[发明专利]基于压缩空气储能与火电厂的联合控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源、储能技术和电力调度的复合技术领域，尤其涉及一种基于压缩空气储能与火电厂的联合控制系统及方法。

背景技术

传统冬季供暖情况，如中国北方的城市，白天和晚上的供暖不均衡——白天负荷高，热电厂出力大，随之能提供的热量也大；晚上负荷小，热电厂出力小，随之能提供的热量也小。而实际的白天和夜晚的供暖需求应该差不多均衡为宜，甚至由于夜间温度较低，夜间的供暖需求应该相对更多。所以传统的供暖情况下，存在上述发电与供暖之间的矛盾。

另外，风能具有反调峰特性——白天风能小，夜晚风能大。风能的反调峰特性导致电网的风能消纳能力低。

针对以上的问题，在传统的电网系统中引入储能技术，从而进行冬季供暖情况下压缩空气储能装置和热电厂的联合控制。

发明内容

针对以上的问题，本发明提供了一种基于压缩空气储能与火电厂的联合控制系统及方法，在传统的电网系统中引入储能技术，从而进行压缩空气储能装置和热电厂的的联合控制。

本发明所述系统采用的技术方案为：

该系统由液体控温压缩空气储能装置和火电厂两部分组成；

所述液体控温压缩空气储能装置由高压气体容器、内控温液体活塞、发电机/电动机、待加热水池组成；高压气体容器与内控温液体活塞之间通过高压气体管道连接，内控温液体活塞与发电机/电动机之间以及发电机/电动机与待加热水池之间分别通过液体管道连接；

所述火电厂由供暖出力单元和电力负荷出力单元组成；

所述内控温液体活塞与供暖出力单元通过液体管道连接，所述发电机/电动机与电力负荷出力单元通过电线连接。

本发明提供的一种基于压缩空气储能与火电厂的联合控制方法，具体为：在冬季供暖情况下的负荷峰时段，火电厂中用于供暖的一部分热水供给液体控温压缩空气储能装置，供发电时高压气体膨胀吸热所用，液体控温压缩空气储能装置发电增大火电厂供电出力；负荷谷时段，液体控温压缩空气储能装置利用电能来压缩空气，压缩空气过程所放出的热量对待加热的水进行加热，被加热的水传递给火电厂进行供暖，以节约火电厂的燃料。从而在保证火电厂的供热能力情况下，增大火电厂的供电功率的峰谷差额，增大供电功率的调节能力，从而增大对风能的消纳。

所述液体控温压缩空气储能装置内设置内控温液体活塞，通过水来控制气体温度；膨胀发电时，来自火电厂的热水进入内控温液体活塞提供热量；压缩储能时，待加热的水进入内控温液体活塞，预热后水进入火电厂用于供暖。

所述的负荷峰时段是指白天时段；负荷峰时段风能小，传统情况下，火电厂供电出力大，供暖出力随之增长。

所述的负荷谷时段是指夜晚时段；负荷谷时段风能小，传统情况下，火电厂供电出力小，供暖出力随之减小。

所述的负荷峰谷时段对应的调度方法使得负荷峰时段和负荷谷时段的供暖功率差距减小，甚至恒定；另一方面，削峰填谷。

本发明的有益效益包括以下几个方面：

(1)在负荷峰时段吸收余热进行发电，既减少了供暖出力，也减小了火电厂的出力。

(2)在负荷谷时段时，压缩空气，放出热量，补给了供暖功率，增大了火电厂的出力。

(3)在负荷峰时段和谷时段的风火电调度方式，平衡电力负荷和供暖负荷，降低了火电厂的启停成本；同时由于消纳了风电，所以减少了火电厂的运行成本。

附图说明

图1是本发明的一种控制方案的实现方式示意图；

图2是图1所示方案的储能过程示意图；

图3是图1所示方案的发电过程示意图；

图中标号：

1-高压气体容器，2-内控温液体活塞，3-发电机/电动机，4-待加热水池，5-液体控温压缩空气储能装置，6-供暖出力单元，7-电力负荷出力单元，8-火电厂，9-供暖液体管道，10-电力负荷出线，11-电线，12～14-液体管道，15-高压气体管道，16-低压气体管道。

具体实施方式

本发明提供了一种冬季供暖情况下基于压缩空气储能与火电厂的联合控制系统及方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1是本发明的一种控制方案系统连接示意图。

该系统由液体控温压缩空气储能装置5和火电厂8组成。