【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电，具体涉及一种超临界二氧化碳循环冷热电联供系统及运行方法。
技术介绍
1、风电、光伏等新能源发电出力受天气影响较大，具有间歇性、波动性的特点，影响发电上网，导致大量弃电。而光热发电技术自带储热系统，能够平抑电力输出，可以作为调峰电源，调节风电、光伏出力，提高电力品质，维护电网安全稳定运行，减少弃风弃光。所以，由风电、光伏、光热发电等清洁低碳能源组成的综合能源系统对我国电力系统安全运行具有重要意义。此外，超临界二氧化碳动力循环具有高效、灵活等优势，作为光热电站的动力系统有望提高发电效率、降低发电成本。但是单一的电力输出系统不能较好地满足用户对冷、热、电等不同能量品种的需求，并且能量利用效率较低。因此，基于风电、光伏、光热综合能源系统特点，亟待提出一种冷热电联供系统，满足新能源场站周边用户对冷热电的需求，提高能量利用水平，实现节能减排。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的采用单一的电力输出系统能量，利用效率较低的问题，本专利技术的目的在于提供一种超临界二氧化碳循环冷热电联供系统及运行方法，该系统采用储热型光热发电系统平抑风电、光伏出力，增加上网电量，并通过电加热储热介质回收弃电，减少电量浪费；利用超临界二氧化碳循环冷端余热及储热进行供热，并耦合改进二氧化碳循环制冷，实现冷热电联供，并提高能量利用效率。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，包括风电光伏场站、集热储热系统、超临界二
4、其中，所述集热储热系统包括吸热器、冷盐罐、热盐罐、加热器与电加热器，所述冷盐罐出口分为两路，一路与吸热器进口相连通，吸热器出口与热盐罐进口相连通，热盐罐出口分为两路，一路与加热器热侧进口相连通，加热器热侧出口与冷盐罐进口相连通；所述冷盐罐出口另一路与电加热器进口相连通，电加热器出口与热盐罐进口相连通；
5、加热器冷侧进口与超临界二氧化碳发电系统相连；
6、超临界二氧化碳发电系统与二氧化碳制冷系统相连；
7、热盐罐与供热系统、超临界二氧化碳发电系统相连。
8、进一步的，吸热器一侧设置理有镜场。
9、进一步的，所述超临界二氧化碳发电系统包括压缩机、回热器、透平、预冷器与冷却塔，压缩机出口与回热器冷侧进口相连通，回热器冷侧出口与加热器冷侧进口相连通，加热器冷侧出口与透平进口相连通，透平出口与回热器热侧进口相连通，回热器热侧出口与预冷器热侧进口相连通，预冷器热侧出口与压缩机进口相连通；预冷器冷侧出口与冷却塔进口相连通，冷却塔出口与预冷器冷侧进口相连通。
10、进一步的，所述二氧化碳制冷系统包括制冷压缩机与蒸发器，制冷压缩机出口与预冷器热侧进口相连通，预冷器热侧出口与蒸发器进口相连通，蒸发器出口与制冷压缩机进口相连通。
11、进一步的，所述二氧化碳制冷系统还包括膨胀阀，预冷器热侧出口与膨胀阀进口相连通，膨胀阀出口与蒸发器进口相连通。
12、进一步的，所述供热系统包括供暖加热器，热盐罐出口与供暖加热器热侧进口相连通，供暖加热器热侧出口与冷盐罐进口相连通，超临界二氧化碳发电系统与供暖加热器冷侧进口相连通。
13、进一步的，所述风电光伏场站通过电路与电加热器相连。
14、进一步的，所述风电光伏场站通过电路与制冷压缩机的电机相连。
15、进一步的，所述集热储热系统的储热介质为熔盐；
16、所述超临界二氧化碳发电系统的循环工质为二氧化碳；
17、所述二氧化碳制冷系统的循环工质为二氧化碳。
18、一种如上所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统的运行方法，包括以下步骤：
19、供电工况下，白天，吸热器将太阳能转换为热能，冷盐罐中的熔盐流经吸热器吸热升温，然后存储在热盐罐中；二氧化碳工质被压缩机压缩升压后，进入回热器吸热，接着进入加热器与熔盐换热，被热盐罐中的热熔盐加热为高温工质，然后进入透平膨胀做功，排气在回热器被用于加热冷侧工质，然后在预冷器中冷却后，回到压缩机，完成闭式二氧化碳动力循环；
20、供热工况下，热网水依次流经供热系统和供暖加热器，依次吸收供热系统工质余热和集热储热系统的熔盐储热后，进行供热；
21、制冷工况下，气态二氧化碳工质经制冷压缩机压缩后温度和压力升高，然后进入预冷器放热，再经膨胀阀节流后，成为低压低温两相工质，然后在蒸发器中吸热气化后，再次进入制冷压缩机循环。
22、和现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
23、1本专利技术通过设置集热储热系统，可以作为调峰电源，调节风电光伏场站的风电、光伏出力，平抑电力输出，减少弃风弃光，提高新能源电力上网率，减少新能源浪费。
24、2本专利技术通过电加热器利用风电光伏场站的弃电加热熔盐，并以热能的形式存储，用于热力发电或供热，从而减少能源浪费。
