一種風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用的方法。風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電的綜合應(yīng)用，風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電可各自分別向電網(wǎng)輸送電能，獨立發(fā)電，也可通過儲能系統(tǒng)將風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電聯(lián)合起來，風(fēng)力發(fā)電的補充可以降低帶儲能光熱電廠的集熱場鏡面面積和占地面積，同時，儲能系統(tǒng)可以將風(fēng)力發(fā)電廠的不能上網(wǎng)的棄電以電熱轉(zhuǎn)換的方式儲存起來，再經(jīng)過熱電轉(zhuǎn)換實現(xiàn)穩(wěn)定的電能輸出。由此可見，風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電的綜合應(yīng)用，能夠提高電廠向電網(wǎng)輸出的穩(wěn)定電能質(zhì)量、完全利用風(fēng)電場棄電、提高風(fēng)電的利用率、提高光熱發(fā)電廠發(fā)電時間、降低電廠造價以及度電成本，是風(fēng)、光資源同時優(yōu)良的地區(qū)新能源應(yīng)用的優(yōu)選解決方案。
【專利說明】—種風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，具體地說，一種用于風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能源短缺、環(huán)境污染等問題已嚴重影響人們的生活和制約社會的發(fā)展，各國競相開展清潔、可再生能源等新能源的開發(fā)和應(yīng)用，這其中比較有代表性的是風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、地?zé)崮芤约吧镔|(zhì)能等等。
[0003]風(fēng)力發(fā)電在以上新能源家族中，以其造價低的優(yōu)勢在全球范圍內(nèi)得以廣泛應(yīng)用，但其自身存在發(fā)電的不穩(wěn)定性的缺陷，造成了目前國內(nèi)大部分建成的風(fēng)力發(fā)電廠發(fā)電不能上網(wǎng)以及上網(wǎng)不能滿發(fā)的尷尬局面；帶儲能光熱發(fā)電廠能夠向電網(wǎng)輸出穩(wěn)定的電能，甚至可作為調(diào)峰電廠，但其造價高也是固有問題。
[0004]本發(fā)明涉及的風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用的方法，在風(fēng)、光資源同時優(yōu)良的地區(qū)，風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電可各自分別向電網(wǎng)輸送電能，獨立發(fā)電；也可通過儲能系統(tǒng)將風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電聯(lián)合起來，風(fēng)力發(fā)電的補充可以降低帶儲能光熱電廠的集熱場鏡面和占地面積，降低光熱電廠造價，同時，儲能系統(tǒng)可以風(fēng)力發(fā)電廠的不能上網(wǎng)的棄電以電熱轉(zhuǎn)換的方式儲存起來，再經(jīng)過熱電轉(zhuǎn)換實現(xiàn)穩(wěn)定的電能輸出，提高了電廠向電網(wǎng)輸出的穩(wěn)定電能質(zhì)量、完全利用了風(fēng)電場棄電、提高了風(fēng)電的利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及的風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用的方法，解決了風(fēng)力發(fā)電廠輸出電能不穩(wěn)定和不能充分滿發(fā)的問題，可使風(fēng)力發(fā)電廠最大程度的利用風(fēng)能資源。也可通過互補方式綜合應(yīng)用，減少帶儲能光熱發(fā)電廠集熱場鏡面面積和占地面積，降低了帶儲能光熱發(fā)電廠造價。
[0006]本發(fā)明的采用的實施方案為:
風(fēng)力發(fā)電廠2任何時刻均按照風(fēng)況追求最大功率發(fā)電，發(fā)出的電能，由智能電網(wǎng)控制器3控制其向電網(wǎng)9輸送既定功率，并將多余的電能輸送至光熱發(fā)電場的儲能系統(tǒng)6，完成風(fēng)電的電熱儲能，補充光熱發(fā)電的儲能能力，光熱發(fā)電利用儲存熱能實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)化。此種儲能方式的應(yīng)用，可實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電廠2的最大化利用。
[0007]目前，我國風(fēng)力發(fā)電廠2存在普遍的棄風(fēng)狀況，也就是棄電。據(jù)2012年有關(guān)部門不完全統(tǒng)計，全國當(dāng)年有超過200億千萬時的風(fēng)電電能被放棄，這部分電能如果用風(fēng)-電-熱-電的方式利用起來，效率可達25%以上，這就意味著至少有50億千萬時的電能被回收，相當(dāng)于一個裝機容量100萬千瓦的大型火電廠一年的發(fā)電量，也相當(dāng)于一個中等城市一年的用電量。
[0008]光熱發(fā)電，尤其是帶儲能光熱發(fā)電，可以像火電廠一樣，向電網(wǎng)9輸出穩(wěn)定的電能。帶儲能光熱發(fā)電廠吸收來自風(fēng)電的電熱儲能，可以減少光熱發(fā)電廠的光熱儲能容量，減小太陽倍數(shù)(solar multiple,簡寫SM),等于減小了所需的集熱場4鏡面面積和占地面積，眾所周知，集熱場4造價是占光熱發(fā)電廠造價最大的一部分，所以，減小集熱場4鏡面面積和占地面積，可大幅縮減光熱發(fā)電廠的造價成本。
