[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

说明书

本发明涉及一种基于相变储能构建的综合能源调峰站及调峰方法，其中调峰站利用绿电基地的风电场和/或光伏电站和/或电网谷电冗余能量为熔盐电加热炉供电，由熔盐电加热炉将固态熔盐加热成液态熔盐，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完成一次换热产生高温水，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生成高温高压蒸汽并驱动汽轮机转动，汽轮机推动发电机产生电能为用户供电，部分高温高压蒸汽输送至汽管网为用户供汽，通过汽轮机的高温高压蒸汽进入余热回收装置与常温水换热产生高温水，高温水一部分给用户供热，一部分进入吸收制冷设备产生冷能为用户供冷。

技术领域：

本发明涉及能源储存利用及电网调峰技术领域，具体涉及一种基于相变储能构建的综合能源调峰站及调峰方法。

背景技术：

面对气候变化、资源短缺、环境污染给人类带来的严峻挑战，传统以煤为主的粗放式非协调能源供给方式难以为继，重构以风光为主的清洁低碳、安全高效的能源供给体系才是我国乃至世界发展的必由之路。在体现大国使命担当的双碳目标驱动下，势必会塑造电-热-冷-汽多态能源绿色联供的新技术、新业态、新产业、新模式，催生富含高比例电力电子装置的新一代电力系统。然而，鉴于风光发电出力波动随机、电力电子设备惯量弱、传统火电机组濒临退役等不争事实，我国现有能源体系向清洁低碳、安全高效过渡、转型路径进程中，亟需解决以下技术层面、生态层面、经济层面等相关问题：

1.传统火电技术生态影响严重。传统立足煤炭的电-热-冷-汽联供技术，不可再生的一次能源消耗严重，碳硫化物排放比例高，生态影响严重。

2.电网调峰能力弱。传统火电机组响应能力不足、灵活性差，致使尚以火电机组为主的电网调峰能力有限；出力随机波动风光并网比例的逐年递增，加剧了电网调峰压力；电网电力电子设备占比越来越高、逐渐趋于电力电子化，等效惯量大幅降低、调峰能力明显不足。

3.风光弃电现象严重。目前电网总体装机容量过剩，源供大于荷求，迫使风光弃电；风光富足区域往往就地消纳能力不足，同负荷集中区域地理位置不重叠耦合、相距较远，实际输送容量取决外送通道能力；风光与负荷二者供需峰时交错，迫使调峰能力有限电网弃风弃光。

4.按需关停的热电厂资源浪费严重。在双碳驱动电热清洁供给的背景下，大力发展风光等可再生能源，逐渐关停燃煤电厂已是历史发展的必然。然而，按照青山绿水的生态需求停运的热电厂，其内含的基础设施、服务设施以及相关设备虽未达到退役状态，但限于技术壁垒被迫闲置或者拆除，造成了具有较大应用价值的优质资源大量的浪费。

5.现有大规模储能调峰技术仍亟需提升优化。目前在技术逐渐趋于成熟且市场应用有一定应用体量的各类储能技术，仍存在各式各样的问题。如以抽水蓄能为代表机械类储能虽然容量大，但建设受限于地址位置；以磷酸铁锂为代表电化学储能虽然建设位置灵活，但目前成本仍较高、容量受限；以电锅炉为代表显热蓄能方式虽然成本低、建设灵活，但能量只能由高品位电向低品位热单向转化，可缓解电网低谷消纳不足现状，无法解决电网高峰供能不足难题；以光热为代表的潜热蓄能方式虽然容量大，但目前成本仍较高且占地面积大，建设受限地理环境。

随着非水力可再生能源发电(太阳能光伏发电、风力发电)的快速发展，这类输出负荷不稳定的电能在多数情况下电网无法及时消纳，只能作为弃电浪费掉，为了避免能源的浪费，采用储能技术是一种消纳弃电的最好方式。按照能量存储形态，储能具体可划分为机械式、电磁式、电化学式和相变式四大类别，兼具能量转化、搬移、存储、释放等内核技术属性，是能源趋向清洁低碳、安全高效协同演进的重要支撑。四大储能类别的技术路线各具优势、特点不一，适配性与实际应用场景工况密切关联。近些年，在研究学者、行业专家、政企领导等社会各界人士的共同努力加持下，各类储能技术愈加成熟、成本愈加可控，已初呈多元化储能市场生态格局。有鉴于此，本发明基于熔盐相变储能构建了一种电-热-冷-汽综合能源长时调峰站，旨在依托新技术、新理念、新方法、新模式解决能源转型过程面临的生态层面、技术层面、经济层面的诸多问题，助推现有能源供给体系向清洁低碳、安全高效快速协同演进。