[发明专利]风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统及方法

说明书

本发明涉及风‑光‑地热一体化发电和温室大棚热能供应系统及方法，它包括开式二氧化碳布雷顿循环发电系统，所述开式二氧化碳布雷顿循环发电系统与地热储系统和二氧化碳储罐相连；所述开式二氧化碳布雷顿循环发电系统与双罐储热系统相连；所述双罐储热系统与太阳能光热系统和温室大棚热能供应系统相连；还包括光伏系统和风电系统。本电站利用天然地热储层空间和加装的二氧化碳储罐，将传统二氧化碳热动力循环进行解耦，可以使压缩过程和膨胀过程相互独立，实现了地热电站调节灵活性的极大提升。

技术领域

本发明涉及振动抑制及发电领域，尤其涉及风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统及方法。

背景技术

随着新能源的高比例接入，传统以大火电、大水电支撑的电气系统将难以维持既有的稳定性。因此应对大比例清洁能源消纳，保证能源革命过程中的供给安全是现阶段能源领域关注的重点问题。大规模储能技术能够有效提升风光电站供给的稳定性、促进清洁能源消纳已成为行业共识。但目前尚未有一种储能形式能够完美兼具储能规模、充放电速度和经济性等需求。如何在电源侧实现电网友好，短期来看需利用综合能源思想做到灵活运用复合储能技术，并利用电源本身的互补性做到因地制宜。

由于地热能本身就是清洁的、可再生的、电网友好的能源形式，且地热能本身也兼具兼容性强的特质，对地热能的开发利用绝不仅仅是建设单一的地热发电项目。在我国部分地区存在优质的地热能资源，随着国家对可再生电力需求的稳定提高，可以预见地热发电也将在我国蓬勃发展。目前对地热开发利用最为成熟和经济的是中温水热型地热系统，该类地热资源的开发主要通过闪蒸循环和有机朗肯循环进行直接或间接发电。闪蒸循环发电主要利用水作为循环工质，但水蒸气循环在中低温段效能不高；有机朗肯循环发电，主要利用水作为中间载热介质，将热量传递给有机工质进行膨胀做功，该技术路线存在多级换热形成的㶲损失，换热器垢阻严重等问题。此外，干热岩在地下一般储藏较深，开发难度和经济性相对低且发展相对滞后。在干热岩型地热开发中，常通过对热储层的压裂改造，采用水进行取热，存在水耗大，高温水反应等一系列问题。CN 106091452 A公开了一种地热光伏互补型电站，但该技术路线属于常规的稳定电源与新能源电站的互补形式，并未利用热动力系统的兼容性与可压缩动力系统的储能特性，因而未能充分发挥出地热电站的潜力。

二氧化碳直膨式地热发电系统是现阶段地热发电利用的前沿技术手段，该技术路线采用二氧化碳作为提热、载热和循环介质减少了中间环节，且超临界状态二氧化碳流动性强，减少了循环损失。此外，二氧化碳可以与储层边界进行反应、进行自密封，实现了二氧化碳储存与利用的自适应。但目前的相关利用方式较少，专利CN 204532450 U的二氧化碳利用方式仍是将其作为中间换热介质。专利CN 109185083 A和专利109083706 A，分别介绍了两个基于干热岩的超临界二氧化碳发电系统，但上述系统仍是以简单利用为主，未能将地热能资源的综合发电效益实现最大化。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明目的是提供风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统及方法，本电站利用天然地热储层空间和加装的二氧化碳储罐，将传统二氧化碳热动力循环进行解耦，可以使压缩过程和膨胀过程相互独立，实现了地热电站调节灵活性的极大提升。此外，该电站将风电、光伏等新能源与地热发电、光热发电进行优化配置，并利用综合能源思想将整个系统进行有机整合，充分发挥地热资源的兼容性，极大的提高了清洁能源的电网友好性。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统，它包括开式二氧化碳布雷顿循环发电系统，所述开式二氧化碳布雷顿循环发电系统与地热储系统和二氧化碳储罐相连；所述开式二氧化碳布雷顿循环发电系统与双罐储热系统相连；所述双罐储热系统与太阳能光热系统和温室大棚热能供应系统相连；还包括光伏系统和风电系统。