燃煤发电机组与新能源发电机组的多能互补发电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及燃煤发电机组与新能源发电机组的多能互补发电系统，所述多能互补发电系统包括燃煤发电机组与所述新能源发电机组，所述新能源发电机组包括风力发电机构、太阳能光伏发电机构、生物质发电机构及水力发电机构。本实用新型专利技术的多能互补发电系统将大型煤电作为风电、光伏发电、生物质发电等新能源发电机组的终端用户，煤电以厂用电的形式梯级分层地消纳附近风电、光伏发电、生物质发电产生的电力，从而减少电网中新能源发电所占比重，减小新能源负荷波动对电网的扰动，同时，借助大型煤电这一终端用户吸纳新能源的发电，解决目前新能源发电面临的弃风、弃光、弃水问题和煤电与风能、光能及生物质能等新能源发电互补难的问题。

Multi energy complementary power generation system of coal-fired power generating set and new energy generator set

The utility model relates to coal-fired power generating units and new energy power generation unit of multi energy complementary power generation system, the multi energy complementary power generation system includes coal-fired power generating units with the new energy power generation unit, the new energy generating units including wind power, solar photovoltaic power generation mechanism, mechanism of biomass power generation mechanism and hydraulic power mechanism. The utility model has the advantages of multi energy complementary power generation system will be large-scale coal as the end user of wind power, photovoltaic power generation, biomass power and other new energy generating units, coal-fired power plant electricity to form cascade layered near the wind power, photovoltaic power consumption and biomass power, thereby reducing the proportion of new energy generation in power grid the new energy, reducing disturbance, load fluctuation on power grid at the same time, with the large-scale coal terminal users to absorb the new energy power generation, solve the new energy power generation facing the abandoned wind, light, water and abandoned abandoned coal and wind, solar energy and biomass energy and other new energy power generation complementary problem.

