[实用新型]一种用于电网调峰的深井地热发电、储热及供热系统

说明书

本实用新型涉及一种用于电网调峰的深井地热发电、储热及供热系统，包括中低温地热发电装置，中低温地热发电装置分别通过地热生产井管路、地热回灌井管路与地热生产井、地热回灌井相连，中低温地热发电装置通过上网电路与电网相连。本实用新型可利用供电低谷时段的多余电力，通过高温热泵制热并将热量存储在地热井中，在用电高峰时段开启中低温地热发电，以提高中低温地热发电功率并增加电网在用电高峰时段的供电能力，且不需要单独设置储热系统及地埋管或热源塔。本实用新型可以在不同电价时段控制实现发电、储热、供热等不同功能，以最大化利用地热资源。

技术领域

本实用新型属于中深层地热利用技术领域，涉及一种用于电网调峰的深井地热发电、储热及供热系统。

背景技术

电力作为重要能源之一，它的快速发展促进了我国经济的发展，同时经济的发展也会影响电力行业。电网用电高峰时的电力短缺现象时有发生，经济发展水平越高的地方，此问题愈实用新型显。

针对用电峰谷差问题，一般采用装机容量较大的火电机组通过变负荷运行来解决峰谷差大的问题。但对于火电机组，如果长时间的在低负荷工况下运行，机组的经济性会下降很多，并且会排放出更多的污染物，造成了严重的环境问题。若采用水力发电站进行调峰，则面临水资源分布不均、长远距离输电损耗大等问题。而其他如压缩空气储能等方式则存在能量密度低、体积大、成本高等问题。针对上述问题，可采用一种用于电网调峰的深井地热发电、储热及供热系统，来解决电网调峰问题。

地热能是来自地球深处的可再生能源，近年来，我国地热能的开发利用发展加快，成效显著。地热能的利用主要分为两种方式，第一类是热能直接利用,包括地源热泵、地热水直接供热等；第二类是地热发电。

地热发电是以地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，其基本原理与火力发电类似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。地热发电系统主要有3种：高温干蒸汽发电系统、扩容闪蒸发电系统和双工质循环发电系统。

与传统发电方式相比，地热发电利用可再生的地热资源，运行过程中无污染、无排放，对于发展低碳经济、实现可持续发展具有积极的作用。而与风力发电、太阳能光伏发电等可再生能源发电相比，地热发电非常稳定，几乎不受外界环境变化的影响，可以作为电网调峰的有效手段。

由于高温地热发电非常依赖于实际地质条件，而我国已探明的地热资源以中低温地热资源为主，因此近年来关于中低温地热发电的研究得到了较快增长。中低温地热发电较多采用扩容闪蒸发电系统，或有机朗肯循环、卡琳娜循环等双工质循环发电系统，热源温度对发电系统整体性能的影响很大。天津大学牛成坷于2014年发表了硕士论文《吸收升温Kalina发电循环的模拟及实验研究》，其中研究了热源温度对卡琳娜循环发电系统的影响，经模拟计算，当热源温度从90℃升至140℃时，系统净发电功率从800kW左右上升至2700kW左右，提高了237.5％。天津商业大学张密于2015年发表了硕士论文《地热能有机朗肯循环发电系统运行参数的分析及仿真》，其中研究了热源温度对有机朗肯循环发电系统的影响，经模拟计算，在相同过热度下，当热源温度从100℃升至120℃时，系统净输出功率从300kW左右上升至740kW左右，提高了约146.7％。

通过以上研究可以看出，热源温度对中低温地热发电系统的影响是较为显著的，提高热源温度可以有效提高地热发电功率。因此，若将供电低谷时段的多余电力用于制热并储存在地热生产井中，在用电高峰时段开启中低温地热发电系统，不仅可以提高热源温度、提高地热发电功率，也可增加用电高峰时段电网的供电能力，保障供电稳定性。

通过对公开专利文献的检索，并未发现与本专利申请相同的公开专利文献。

实用新型内容