风力光热发电设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种风力光热发电设备，包括：风力发电装置；光热发电装置，所述光热发电装置具有太阳能接收装置以及用于容纳介质的冷罐和热罐，所述太阳能接收装置与所述冷罐和热罐相连接，并且配置成可将来自所述冷罐的介质通过太阳能加热并输出到所述热罐中；和电加热装置，所述电加热装置与所述风力发电装置相耦合并且配置成可利用来自所述风力发电装置的电能加热所述冷罐和/或热罐中的介质。本实用新型专利技术还涉及一种风力光热发电方法，包括：将冷罐中的介质引入太阳能接收装置中，加热后输出至热罐中；利用来自风力发电装置的电能加热所述冷罐和/或热罐中的介质；利用所述热罐中的介质进行发电。

Wind photothermal power generation equipment

【技术实现步骤摘要】
风力光热发电设备
本技术涉及可再生能源领域，尤其涉及一种可用于电网调峰的风力光热发电设备和方法。
技术介绍
传统化石能源发电已经造成了较为严重的空气污染、气候变暖、酸雨等环境问题，过度开采也会加速化石能源耗竭，环保问题和能源结构问题越来越受到重视，由于可再生能源分布广泛且对环境危害极小，可再生能源发电成为传统发电方式不可持续问题的一种解决之道。在新能源发电领域，风能和太阳能是当前应用较多的两种可再生清洁能源。其中太阳能发电又分为光伏发电和光热发电两种方式。光伏发电日趋成熟、商业化应用多，光热发电则处于起步示范阶段。另外，当前电网存在两方面问题，一是负荷随时间分配不平衡，电力负荷峰谷差大，易导致电网运行不稳定；二是新能源电力并网规模越来越大，而新能源电力普遍存在电能品质差的问题，如风电、光伏发电，增加了电网运行的不稳定，新能源电力并网消纳困难。因此，电网运行中必须采取调峰措施来保证电力系统供用电的平衡，同时使接收消纳新能源电力的能力不断提高。当前存在许多调峰方式，传统调峰方式中，火电调峰会排放大气污染物造成环境问题，燃气轮机机组调峰造价较高，水电调峰具有优势但机组更多的要承担电网的基本负荷，弃水调峰会造成很大浪费；新型调峰方式主要有蓄电池储能调峰，超导磁储能调峰，压缩空气储能调峰等，这些调峰方式主要原理是通过各种储能方式将电谷低储存起来，然后在用电高峰时段放出，但基本都处在研究阶段，虽有一定应用但各自都还存在一些问题，主要问题之一是造价较高，成本下降困难。目前，虽然风力发电和光伏发电在技术上日趋成熟，商业化应用也不断提高，成本不断降低，缓解了空气污染、气候变暖等环境问题，但是风电场的选择受到风资源限制，风力发电的状态和出力大小由风速大小决定，使得风力发电具有能量密度低、不稳定、不可控等劣势；而光伏发电必须具备储能系统，较为常用的铅酸蓄电池储能系统存在循环寿命短、功率密度低、维护量大等缺点，增加了发电成本，同时太阳光受天气因素影响较大同样存在不稳定的缺点。相比较而言，处于起步示范阶段的光热发电，与传统火力发电原理相近，虽然也具有太阳能光照不稳定的问题，但是其配备储热系统，一是可以满足夜间发电要求，二是可以为太阳能不稳定性提供缓冲，使得发电过程更稳定，发出的电能具有较高品质，与火电电能品质相当，具有很大优势。另外，光热发电电站汽轮发电机组可以采用类似火电调峰的变工况运行方式，如低负荷调峰、启停两班制调峰、少蒸汽无负荷调峰、低转速旋转热备用调峰等，来配合电网调峰，虽然存在一些问题，如机组的膨胀与胀差、机组热变形、汽轮机末级叶片工作状况等，但不排放二氧化碳、粉尘、灰渣等污染物，清洁环保，同时，配备的储热系统可采用类似各种新型调峰方式的原理来调峰，将低谷电以热的形式储存起来，然后在用电高峰时段将热用来发电，或者用于供热，例如给工厂、居民区、工业设备进行供热，达到调峰目的。虽然风力发电有一些弱点，但是新能源电力中风电装机量和并网量是最大的，然而弃风量也是最大的，尤其风资源丰富但电网接纳能力较弱的西北部和东北部。西北部风资源丰富、光资源也丰富，早期风电光伏互补电站，利用了太阳能与风能资源互补性强，一定程度上弥补了风力发电和光伏发电独立系统在资源上的缺陷，同时两种系统在储能系统和逆变系统是可能通用的，使得系统总成本降低，很适用与远离大电网、人烟稀少、交通不便的边远地区，但是仍无法解决电力品质问题。而风电与光热互补电站，则既能拥有风电光伏互补电站的优势，同时，可以将弃风发出的低品质电其储存起来，减少弃风量，与光热电站的高品质电混合输出提高电站电力品质，而光热电站的调峰功能还可帮助电网调峰，提高电网稳定性，以及电网对新能源电力的消纳能力。图1和图2分别示出了独立的风力发电系统和光热发电系统。
技术介绍
部分的内容仅仅是技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
相对于现有技术所存在的问题中的一个或多个，本技术提供一种风力光热发电设备，包括：风力发电装置；光热发电装置，所述光热发电装置包括太阳能接收装置以及用于容纳介质的冷罐和热罐，所述太阳能接收装置与所述冷罐和热罐相连接，并且配置成可将来自所述冷罐的介质通过太阳能加热并输出到所述热罐中；和电加热装置，所述电加热装置与所述风力发电装置相耦合并且配置成可利用来自所述风力发电装置的电能加热所述冷罐和/或热罐中的介质。根据本技术的一个方面，所述风力光热发电设备还包括逆变器，所述风力发电装置通过所述逆变器连接到所述电加热装置。根据本技术的一个方面，所述电加热装置还可连接到外部电网，以利用外部电网的电能加热所述冷罐和/或热罐中的介质。根据本技术的一个方面，所述风力光热发电设备还包括发电装置，所述发电装置利用来自所述热罐的介质进行发电。根据本技术的一个方面，所述发电装置是汽轮发电装置。根据本技术的一个方面，所述热罐的出口具有第一支路和第二支路，所述第一支路连接到所述太阳能接收装置的介质入口，所述第二支路连接到所述发电装置。根据本技术的一个方面，当所述热罐中的介质的温度低于预设阈值时，所述介质被引导到所述第一支路；当所述热罐中的介质的温度高于或等于所述预设阈值时，所述介质被引导到所述第二支路。根据本技术的一个方面，还包括控制装置，所述控制装置与所述电加热装置耦合，并配置成当满足预设条件时，控制所述电加热装置以利用来自所述风力发电装置的电能加热所述冷罐和/或热罐中的介质。根据本技术的一个方面，所述预设条件包括以下条件中的一个或多个：阴天；多云；电网不接受所述风力发电装置的电能。根据本技术的一个方面，所述太阳能接收装置是线性菲涅尔镜场、槽式抛物面镜场、塔式镜场中的一种或多种。本技术还涉及一种风力光热发电方法，包括：将冷罐中的介质引入太阳能接收装置中，加热后输出至热罐中；利用来自风力发电装置的电能加热所述冷罐和/或热罐中的介质；利用所述热罐中的介质进行发电。根据本技术的一个方面，所述利用热罐中的介质进行发电的步骤包括：利用热罐中的介质与水换热产生高温高压蒸汽，驱动汽轮发电机。根据本技术的一个方面，该风力光热发电方法还包括：利用来自外部电网的电能加热所述冷罐和/或热罐中的介质。根据本技术的一个方面，该风力光热发电方法还包括：当所述热罐中的介质的温度低于预设阈值时，所述热罐中的介质被引导到所述太阳能接收装置的介质入口；当所述热罐中的介质的温度高于或等于所述预设阈值时，所述热罐中的介质被用于进行发电。通过以下结合附图对本技术的最佳实施例的详细说明，本技术的这些以及其他优点将更加明显。附图说明本技术可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本技术的优选实施例和解释本技术的原理和优点。其中：图1示出独立的风力发电系统图；图2示出独立的光热发电系统图；图3示出根据本技术一个实施例的风力光热发电装置的系统图；和图4示出了根据本技术一个实施例的风力光热发电方法。具体实施方式下面参照附图来说明本技术的实施例。应当注本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力光热发电设备，其特征是，包括：风力发电装置；光热发电装置，所述光热发电装置包括太阳能接收装置以及用于容纳介质的冷罐和热罐，所述太阳能接收装置与所述冷罐和热罐相连接，并且配置成可将来自所述冷罐的介质通过太阳能加热并输出到所述热罐中，所述光热发电装置配置成利用所述热罐中介质的热量进行发电；和电加热装置，所述电加热装置与所述风力发电装置相耦合并且配置成可利用来自所述风力发电装置的电能加热所述冷罐和/或热罐中的介质。

