[发明专利]燃气轮机发电系统和发电方法

说明书

本发明公开了一种燃气轮机发电系统和发电方法，所述燃气轮机发电系统包括可再生能源发电装置、制氢装置、氢气储能装置、燃气轮机和辅助发电组件，所述可再生能源发电装置用于给所述制氢装置供电，所述氢气储能装置与所述制氢装置相连，所述燃气轮机可使用空气、所述制氢装置产生的氧气和所述氢气储能装置内的氢气进行发电，所述辅助发电组件可与所述燃气轮机和所述制氢装置进行热交换。根据本发明实施例的燃气轮机发电系统，利用清洁能源保证了燃气轮机持续稳定地发电，提高了燃气轮机发电系统整体的发电效率，还将燃气轮机和辅助发电装置组合，缩短系统从启动到基本负荷时间并进一步提升燃气轮机的效率。

技术领域

本发明涉及发电系统技术领域，尤其涉及一种燃气轮机发电系统和发电方法。

背景技术

燃气轮机一般采用传统化石能源作为燃料，如天然气、汽油、柴油，在能源短缺、环境保护和气候变化等问题日益突出的背景下，开发清洁能源，发展低碳经济，实现能源优化配置，成为了世界各国的共同选择。

相关技术中，出现了采用氢气作为燃料的燃气轮机，但是氢气的制备同样需要消耗电力能源，利用可再生能源如风能、太阳能进行发电后再进行电解法制备氢气是一种清洁环保的氢气制备方法，但是，由于可再生能源具有间歇性，光伏与风电通常年工作时间为1000～2000小时，而燃气轮机如连续工作，年工作时间为8000小时，二者无法完全进行匹配，燃气轮机无法持续稳定地进行发电。因此，如何利用清洁能源保证燃气轮机持续稳定地发电，建设具有可靠、安全、经济、高效、环境友好新型能源电网，是本领域技术人员需要解决的关键技术问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种燃气轮机发电系统，所述发电系统可以利用清洁能源保证燃气轮机持续稳定地发电。

本发明的实施例还提出一种发电方法。

根据本发明实施例的燃气轮机发电包括可再生能源发电装置、制氢装置、氢气储能装置、燃气轮机和辅助发电组件，所述可再生能源发电装置用于给所述制氢装置供电以使所述制氢装置制备氢气和氧气，所述氢气储能装置与所述制氢装置相连，所述燃气轮机分别与所述制氢装置和所述氢气储能装置相连，所述燃气轮机可使用空气、所述制氢装置产生的氧气和所述氢气储能装置内的氢气进行发电，所述辅助发电组件可与所述燃气轮机和所述制氢装置进行热交换。

根据本发明实施例的燃气轮机发电系统，通过设置氢气储能装置，利用清洁能源保证了燃气轮机持续稳定地发电，提高了燃气轮机发电系统整体的发电效率，此外，还通过设置辅助发电组件与燃气轮机进行换热，将燃气轮机和辅助发电装置组合，缩短系统从启动到基本负荷时间并进一步提升燃气轮机的效率。

在一些实施例中，所述燃气轮机发电系统还包括氢气压缩机，所述氢气压缩机的进气端与所述制氢装置相连，所述氢气压缩机的出气端所述氢气储能装置相连。

在一些实施例中，所述燃气轮机包括第一压气机、燃烧室和第一透平，所述第一压气机分别与所述制氢装置和所述氢气储能装置相连，所述燃烧室分别与所述第一压气机和所述氢气储能装置相连，所述第一透平分别与所述燃烧室和所述第一压气机相连。

在一些实施例中，所述辅助发电组件包括第二压气机、空气储能装置和第二透平，所述空气储能装置与所述第二压气机相连，所述第二透平与所述空气储能装置相连。

在一些实施例中，所述辅助发电组件还包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器设在所述第二压气机和所述空气储能装置之间的连接管路上，且所述第一换热器与所述制氢装置之间可进行热交换，所述第二换热器设在所述空气储能装置和所述第二透平之间的连接管路上，所述第二换热器与所述第一透平可进行热交换。

在一些实施例中，所述燃气轮机发电系统还包括余热锅炉，所述余热锅炉与所述燃气轮机相连。