[发明专利]一种火电机组储氢的深度调峰系统及方法

说明书

本申请提出一种火电机组储氢的深度调峰系统及方法，所述系统包括：火电厂子系统、制氢及储氢子系统和电气化子系统，所述火电厂子系统分别与所述制氢及储氢子系统、所述电气化子系统连接，所述制氢及储氢子系统与所述电气化子系统连接；所述火电厂子系统，还用于在电网需要深度调峰时，将调峰电量输送到所述制氢及储氢子系统；所述制氢及储氢子系统，用于利用调峰电量电解水制备氢气并存储；所述电气化子系统，用于在需要增加上网电量时利用氢气生成电能，并将所述电能传输到电网。本申请提出的技术方案，利用储氢技术，提高火电厂子系统中火电机组运行的灵活性，同时减去氢气的运输环节，大大提高了能源的综合利用。

技术领域

本申请涉及工业节能领域，尤其涉及一种火电机组储氢的深度调峰系统及方法。

背景技术

随着新能源的发展及需求的增加，风电、太阳能发电不管是从总装机容量还是发电量都要大幅提高。由于新能源发电比例的不断提高，因此电网将长期执行波峰波谷电价。

化学储能利用电能将低能物质转化为高能物质进行存储，从而实现储能。目前，常见的化学储能主要包括氢储能和合成燃料(甲烷、甲醇)储能。这些储能载体本身是可以直接利用的燃料。目前在化学储能技术中，氢储能相对成熟，依托电解水制氢设备和氢燃料电池(或掺氢燃气轮机)实现电能和氢能的相互转化。氢或其他合成燃料是具有实体的物质，相对于直接储电，存储更容易实现。例如清单单位质量热值高达1.4×10⁸J/kg，储氢能量密度高，能够实现大规模储能。化学储能的缺点是电-电转换效率低，储运设备成本高，并且氢、甲烷等燃料属于易燃易爆品，存储过程存在一定的安全隐患。如何使氢就地与火电厂发电一起参与到深度调峰中，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本申请提供一种火电机组储氢的深度调峰系统及方法，以至少解决生成氢气储运存在安全隐患，不能就地参与火电厂发电一起参与到深度调峰中的技术问题。

本申请第一方面实施例提出一种火电机组储氢的深度调峰系统，包括：火电厂子系统、制氢及储氢子系统和电气化子系统，所述火电厂子系统分别与所述制氢及储氢子系统、所述电气化子系统连接，所述制氢及储氢子系统与所述电气化子系统连接；

所述火电厂子系统，用于发电，并将所发电能传输到电网；

所述火电厂子系统，还用于在电网需要深度调峰时，将调峰电量输送到所述制氢及储氢子系统；

所述制氢及储氢子系统，用于利用调峰电量电解水制备氢气并存储，还用于将存储的氢气输送到所述电气化子系统；

所述电气化子系统，用于在需要增加上网电量时利用氢气生成电能，并将所述电能传输到电网。

优选的，所述制氢及储氢子系统包括：电解水系统和氢气储罐；

所述电解水系统分别与所述火电厂子系统的发电机连接、所述氢气储罐连接；

所述电解水系统，用于在电网需要深度调峰时，利用调峰电量电解水制备氢气；

所述氢气储罐，用于存储制备的氢气。

进一步的，所述电解水系统与所述火电厂子系统的凝汽器输出端连接，用于接收凝汽器输出的水，并进行电解水制备氢气；

其中，所述电解水系统与所述火电厂子系统的凝汽器间的管道上设置有第一开关。

进一步的，所述电气化子系统，包括：氢气喷射器和燃料电池电堆；

所述燃料电池电堆通过所述氢气喷射器与所述氢气储罐连接；

所述燃料电池电堆，用于利用氢气生成电能。

进一步的，所述电气化子系统，还包括：DC/AC变换器；

所述燃料电池电堆通过所述DC/AC变换器将电能传输到电网。