【技术实现步骤摘要】
燃煤发电机组与新能源发电机组的多能互补发电系统
本技术涉及一种能源互补发电系统，特别是涉及一种燃煤发电机组与新能源发电机组的多能互补发电系统。
技术介绍
在环保要求日益严格，能源获取越来越复杂的形势下，开发利用新能源对解决当今世界环境污染与资源短缺问题，实现节能减排，缓解能源危机具有非常重要的意义。近年来，我国新能源产业进入了快速发展时期，政府重点支持了新能源发电，大力推进风电规模化发展，积极支持太阳能光伏发电应用。国家能源局数据显示，从2010年到2016年全国可再生能源发电装机容量从2.54亿千瓦增加到5.7亿千瓦，占全部电力装机总量的34.6％。截至2016年末，我国水能、风能和太阳能发电机组的总装机容量分别达到3.2亿千瓦、1.3亿千瓦和0.43亿千瓦，均居世界第一，生物质能发电技术平稳发展，垃圾发电装机容量稳步提升。但是，必须看到，风能、太阳能、生物质等新能源发电虽具有清洁、无限量、可再生等优点，但也具有受环境影响大、容量小、独立向负荷提供可靠供电的能力弱、对电网波动大等问题，由此导致“弃风”、“弃光”等问题日益突出。国家能源局数据显示，2016年我国平均弃风率17％，平均弃光率20％左右。新能源发电影响电网系统安全稳定的缺点是其发展中的主要障碍，如何解决以新能源发电为主导电源的电网安全性、稳定性、可靠性等多方面的问题，是推进新能源成为未来的主导能源的关键，在能源问题逐步加剧与新能源快速发展的背景下具有重要的现实价值和意义。为了提高新能源输出的稳定性和可靠性，解决新能源发电消纳问题，化解弃风、弃光、弃水等现象，我国提出了多能互补的能源政策。所谓多能互补就是利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势，充分发挥流域梯级水电站、具有灵活调节性能的火电机组的调峰能力，开展风光水火储多能互补系统一体化运行，提高电力输出功率的稳定性，提升电力系统消纳风电、光伏发电等间歇性可再生能源的能力和综合效益。目前国内已建、在建和拟建的多能互补工程主要采用两种模式，一种是面向终端用户电、热、冷、气等多种用能需求，以天然气分布式能源为主，采用天然气为主要燃料带动发电设备运行，产生的电力供应用户，发电后排出的余热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷，大大提高整个系统的一次能源利用率，实现了能源的梯级利用。二是面向大型综合型电源基地，利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势，推进风光水火储多能互补。互补的形式有多种，主要有：“风-风互补”，“风-光互补”，“水-光(风)互补”，“煤电-光(风)互补”，“抽蓄-光(风)互补”。专利(CN102882223B)提出了一种水风光和生物质多能集成互补发电方法及装置，其方法是以水能为主体，充分利用水电站特有的山谷风，就地利用太阳能、生物质及其他能相对集中的可再生能源，将它们聚集在水电站周围，以水电站低压交流母线为接入点，组成以水电站为中心，水、风、光、生物质等多能集成互补发电系统。专利(CN106833782A)提出了一种多能互补的高效清洁能源系统及其应用，其方法充分利用火电厂、水电厂富余的发电能力，将电网消纳不了的电能用于电解水制氢设备中制取清洁燃料氢气，然后将氢气按比例混合到天然气中，供天然气分布式能源站使用。专利(CN105863963A)提出了一种多能互补发电机组，集成了风电、光伏发电、微型燃气轮机、燃料电池、蓄电厂、生物质发电，构建了多能互补的发电微网。专利(CN206149179U)提出了一种太阳能、风能多能互补的发电系统。通过对比上述技术及当前存在的多能互补集成优化示范工程可知，面向终端用户的多能互补模式主要是通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和能源智能微网等方式，实现多能协同供应和能源综合梯级利用。该互补模式一般以城镇、产业园区、大型公用设施为供能对象，由于供能对象固定、供能体量相对较小、系统简单、运维方便，因而实施相对容易，效果比较明显，为目前国内已建、在建和拟建项目采用的主要形式。而对于分布远离城镇等终端用户、规模相对较大的风电、光电和小型水电，虽具备按照分布式能源模式集成互补向城镇、产业园区、大型公用设施供电的能力，但由于远离城镇、产业园等终端用户，不借助电网无法对其供电，无法规避其对电网的影响。利用大型能源基地的多种能源互补模式，虽可将规模相对较大的风电站、光伏电站与煤电、小型水电进行集成互补，但由于风电站、光伏电站装机容量相对较大，且互补后仍采用并联上网，其对电网的冲击和扰动仍无法消除。综上可知，目前尚无煤电与风电、光电等新能源发电机组有效的互补方式。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种燃煤发电机组与新能源发电机组的多能互补发电系统，以减少电网中新能源发电所占比重，减小对电网的扰动，同时借助大型煤电这一终端用户吸纳新能源的发电，解决目前新能源发电面临的弃风、弃光、弃水的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种燃煤发电机组与新能源发电机组的多能互补发电系统，所述多能互补发电系统包括燃煤发电机组与所述新能源发电机组，所述新能源发电机组包括风力发电机构、太阳能光伏发电机构、生物质发电机构及水力发电机构，所述燃煤发电机组产生的电力分两路，一路经主变压器、断路器升压至电网要求后输入电网线路，一路经断路器、高压厂用变压器降压后汇入自变厂用6kV母线，所述电网线路另引入一路电经断路器和备用变压器接入备用厂用6kV母线，所述新能源发电机组产生的电力经架空电缆送至燃煤发电机组，所述燃煤发电机组内设有配电装置，所述配电装置将新能源发电机组输入的电压、频率和相位相同的交流电汇总后经断路器、变压器将电压升降到厂用电相同的电压并接入外输厂用6kV母线。优选地，所述风力发电机构包括风力发电机、与所述风力发电机对应的箱式变压器、与所述箱式变压器相连接的第一低压配电装置、第一主变压器，所述第一主变压器两端均设有第一断路器。优选地，所述风力发电机产生的交流电经箱式变压器升压后并联汇入第一低压配电装置，汇集后的交流电再依次经第一断路器、第一主变压器、第一断路器升压至要求电压后送至燃煤发电机组。优选地，所述太阳能光伏发电机构包括太阳能光伏电池单元、与所述太阳能光伏电池单元对应的逆变器、与所述逆变器相连接的第二低压配电装置、第二主变压器，所述第二主变压器两端均设有第二断路器，所述太阳能光伏发电机构还包括直流升压器以及分别与所述直流升压器相连接的大型电容器组和蓄电池组。优选地，所述太阳能光伏电池单元产生的直流电经分两路，一路经逆变器变为交流电后并联汇入第二低压配电装置，汇集后的交流电再依次经第二断路器、第二主变压器、第二断路器升压至要求电压送至燃煤发电机组；另一路直流电汇总后通过直流升压器升压后，分别进入大型电容组和蓄电池组。优选地，所述生物质发电系统包括生物质气化炉、与所述生物质气化炉相连接的生物质气化炉气体净化装置、与所述生物质气化炉气体净化装置相连接的气化气体加压贮存罐、与所述气化气体加压贮存罐相连接的燃气轮机，所述燃气轮机还连接有天然气气罐，所述生物质发电系统还包括与所述燃气轮机相连接的第三低压配电装置、第三主变压器，所述第三主变压器两端均设有第三断路器。优选地，所述生物质气化炉产生的气体经生物质气化炉气体净本文档来自技高网...