25、3本专利技术中超临界二氧化碳发电系统和二氧化碳制冷系统均采用二氧化碳工质，并共用预冷器和冷却塔用于散热，可以减少设备数量，简化系统结构，降低投资。
26、4本专利技术中通过设置供热系统，回收部分预冷器余热，减少能量损失，提高能量利用效率。
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1.一种超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，包括风电光伏场站(14)、集热储热系统、超临界二氧化碳发电系统、二氧化碳制冷系统和供热系统；
2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，吸热器(2)一侧设置理有镜场(1)。
3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳发电系统包括压缩机(6)、回热器(7)、透平(8)、预冷器(9)与冷却塔(10)，压缩机(6)出口与回热器(7)冷侧进口相连通，回热器(7)冷侧出口与加热器(5)冷侧进口相连通，加热器(5)冷侧出口与透平(8)进口相连通，透平(8)出口与回热器(7)热侧进口相连通，回热器(7)热侧出口与预冷器(9)热侧进口相连通，预冷器(9)热侧出口与压缩机(6)进口相连通；预冷器(9)冷侧出口与冷却塔(10)进口相连通，冷却塔(10)出口与预冷器(9)冷侧进口相连通。
4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，所述二氧化碳制冷系统包括制冷压缩机(11)与蒸发器(13)，制冷压缩机(11)出口与
5.根据权利要求4所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，所述二氧化碳制冷系统还包括膨胀阀(12)，预冷器(9)热侧出口与膨胀阀(12)进口相连通，膨胀阀(12)出口与蒸发器(13)进口相连通。
6.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，所述供热系统包括供暖加热器(16)，热盐罐(4)出口与供暖加热器(16)热侧进口相连通，供暖加热器(16)热侧出口与冷盐罐(3)进口相连通，超临界二氧化碳发电系统与供暖加热器(16)冷侧进口相连通。
7.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，所述风电光伏场站(14)通过电路与电加热器(15)相连。
8.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，所述风电光伏场站(14)通过电路与制冷压缩机(11)的电机相连。
9.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，所述集热储热系统的储热介质为熔盐；
10.一种如权利要求3所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，包括风电光伏场站(14)、集热储热系统、超临界二氧化碳发电系统、二氧化碳制冷系统和供热系统；
2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，吸热器(2)一侧设置理有镜场(1)。
3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳发电系统包括压缩机(6)、回热器(7)、透平(8)、预冷器(9)与冷却塔(10)，压缩机(6)出口与回热器(7)冷侧进口相连通，回热器(7)冷侧出口与加热器(5)冷侧进口相连通，加热器(5)冷侧出口与透平(8)进口相连通，透平(8)出口与回热器(7)热侧进口相连通，回热器(7)热侧出口与预冷器(9)热侧进口相连通，预冷器(9)热侧出口与压缩机(6)进口相连通；预冷器(9)冷侧出口与冷却塔(10)进口相连通，冷却塔(10)出口与预冷器(9)冷侧进口相连通。
4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环冷热电联供系统，其特征在于，所述二氧化碳制冷系统包括制冷压缩机(11)与蒸发器(13)，制冷压缩机(11)出口与预冷器(9)热侧进口相连通，预冷器(9)热侧出口与蒸发器(13)进口相连通，...
【专利技术属性】
技术研发人员：付强，周宝存，王鹏飞，何占瑾，张旭伟，张纯，张一帆，倪依柯，姚明宇，高炜，李凯伦，
申请(专利权)人：华能青海发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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