室包括单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室中的任意一种或者为通过换热器对工质进行加热。

在本公开实施例中，所述气缸外表面布置的分布式可控的加热装置包括电加热装置、高温气体加热、高温液体加热、液态金属加热中的任意一种。

在本公开实施例中，所述各加热方式均包括热传导、对流、辐射、感应加热中的任意一种。