[实用新型]一种储存和释放电能的系统有效

专利信息
申请号: 201520251320.4 申请日: 2015-04-23
公开(公告)号: CN204633478U 公开(公告)日: 2015-09-09
发明(设计)人: 张旭;戴文松;王子宗;蒋荣兴 申请(专利权)人: 中国石化工程建设有限公司;中石化炼化工程(集团)股份有限公司
主分类号: H02J15/00 分类号: H02J15/00;H02J3/28
代理公司: 北京英创嘉友知识产权代理事务所(普通合伙) 11447 代理人: 周建秋;王浩然
地址: 100101 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 储存 释放 电能 系统
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种储存和释放电能的系统。

背景技术

随着国家经济建设的快速发展和人民生活水平的不断提高,对清洁能源的开发和环境质量的要求提出了新的要求。为此,国家投入了大量的人力、物力和财力发展清洁能源和治理工业尾气。

不完全统计,我国现目前风电累计装机容量91412.89MW。据报道,2013年我国弃风电量超过150亿千瓦时,经济损失大约为75亿元。2013年我国太阳能光伏发电装机容量1600万KW,全年发电量达80亿千瓦时,而同期国内太阳能实际需求量约45-60亿千瓦时;到2015年,中国太阳能光伏安装容量将达到3500万KW,到时弃电问题将更加突出。而同期我国水电总装机超过2.8亿KW,2013年水电新增装机近3000万KW。在丰水期发电量充足,由于消纳量在一定时期内较为固定,出现造成了丰水期电能大量损失以及设备、线网的损耗。

风能、太阳能和海洋能等可再生能源发电受季节、气象和地域条件的影响,具有明显的不连续、不稳定性。发出的电能波动较大,可调节性差。同时水力发电项目在丰水期发电量充足,但由于耗电总量在一定时期内较为固定,造成了丰水期电能大量损失以及设备、线网的损耗。当电网接入的发电容量过多时,电网的稳定性将受到影响。另外,工业尾气引发了日益严重的环境问题、资源的循环利用以及提高能源利用效率问题都促使人们去寻求解决这些问题的方法。如何实现电能的连续、稳定输出以及过剩电能的大规模储存问题,可以解决可再生能源发电直接并网对电网冲击、发电与用电的时 差矛盾等问题,同时也是构建智能电网的关键。

目前储能技术可分为物理储能、化学储能、电磁储能及相变储能4大类。最成熟、最普遍的储能方式是抽水蓄能,由于它的应用受地质等条件的限制,远不能满足电力发展;压缩空气蓄能的一大缺陷在于效率较低;蓄电池储电能力小、寿命短,能量密度低,致使其实现大型电站储能受到限制;电解水,用氢气储存电能的方式受到氢气储存、运输难度大等缺陷的限制。

为此,人们更多的关注从其他方面进行大规模储能研究。CN102170138专利公开了一种基于电-铝-氢循环系统的大规模储能方法。CN202596893U专利公开了一种基于催化气化的电-合成天然气调峰发电系统。CN104371780A公开了一种风、光弃电和工业有机废水用于煤制天然气的系统和方法。

如何实现过剩电能的大规模储存以及电能的连续、稳定输出,同时解决工业尾气的治理、循环利用问题,一直是本领域技术人员试图解决的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种储存和释放电能的系统,通过该系统可以实现将过剩电能先以替代天然气的形式储存起来,当用电高峰来临时,将替代天然气通过燃机发电机产生电能,达到现有电网的调峰和提高电能利用效率的目的。

为了实现上述目的,本实用新型提供一种储存和释放电能的系统,其特征在于,该系统包括含碳氧化合物净化系统、造气系统、甲烷化反应系统、蒸汽透平系统、气体分离系统、天然气储罐和燃气发电机;所述含碳氧化合物净化系统的含碳氧化合物出口以及所述造气系统的氢气出口均与所述甲烷化反应系统的反应物入口连通;所述甲烷化反应系统的产品出口与所述气体分离系统的气体入口连通,甲烷化反应系统的蒸汽取热系统的蒸汽出口与 所述蒸汽透平系统的蒸汽入口连通;所述气体分离系统的含碳氧化合物出口与所述含碳氧化合物净化系统的含碳氧化合物入口连通,天然气出口与天然气储罐的天然气入口连通,冷凝水出口与储水槽连通;所述天然气储罐的第一天然气出口与所述蒸汽透平系统的天然气入口连通,第二天然气出口与所述燃气发电机的天然气入口连通,第三天然气出口为将天然气送入天然气管网的天然气管网出口;所述蒸汽透平系统的天然气出口与液化天然气储罐连通,蒸汽出口与储水槽连通;所述燃气发电机的含碳氧化合物出口与所述含碳氧化合物净化系统的含碳氧化合物入口连通。

优选地,其特征在于,所述含碳氧化合物净化系统包括依次串联的含碳氧化合物缓冲罐和含碳氧化合物净化器。

优选地,其特征在于,所述含碳氧化合物净化器包括依次串联的水解反应器、精脱硫反应器和脱氧、脱硝反应器。

优选地,其特征在于,所述造气系统为固体氧化物电解池高温电解水制氢系统或电解锰盐溶液-锰金属-锰稀酸反应制氢系统。

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