[发明专利]一种分布式氢能发电调峰调频系统

说明书

技术领域

本发明涉及氢能分布式发电的能源系统，具体的涉及一种利用氢燃料发电装置进行电网调峰调频的系统。

背景技术

近年来，在中国三北地区电力市场容量富裕，燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺，电网调峰及电网调频的需求量越来越大，调峰调频困难已经成为电网运行中最为突出的问题。

目前，分布式发电站调峰、调频主要利用蓄电池或者燃汽轮机等方式。蓄电池用于调峰调频依然存在电池处理污染问题，而燃气轮机用于调峰、调频，其主要还是燃用天然气、焦炉煤气等气体燃料或石油等液体燃料，运行成本较高，利用率低，燃烧产能过程中产生废气，环境污染严重。所以，亟待寻找一种能够应用于分布式发电站，且启、停方便、迅速、环境污染小的调峰、调频系统。

氢能作为一种清洁燃料，是目前比较理想的一种燃料，而且中国氢气年产量已逾千万吨规模，位居世界第一。在氢能的应用端，除了大规模的工业应用，如合成氨、炼油、普法玻璃、多晶硅、蓝宝石等应用外，燃料电池汽车是未来最被看好的大规模氢能民用产业。利用氢能的燃料电池汽车是唯一能够全面达到汽车性能指标的环保车型，最大社会意义是代替石油和常规锂电池汽车的电池处理和污染问题，氢燃料电池汽车的优点确实很多，但截至目前还没有大规模量产化的氢燃料电池汽车的出现(丰田的Mriai未来汽车只能算是小规模的量产)。将氢能作为一种燃料应用于发电站进行调峰调频确很少见。这是由于氢气的运输、存储不便，成本高，典型的存储方法有低温液态储氢法、高压气态储氢法等。其中低温液态储氢法虽然具有较高的体积能量密度，但由于氢气的临界温度较低，氢气液化要消耗很大的冷却能量，储存中还不可避免地存在蒸发损失，储存成本较高。高压气态储氢法使用方便，但能量密度较低，且存在安全隐患。其次，氢气生产主要集中在特定的地方，在实际应用中，运输不便，运输过程中能源消耗严重。目前无论是液氢低温运输还是高压罐体运输，这种超低温和高压过程都会造成具体的能源消耗。而应用端的大型燃料电池发电技术和氢气燃机发电技术也受到氢气运输和廉价稳定的氢气源过少的影响，发展缓慢。所以，将氢气应用于发电站用于调峰调频，氢气的分布式的生产、存储是关键。

本发明利用电解制氢实现了氢气的分布式生产，利用氢油实现了氢能常温常压的安全存储，利用氢燃料发电装置实现了氢能分布式的发电，并利用这种分布式的氢能发电站进行电网的调峰和调频辅助服务，从而为电网提供宝贵的调峰调频资源，而且其热能副产物可以作为供热空调的热源，使整个系统效率更高。

发明内容

本发明的目的之一在于提供了一种分布式氢能发电调峰调频系统，所述的系统包括氢能调峰调频分布式发电站，利用氢能调峰调频分布式发电站中电解氢气装置以及氢燃料发电装置实现在低谷时利用多余的电能制氢，在高峰时段利用氢气燃料发电供电，充分利用电能。

本发明的另一个目的在于所述的分布式氢能发电调峰调频系统能够及时相应电频的变化，从而使得分布式发电站利用氢能进行调峰调频成为可能，燃氢发电用于发电站调峰调频方便、快捷。

为实现上述目的，本发明通过以下方式实现：

一种分布式氢能发电调峰调频系统，所述的系统包括：

氢能调峰调频分布式发电站，所述的氢能调峰调频分布式发电站中设置有电解制氢装置，用于制取氢气；

氢燃料发电装置，其与电解制氢装置连接，用于产生电能；

电网调峰调频控制模块，用于控制电解制氢装置制取氢气，并且根据电网调峰调频的需要，用于控制氢燃料发电装置的发电功率和升降功率，实现电网的调峰调频。

进一步，所述的氢能调峰调频分布式发电站还包括氢能存储装置，其输入端与电解制氢装置连接，输出端与氢燃料发电装置连接，用于将氢气以氢能的形式存储。

根据本发明的一些实施例，所述的氢能存储装置为氢气存储装置，用于将氢气以高压气态存储或低温液态形式存储。

根据本发明的一些实施例，所述的氢能存储装置为氢油存储装置，用于将氢气与有机溶剂混合在常温常压下以液态形式存储。

进一步，所述的氢油存储装置包括氢油合成装置，通过将氢气与有机溶剂混合形成氢油。

进一步，所述的氢油存储装置包括氢油存放装置，用于常温常压下存放氢油。

进一步，所述的氢油存储装置还包括：氢油分解装置，用于将氢油分解产生氢气。

进一步，所述的氢燃料发电装置为氢燃料电池热电联产机组，或氢燃气轮机热电联产机组或其组合。

进一步，所述的氢燃料电池热电联产机组可以是高分子电解质膜、碱性、磷酸、熔融碳酸盐或固体氧化物氢燃料电池中的至少一种。