[0009]一定比例的風(fēng)力發(fā)電和光熱發(fā)電的組合，可實現(xiàn)光熱發(fā)電24小時發(fā)電，甚至24小時滿發(fā)，而所增加的僅僅在于輸電方面的極少量成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用框架圖
其中，1、線路A ;2、風(fēng)力發(fā)電廠；3、智能電網(wǎng)控制器；4、光熱發(fā)電廠集熱場；5、線路B ;
6、儲能系統(tǒng)；7、換熱器；8、汽輪機；9、電網(wǎng)。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0012]如圖1，風(fēng)力發(fā)電廠2通過線路A I與電網(wǎng)連接，通過線路B 5與光熱發(fā)電廠儲能系統(tǒng)6連接，風(fēng)力發(fā)電廠向電網(wǎng)9輸送電能還是向熱發(fā)電廠儲能系統(tǒng)6輸送電能由智能電網(wǎng)控制器3控制。風(fēng)力發(fā)電廠2任何時刻均追求最大功率發(fā)電，發(fā)出能電能，除滿足電網(wǎng)所要求的既定功率外，將多余的電能主要輸送至光熱發(fā)電廠的儲能系統(tǒng)6，給儲能系統(tǒng)6中的加熱器供電，加熱儲能介質(zhì)，完成電熱轉(zhuǎn)換過程，也就是風(fēng)電的電熱儲能。
[0013]部分風(fēng)電也可由智能電網(wǎng)控制器3控制作為光熱發(fā)電廠自身消耗的電能來源，這樣可減少光熱發(fā)電廠對其自身發(fā)出的穩(wěn)定電能的損耗。
[0014]此種儲能方式的應(yīng)用，可實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電廠2的最大化利用。
[0015]帶儲能的光熱發(fā)電廠，可以是槽式、塔式，甚至其他類型的光熱發(fā)電廠，由集熱場、儲能系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)組成。集熱場4捕獲太陽能熱能，通過直接或者間接方式將水轉(zhuǎn)化為蒸汽，推動發(fā)電系統(tǒng)中的汽輪機8實現(xiàn)發(fā)電，實現(xiàn)穩(wěn)定的電能輸出給電網(wǎng)。
[0016]帶儲能的光熱發(fā)電廠，集熱場4造價是電廠總造價的最大組成部分，在集熱場設(shè)計中，集熱場4的規(guī)模大小由設(shè)計功率、太陽直接輻射、光電轉(zhuǎn)化效率、太陽倍數(shù)SM和儲能時長等共同決定。太陽倍數(shù)SM是一個關(guān)鍵參數(shù)，儲能時常越長，太陽倍數(shù)SM越大，集熱場規(guī)模就越大，造價成本也就越高。如果用風(fēng)電的棄電做電熱儲能，那么光熱儲能的容量就可以降低，太陽倍數(shù)SM可取低值，集熱場4規(guī)?？纱蠓鶞p小，造價成本也相應(yīng)大幅減少。
[0017]風(fēng)力發(fā)電和光熱發(fā)電的綜合應(yīng)用，按照一定比例的風(fēng)力發(fā)電和光熱發(fā)電的組合，完全利用了風(fēng)電的棄電實現(xiàn)電熱儲能，配以少量的光熱儲能，可實現(xiàn)光熱發(fā)電24小時發(fā)電，甚至24小時滿發(fā),而所增加的僅僅在于風(fēng)力發(fā)電廠與光熱發(fā)電廠間輸電方面的極少量成本。
[0018]實例一:
西班牙的Andasol 1、2、3三個50MW光熱電廠,分別設(shè)計7.5小時儲能,預(yù)計年發(fā)電量
1.65億千瓦時，太陽倍數(shù)SM取值為2，集熱場鏡面面積約51萬平米，占地面積200萬平米。
[0019]同等設(shè)計容量50MW的光熱電廠，如果采用風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合互補應(yīng)用，集熱場鏡面面積可降低40%-50%，占地同等縮小，理論上，年發(fā)電量可達原設(shè)計的2.5倍以上，也就是4.1億千瓦時。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用的方法,其特征在于:風(fēng)力發(fā)電廠和光熱發(fā)電廠綜合互補應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用的方法，其特征在于:風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電可各自分別向電網(wǎng)輸送電能，獨立發(fā)電；也可通過儲能系統(tǒng)將風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電聯(lián)合起來，風(fēng)力發(fā)電多余電能輸送給光熱發(fā)電儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)電熱儲能，補充光熱發(fā)電的儲能能力，光熱發(fā)電利用儲存熱能實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用的方法，其特征在于:風(fēng)力發(fā)電廠任何時刻均按照風(fēng)況最大功率發(fā)電，實現(xiàn)風(fēng)電廠的最大化利用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電與光熱發(fā)電綜合應(yīng)用的方法，其特征在于:利用風(fēng)力發(fā)電的電熱儲能，光熱發(fā)電的集熱場鏡面面積和占地面積得以縮小，造價成本得以減少。
【文檔編號】F03D9/00GK103967716SQ201410224825
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】張生華, 胡軍, 劉俊 申請人:成都博昱新能源有限公司