[发明专利]一种火电厂氢能储能调峰调频系统

说明书

技术领域

本发明涉及火电厂调峰调频系统，具体的涉及一种利用电解制氢、氢燃料发电装置进行火电厂调峰调频的系统。

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，火电厂响应电网调峰、调频需求主要依靠机组本身的一次调频、二次调频响应措施，或者通过锅炉增加或减少燃烧负荷和汽机旁路等措施进行电网调峰。随着近一年的能源局主推的火电灵活性调峰技术的大面积推广，全国很多示范电厂出现了各种各样的深度调峰方案，赫普公司的高压固体蓄热电锅炉进行火电灵活性调峰也取得了很好的使用效果。目前，机组主要通过锅炉、汽轮机的协调控制，依靠增、减燃料量，开大或开小汽轮机调门来相应电网的需求，由于锅炉存在迟延，机组负荷始终存在局限性，汽轮机为确保调节裕量，调门也无法保持全开状态，限制了调节的深度。所以无论是固体蓄热电锅炉调峰，还是汽机旁路联合大型蓄热水罐调峰，都无法在非供热季使用，而且这些技术措施由于响应时间缓慢，都无法提供电网的调频辅助服务。

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应用于调峰调频也很少见。

本发明利用电解制氢装置和氢燃料发电装置，实现了氢气的生产、存储和发电系统，从而变相实现了电能的储存，并实时快速一年四季地为火电厂和电网提供调峰和调频辅助服务，而且其热能副产物可以作为供热系统的热源，使整个系统效率更高。

发明内容

本发明提供了一种火电厂氢能储能调峰调频系统，在火电厂利用电解制氢装置、氢能存储装置以及氢燃料发电装置，可以进行快速调节相应火电厂调峰调频，创造性地将电解制氢、储氢，通过氢燃料发电与火电厂的调峰调频进行联动，通过控制电解制氢以及控制氢燃料发电装置的发电功率和升降功率，对电网的用电量以及负荷的变化做出快速相应，从而使得火电厂利用氢能进行调峰调频成为可能。

为实现上述目的，本发明通过以下方式实现：

一种火电厂氢能储能调峰调频系统，所述的系统包括：供电控制模块，其输入端连接火电厂输出口，输出端连接电解制氢装置，用于将火电厂输出的电能用于电解制氢槽制备氢气；

电解制氢装置，包括电解制氢槽和向电解制氢槽直流供电的逆变器；

氢能存储装置，用于将氢气以氢能的形式储存；氢燃料发电装置，将氢能存储装置中氢气转化为电力；

电网调峰调频控制模块，包括电网电力调度中心和电厂集中控制系统，根据电网峰谷差的变化或外界负荷变化，所述的电网调峰调频控制模块控制电解制氢装置和氢燃料发电装置启停或功率负荷调整，实现火电厂的调峰调频。

进一步，所述供电控制模块包括：第一变压器，用于将输入的电压变压后经过第一开关输送给电解制氢装置；或第一开关不经过第一变压直接给电解制氢装置供电。

进一步，电厂输出电压通过升压变压器升压到220kV～500kV后输出到电网，所述供电控制模块包括：第二变压器，用于将输入的电压变压后经过第二开关输送给电解制氢装置。

进一步，所述供电控制模块包括：第三变压器，用于将输入的电压变压后经过第三开关输送给电解制氢装置；或第三开关，厂电压不经过变压器变压直接给电解制氢装置供电。

优选的，所述的电解制氢槽是碱性水溶液电解制氢槽、质子膜电解槽、固体聚合物电解槽或高温固体氧化物电解槽中的至少一种；

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形成氢油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还包括氢油存放装置，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。