本发明属于复合发电,具体涉及一种复合发电系统。
背景技术:
1、近年来新能源装机容量逐年增加,然而由于可再生能源存在波动性和间歇性等问题,导致火力发电机组需提升自身负荷的升降灵活性,以承接电网的调峰工作。
2、目前燃气轮机发电通常与余热锅炉结合,形成燃气-蒸汽联合循环的高效发电模式,但是,该发电模式常常采用“以热定电”的运行方式,而该运行方式受热电强耦合特性制约,导致大幅降低发电系统的调峰调频能力。
3、因此,亟需一种复合发电系统,以既能利用可再生能源发电,又能提升发电系统的调峰调频能力。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种复合发电系统的新技术方案。
2、根据本发明的一个方面,提供了一种复合发电系统,包括:
3、第一发电单元,所述第一发电单元包括燃气轮机、第一发电机和余热锅炉;所述燃气轮机的第一输出端与第一发电机连接,第二输出端与余热锅炉连接;所述燃气轮机与所述第一发电机配合以将燃气的化学能转化为电能并输送至电网,同时,燃气轮机的排气进入所述余热锅炉内;
4、第二发电单元,所述第二发电单元包括电解池、固体氧化物燃料电池、第一储气罐和第二储气罐;所述电解池与所述余热锅炉连接;所述第一储气罐以及第二储气罐的输入端分别连接所述电解池,输出端分别连接所述固体氧化物燃料电池;
5、余热锅炉的排气进入所述电解池,所述电解池用于在将余热锅炉的排气和空气的作用下,将可再生能源产生的电能电解并生成h2、co、空气和o2,所述h2、co储存于所述第一储气罐,所述空气和o2空气储存于第二储气罐;
6、在将第一储气罐中的h2、co输送至固体氧化物燃料电池的燃料电极,并将空气和o2输送至固体氧化物燃料电池的空气电极时,固体氧化物燃料电池中的电解反应产生的电能输送至电网以增加电网的负荷。
7、可选地,复合发电系统还包括第三发电单元,所述第三发电单元包括汽轮机、第二发电机、凝汽机;所述汽轮机的输入端与所述余热锅炉连接,第一输出端与所述第二发电机连接,第二输出端与所述凝汽机连接,所述凝汽机的输出端与所述余热锅炉连接。
8、可选地,所述电解池包括燃料电极和空气电极,所述燃料电极和余热锅炉连接;所述余热锅炉的排气输送至燃料电极,空气输入至空气电极;其中,所述余热锅炉的排气包括co2和h2o。
9、可选地,还包括第一输送管和第一循环管;
10、所述第一输送管的一端连接所述余热锅炉,另一端连接所述燃料电极;所述第二输送管的一端连接至所述固体氧化物燃料电池,另一端连接所述第一输送管;
11、所述固体氧化物燃料电池电解过程产生的co2和h2o输入至第一输送管并与所述第一输送管内的co2和h2o混合后进入所述燃料电极。
12、可选地,还包括第三储气罐,所述第三储气罐设置于所述第一输送管的靠近所述燃料电极的一侧。
13、可选地,所述燃料电极的材质为钌基材料或铈基材料。
14、可选地,所述空气电极的材质为钌基材料或铈基材料。
15、可选地,所述可再生能源包括太阳能。
16、可选地,所述可再生能源包括风能。
17、可选地,所述可再生能源包括水能。
18、本发明的一个技术效果在于:
19、在本申请实施例中,利用余热锅炉的排气以及空气将可再生能源发出的不稳定电能电解并生成h2、co和o2,并将其储存于第一储气罐和第二储气罐内。当电网需要高负荷运行时,通过将第一储气罐中的h2、co输送至固体氧化物燃料电池的燃料电极,并将空气和o2输送至固体氧化物燃料电池的空气电极时,固体氧化物燃料电池中的电解反应产生的电能输送至电网以增加电网的负荷。
20、因此,该复合发电系统设计合理,既能利用可再生能源发电,又能提升发电系统的调峰调频能力。
1.一种复合发电系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的复合发电系统,其特征在于,还包括第三发电单元,所述第三发电单元包括汽轮机、第二发电机、凝汽机;所述汽轮机的输入端与所述余热锅炉连接,第一输出端与所述第二发电机连接,第二输出端与所述凝汽机连接,所述凝汽机的输出端与所述余热锅炉连接。
3.根据权利要求2所述的复合发电系统,其特征在于,所述电解池包括燃料电极和空气电极,所述燃料电极和余热锅炉连接;所述余热锅炉的排气输送至燃料电极,空气输入至空气电极;其中,所述余热锅炉的排气包括co2和h2o。
4.根据权利要求3所述的复合发电系统,其特征在于,还包括第一输送管和第一循环管;
5.根据权利要求4所述的复合发电系统,其特征在于,还包括第三储气罐,所述第三储气罐设置于所述第一输送管的靠近所述燃料电极的一侧。
6.根据权利要求5所述的复合发电系统,其特征在于,所述燃料电极的材质为钌基材料或铈基材料。
7.根据权利要求5所述的复合发电系统,其特征在于,所述空气电极的材质为钌基材料或铈基材料。
8.根据权利要求1所述的复合发电系统,其特征在于,所述可再生能源包括太阳能。
9.根据权利要求1所述的复合发电系统,其特征在于,所述可再生能源包括风能。
10.根据权利要求1所述的复合发电系统,其特征在于,所述可再生能源包括水能。
