一种耦合发电系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种耦合发电系统，包括：风力发电系统、固体氧化物燃料电池SOFC发电系统和控制系统；其中，风力发电系统和SOFC发电系统分别连接至控制系统；控制系统用于控制通过该风力发电系统进行发电和/或通过SOFC发电系统进行发电。通过本实用新型专利技术解决了现有技术中由于天气的不稳定性导致风力发电的电力输出不稳定的问题，当风机发电出现波动时，控制系统会用SOFC发电来填补风机发电低谷，保证整个系统为终端用户和并网提供稳定的电力供应。

【技术实现步骤摘要】
一种耦合发电系统
本技术涉及电力
，具体涉及一种耦合发电系统。
技术介绍
随着化石能源(煤炭、石油、天然气)的大量开采与利用造成的能源枯竭和环境污染等问题备受人类的关注，开发新型、清洁、高效的能量转换装置已经成为广大科技工作者的主要研究内容。近些年，技术相对成熟的风力发电在全球范围内得到了快速的发展。然而风能的自身特点决定了风电具有不稳定性和不连续性,是一种典型的间歇性电源。由于风能难以预测，在照实际电力负荷需求调整电力供应方面比较困难。为了解决风能发电的间歇性，可以将风能以化学能的形式先储存起来，如风力发电电解水制氢，将风能以化学能的形式储存在氢气中，最后在经过燃料电池将氢能转化成容易整合的稳定电能。但是这种风力发电方式比较复杂，并且经过多次能量转换，增加了发电成本，并且降低了风能的利用率。固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，简称为SOFC)是一种新型全固态发电装置，属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的发电装置。针对相关技术中，由于天气的不稳定性导致风力发电的电力输出不稳定的问题，还未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本技术提供了一种耦合发电系统，以至少解决现有技术中由于天气的不稳定性导致风力发电的电力输出不稳定的问题。根据本技术的一个方面，提供了一种耦合发电系统，包括：风力发电系统、固体氧化物燃料电池SOFC发电系统和控制系统；其中，所述风力发电系统和所述SOFC发电系统分别连接至所述控制系统；所述控制系统用于控制通过所述风力发电系统进行发电和/或通过所述SOFC发电系统进行发电。可选地，所述SOFC发电系统包括重整层、阳极、阴极和电解质；其中，所述重整层包括用于重整制氢的催化剂。可选地，所述重整层为多孔结构，SOFC单片电池中的重整层的体积与所述SOFC单片电池的体积的比例大于预定阈值。可选地，所述重整层包括以下至少之一的催化剂：Ni/ZrO2CeO2，Ni/ZrO2，Ni/YSZ，Cu/CeO2/YSZ。可选地，所述SOFC发电系统的所述阳极的催化剂层和所述阴极的催化层为致密层。可选地，所述耦合发电系统还包括：燃料供应系统，连接至所述SOFC发电系统，用于为所述SOFC发电系统提供燃料。可选地，所述燃料系统提供的燃料包括以下至少之一：甲烷、生物质气体。通过本技术，采用一种耦合发电系统，包括：风力发电系统、固体氧化物燃料电池SOFC发电系统和控制系统；其中，风力发电系统和SOFC发电系统分别连接至控制系统；控制系统用于控制通过风力发电系统进行发电和/或通过SOFC发电系统进行发电，解决了现有技术中由于天气的不稳定性导致风力发电的电力输出不稳定的问题，当风机发电出现波动时，控制系统会用SOFC发电来填补风机发电低谷，保证整个系统为终端用户和并网提供稳定的电力供应。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本技术实施例的耦合发电系统的结构示意图；图2是根据本技术实施例的SOFC发电系统的结构示意图；图3是根据本技术实施例的发电系统总体结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1在本实施例中提供了一种耦合发电系统，图1是根据本技术实施例的耦合发电系统的结构示意图，如图1所示，该耦合发电系统包括：风力发电系统11、固体氧化物燃料电池SOFC发电系统12和控制系统13；其中，风力发电系统11和SOFC发电系统12分别连接至控制系统13；控制系统13用于控制通过风力发电系统11进行发电和/或通过SOFC发电系统12进行发电。风能作为一种可靠的可再生能源来自于大自然，取之不尽用之不竭，资源也比较丰富，在可再生能源领域内风力发电技术已经比较成熟，已经具备大规模产业化发展的条件。风力发电并网运行是风电产业化发展的最终选择，它既适合于地域辽阔的平原地带，又适合于地势险恶的高原地区。通过上述耦合发电系统中的控制系统控制通过风力发电系统进行发电还是通过SOFC发电系统进行发电。当风机发电出现波动时，控制系统会用SOFC发电来填补风机发电低谷，保证整个系统为终端用户和并网提供稳定的电力供应。风机所产生的电力无需任何能量形式的转换和储存全部直接并网，有效的避免了电能在转换过程中的损失，提高了风能的利用率。SOFC发电系统用于平衡风机发电，能有效解决风力发电的不确定性和波动性，将风电变成可靠、稳定的可再生能源。图2是根据本技术实施例的SOFC发电系统的结构示意图，如图2所示，SOFC发电系统包括重整层、阳极、阴极和电解质；其中，上述重整层包括用于重整制氢的催化剂。SOFC为高温固体氧化物燃料电池(≥800℃)，有多个电池堆叠，具有能够重整天然气和生物质气以及利用自身重整气作为燃料的固体氧化物燃料电池。天然气和生物质气在通入SOFC重整之前需要在SOFC电池外部进行充分的预混和预热，与外重整器相比，重整层的运行温度与SOFC工作过温度相近，不需要单独的燃料重整加热装置，简化了系统的设计,并且降低了对电池堆冷却的要求。在一个可选实施例中，重整层为多孔结构，SOFC单片电池中的重整层的体积与所述SOFC单片电池的体积的比例大于预定阈值。高温SOFC的工作温度与燃料重整温度相近(800℃以上)，SOFC为重整层支撑结构，重整层为多孔结构且占SOFC总体积的90％，旨在增大燃料与重整层催化剂的反应界面，提高燃料的重整效率。重整制氢的催化剂层可以包括多种催化剂材料，在一个可选实施例中，重整层可以包括Ni/ZrO2CeO2，Ni/ZrO2，Ni/YSZ或者C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合发电系统，其特征在于，包括：风力发电系统、固体氧化物燃料电池SOFC发电系统和控制系统；其中，所述风力发电系统和所述SOFC发电系统分别连接至所述控制系统；所述控制系统用于控制通过所述风力发电系统进行发电和/或通过所述SOFC发电系统进行发电；燃料供应系统，连接至所述SOFC发电系统，用于为所述SOFC发电系统提供燃料。

【技术特征摘要】
1.一种耦合发电系统，其特征在于，包括：风力发电系统、固体氧化物燃料电池SOFC发电系统和控制系统；其中，所述风力发电系统和所述SOFC发电系统分别连接至所述控制系统；所述控制系统用于控制通过所述风力发电系统进行发电和/或通过所述SOFC发电系统进行发电；燃料供应系统，连接至所述SOFC发电系统，用于为所述SOFC发电系统提供燃料。2.根据权利要求1所述的耦合发电系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏程，刘锋，杜兆龙，牛萌，徐桂芝，滕乐天，肖宇，苏镇西，刘伟，霍现旭，赵洪磊，蒋菱，赵鹏翔，赵锦，赵正凯，王诚，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国家电网公司，国网安徽省电力公司电力科学研究院，国网天津市电力公司，国网节能服务有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11