[发明专利]一种基于相变储能构建的综合能源调峰站及调峰方法

权利要求书

1.一种基于相变储能构建的综合能源调峰站，其特征在于：包括由绿电基地的风电场和/或光伏电站和/或电网谷电冗余能源供电的熔盐电加热炉，所述熔盐电加热炉用于将存储于冷盐罐内的固态熔盐加热成液态熔盐后存储于热盐罐内，存储于热盐罐内的液态熔盐依次流经过热器、蒸发器、预热器，液态熔盐在预热器内与常温水一次换热产生高温水，冷却后的固态熔盐回流至冷盐罐内，液态熔盐在蒸发器内与高温水完成二次换热产生蒸汽，蒸汽被过热器加温加压后生成高温高压蒸汽并驱动汽轮机转动，进而推动发电机产生电能并入输电网为用户供电；部分高温高压蒸汽被汽管网分流为用户供汽；通过汽轮机后的高温高压蒸汽进入余热回收装置与常温水热交换产生高温水，该高温水输送至热管网为用户提供热能；余热回收装置产生的高温水部分进入吸收式制冷装置后产生低温水，低温水输送至冷管网为用户提供冷能；高温高压蒸汽经过余热回收装置淬炼后的减温减压蒸汽进入冷凝器后产生常温水，该常温水回流至预热器参与下一次往复循环；

所述综合能源调峰站中熔盐电加热炉内电加热器配置数量、所需熔盐配置质量及熔盐罐配置体积的量化关系按公式(1)设计：

上式中，E_{l_e}、E_{l_h}、E_{l_c}、E_{l_s}分别为用户典型日所需电能、热能、冷能、汽能，E_loss为高温高压蒸汽释放热能与供能过程损失热能，E_{ste_exo}为高温高压蒸汽汽-液相变对外释放热能，E_{sat_exo}为熔盐液-固相变对外释放热能，上述参数单位均为kJ；

上式中，η_{tson_e}、η_{tson_h}、η_{transm_h}、η_{tson_c}、COP、η_{tson_s}、η_{trans_s}、η_{e_h}分别为电能传输效率、热能传输效率、换热效率、冷能传输效率、吸收式制冷装置能效比、汽能传输效率、高温熔盐同水换热效率及柔性加热器电热转换效率，单位均为无量纲；

上式中，T_cool、T_{p_min}、T_{p_max}分别为贮存冷盐罐内的固态熔盐温度、熔盐发生固-液相变的最低温度以及贮存于热盐罐的液态熔盐温度最大值，单位均为℃；

上式中，C_{p_s}(T)、C_{p_f}(T)分别为固态熔盐与温度呈函数关系的比热容、液态熔盐与温度呈函数关系的比热容，单位均为kJ/(kg·℃)；m_sat为单罐熔盐总质量，单位为kg；r_sat为液态熔盐相变潜热系数，单位为kJ/kg；V_sat为贮存固液熔盐的罐体体积，单位为m³；ρ_{f_min}、ρ_{s_min}分别为液体熔盐密度的最低值和固态熔盐密度的最低值，单位均为kg/m³；K_sat为熔盐罐体积设计裕量修正系数，单位为无量纲；P_{e_ha}和P_{e_hs}分别为电热转换所需电功率总值和标准模块化高电压熔盐电加热炉额定功率，单位均为kW；N_{e_h}为采用向上取整配置设计的标准柔性加热器总数，单位为台；△t_{v_e}为电网谷段加热时长，单位为h。

2.根据权利要求1所述的一种基于相变储能构建的综合能源调峰站，其特征在于：所述熔盐电加热炉内部包括电加热器和可控电阻。

3.根据权利要求2所述的一种基于相变储能构建的综合能源调峰站，其特征在于：所述电加热器加热功率可柔性调节，且电加热器可按需并联扩容。

4.根据权利要求1所述的一种基于相变储能构建的综合能源调峰站，其特征在于：所述综合能源调峰站还包括电化学储能系统，绿电基地的风电场和/ 或光伏电站和/或电网冗余能量通过电化学储能系统以化学能形式存储备用。