【技术保护点】
燃煤发电机组与新能源发电机组的多能互补发电系统，其特征在于：所述多能互补发电系统包括燃煤发电机组(G1)与所述新能源发电机组，所述新能源发电机组包括风力发电机构(G2)、太阳能光伏发电机构(G3)、生物质发电机构(G4)及水力发电机构(G5)，所述燃煤发电机组(G1)产生的电力分两路，一路经主变压器(1‑2)、断路器(1‑1)升压至电网要求后输入电网线路，一路经断路器(1‑1)、高压厂用变压器(1‑3)降压后汇入自变厂用6kV母线，所述电网线路另引入一路电经断路器(1‑1)和备用变压器(1‑4)接入备用厂用6kV母线，所述新能源发电机组产生的电力经架空电缆送至燃煤发电机组(G1)，所述燃煤发电机组(G1)内设有配电装置(1‑5)，所述配电装置(1‑5)将新能源发电机组输入的电压、频率和相位相同的交流电汇总后经断路器(1‑1)、变压器(1‑6)将电压升降到厂用电相同的电压并接入外输厂用6kV母线。

【技术特征摘要】
1.燃煤发电机组与新能源发电机组的多能互补发电系统，其特征在于：所述多能互补发电系统包括燃煤发电机组(G1)与所述新能源发电机组，所述新能源发电机组包括风力发电机构(G2)、太阳能光伏发电机构(G3)、生物质发电机构(G4)及水力发电机构(G5)，所述燃煤发电机组(G1)产生的电力分两路，一路经主变压器(1-2)、断路器(1-1)升压至电网要求后输入电网线路，一路经断路器(1-1)、高压厂用变压器(1-3)降压后汇入自变厂用6kV母线，所述电网线路另引入一路电经断路器(1-1)和备用变压器(1-4)接入备用厂用6kV母线，所述新能源发电机组产生的电力经架空电缆送至燃煤发电机组(G1)，所述燃煤发电机组(G1)内设有配电装置(1-5)，所述配电装置(1-5)将新能源发电机组输入的电压、频率和相位相同的交流电汇总后经断路器(1-1)、变压器(1-6)将电压升降到厂用电相同的电压并接入外输厂用6kV母线。2.根据权利要求1所述的多能互补发电系统，其特征在于：所述风力发电机构(G2)包括风力发电机(2-1)、与所述风力发电机(2-1)对应的箱式变压器(2-2)、与所述箱式变压器(2-2)相连接的第一低压配电装置(2-3)、第一主变压器(2-5)，所述第一主变压器(2-5)两端均设有第一断路器(2-4)。3.根据权利要求2所述的多能互补发电系统，其特征在于：所述风力发电机(2-1)产生的交流电经箱式变压器(2-2)升压后并联汇入第一低压配电装置(2-3)，汇集后的交流电再依次经第一断路器(2-4)、第一主变压器(2-5)、第一断路器(2-4)升压至要求电压后送至燃煤发电机组(G1)。4.根据权利要求1所述的多能互补发电系统，其特征在于：所述太阳能光伏发电机构(G3)包括太阳能光伏电池单元(3-1)、与所述太阳能光伏电池单元(3-1)对应的逆变器(3-2)、与所述逆变器(3-2)相连接的第二低压配电装置(3-3)、第二主变压器(3-5)，所述第二主变压器(3-5)两端均设有第二断路器(3-4)，所述太阳能光伏发电机构(G3)还包括直流升压器(3-7)以及分别与所述直流升压器(3-7)相连接的大型电容器组(3-8)和蓄电池组(3-6)。5.根据权利要求4所述的多能互补发电系统，其特征在于：所述太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建民，李永生，陈国庆，李军洋，
申请(专利权)人：北京生态经济科技有限公司，国电科学技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11