一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统和方法与流程

    技术2024-12-21  45


    本发明属于火力发电厂灵活性调峰领域,能满足电网大幅度、长时间的上下调峰需求,可用于所有再热式机组,不受供热/非供热工况的限制,满足新型电力系统要求,具体涉及一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统和方法。


    背景技术:

    1、我国力争实现2030年前碳达峰和努力争取2060年前碳中和的目标,对优化能源结构和煤炭清洁高效利用提出了更高要求。煤电机组改造升级是提高电煤利用效率、减少电煤消耗、促进清洁能源消纳的重要手段,对推动碳达峰碳中和目标如期实现具有重要意义。

    2、截至2020年底,全国发电装机容量22亿千瓦,火电以57%的装机容量占比发出了68%的电量,仍然是我国电源侧的中流砥柱。为推动碳达峰碳中和目标的实现,近年来我国风力、光伏发电发展迅速,装机容量逐年递增,消纳问题也日益突出,弃风、弃光造成了极大的能源浪费和经济损失。为了降低弃风、弃光比例,同时保证电网运行稳定性和安全性,煤电机组正逐步由提供电力、电量的主体性电源,向提供可靠电力、调峰调频能力的基础性电源转变,因此对于煤电机组的灵活性运行提出了更高的要求。

    3、为鼓励火电机组参与区域深度调峰,不少地区对参与调峰的机组给予一定电价补偿。随着调峰深度的增加电网给与的补贴政策更有利,因此需要进一步提升煤电机组的调峰深度,提高新能源消纳能力,同时提高煤电企业的整体收益。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是最大可实现零功率上网的调峰深度,提出一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统和方法。该系统应用范围广泛,改造范围小、投资回报率高,运行可靠性高,有利于进一步推广。

    2、一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统,包括,锅炉汽机单元、电热储能单元、供热输出单元、旁路调节单元、供热外网;其特征在于,

    3、旁路调节单元设置于主蒸汽管路和锅炉再热器冷端之间,用于调节输入给汽机的蒸汽量;

    4、电热储能单元接入厂电系统,通过电加热储热介质进行储能;

    5、供热输出单元管路连接锅炉汽机单元及电热储能单元,同时管路连接供热外网;

    6、从锅炉汽机单元及电热储能单元获取热能用于加热供热外网中的热媒。

    7、一种电储热实现热电联产机组零功率上网的方法,其特征在于:

    8、热电联产机组进行深调运行工况;

    9、1-1、当热电联产机组进行深调运行时,若深调深度有限,启动供热输出单元,并通过旁路调节单元调整发电负荷;

    10、1-2、当热电联产机组进行调峰深度进一步增加时,通过旁路调节单元调整已无法满足调峰深度要求,启动电热储能单元进行储能,根据深调负荷的需求调节电加热器的放热量,消纳所有上网电量,实现机组零出力运行;

    11、当深调结束后,机组负荷上升时,旁路单元退出运行;

    12、2-1、当电热储能单元散热量能够满足用户需求时,供热输出单元从电热储能单元获取热能用于加热供热外网中的热媒;

    13、2-2、当电热储能单元散热量不能够满足用户需求时,供热输出单元从汽轮机系统中抽气补充一部分热量,用于加热供热外网中的热媒.

    14、2-3、当电热储能单元超过用户需求时,将电热储能单元中一部分热量送入汽轮机凝结水系统;

    15、2-4、当无热用户需求时,电热储能单元全部储热热量送入汽轮机凝结水系统。

    16、本发明的有益效果是:

    17、与现有技术相比,本发明设计了一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统和方法,通过设置电极锅炉等设备和相关管道系统,进一步提升煤电机组的调峰深度,提高新能源消纳能力,同时提高煤电企业的整体收益。此外,该系统应用范围广泛,可实现机和多机并联使用,大大减小了改造的范围,节省了改造成本。本发明改造范围小、投资成本低,运行可靠性高,利于进一步推广应用。



    技术特征:

    1.一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统,包括,锅炉汽机单元、电热储能单元、供热输出单元、旁路调节单元、供热外网;其特征在于,

    2.根据权利要求1所述一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统,其特征在于,还包括顶峰运行补偿单元;

    3.根据权利要求1所述一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统,其特征在于,供热输出单元包括主供热输出单元、辅供热输出单元;

    4.根据权利要求1所述一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统,其特征在于,旁路调节单元包括高压旁路和减温器,高压旁路设置于主蒸汽管道和高压缸排汽管路之间,减温器接入锅炉给水;高压旁路上还安装有调节阀用于调节高压旁路中的主蒸汽流量。

    5.根据权利要求1所述一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统,其特征在于,电热储能单元包括,电加热器和热储罐;电加热器和热储罐之间通过加热回路进行管路连接;

    6.根据权利要求3所述一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统,其特征在于,主供热输出单元、辅供热输出单元可分别接入同一供热外网或不同供热外网。

    7.根据权利要求5所述一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统,其特征在于,电加热器和热储罐中的储热介质为水或其他热媒。

    8.一种基于权利要求1所述电储热实现热电联产机组零功率上网的系统的运行方法,其特征在于:

    9.根据权利要求8所述的运行方法,其特征在于:

    10.根据权利要求9所述的运行方法,其特征在于:


    技术总结
    一种电储热实现热电联产机组零功率上网的系统,包括,锅炉汽机单元、电热储能单元、供热输出单元、旁路调节单元、供热外网;旁路调节单元设置于主蒸汽管路和锅炉再热器冷端之间,用于调节输入给汽机的蒸汽量;电热储能单元接入厂电系统,通过电加热储热介质进行储能;供热输出单元管路连接锅炉汽机单元及电热储能单元,同时管路连接供热外网;从锅炉汽机单元及电热储能单元获取热能用于加热供热外网中的热媒;进一步提升煤电机组的调峰深度,提高新能源消纳能力,同时提高煤电企业的整体收益。

    技术研发人员:赵若昱,余小兵,张波,李卫东,李彦猛,王翔,郭向健,王东晔,郑天帅,顾雨恒,刘学亮,王昱坤,王世硕,甘鹏强
    受保护的技术使用者:西安热工研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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