【技术特征摘要】
1.一种风力光热发电设备，其特征是，包括：风力发电装置；光热发电装置，所述光热发电装置包括太阳能接收装置以及用于容纳介质的冷罐和热罐，所述太阳能接收装置与所述冷罐和热罐相连接，并且配置成可将来自所述冷罐的介质通过太阳能加热并输出到所述热罐中，所述光热发电装置配置成利用所述热罐中介质的热量进行发电；和电加热装置，所述电加热装置与所述风力发电装置相耦合并且配置成可利用来自所述风力发电装置的电能加热所述冷罐和/或热罐中的介质。2.根据权利要求1所述的风力光热发电设备，其特征在于，所述风力光热发电设备还包括逆变器，所述风力发电装置通过所述逆变器连接到所述电加热装置。3.根据权利要求1或2所述的风力光热发电设备，其特征在于，所述电加热装置还可连接到外部电网，以利用外部电网的电能加热所述冷罐和/或热罐中的介质。4.根据权利要求1-2中任一项所述的风力光热发电设备，其特征在于，所述光热发电装置包括汽轮发电装置和换热装置，所述换热装置接收所述热罐中的介质，与水进行换热产生蒸汽，驱动所述汽轮发电装置进行发电，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：范多旺，
申请(专利权)人：兰州大成聚光能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃,62