电热储热热能发电的分布式供能系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109458236A(43)申请公布日2019.03.12(21)申请号201811045391.3F28D20/02(2006.01)(22)申请日2018.09.07(71)申请人山西大学地址030006山西省太原市小店区坞城路92号(72)发明人禹健高红斌张海燕王琦白建云郝秀芳(74)专利代理机构太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)14110代理人任林芳(51)Int.Cl.F01K11/02(2006.01)F01D15/10(2006.01)H02N11/00(2006.01)F24D11/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称电热储热热能发电的分布式供能系统(57)摘要本发明公开了一种电热储热热能发电的分布式供能系统，由电磁激励绕组，金属储能材料及其金属壳体，穿过金属储能材料的换热器管路组成的电热储热换热三合一装置替代燃煤发电机组的锅炉，组合形成一个完整的系统。由于使用了储能体提供能量，发电供热过程中无燃烧，无污染物排放。同时也省去了锅炉、给煤、风烟等系统，极大节省了场地占用。因此，该系统可靠近居住及办公等负荷中心，较园区分布能源有更短的能量输送距离，损耗更小，安全系数高，报废处理成本低，再生利用率极高。CN109458236ACN109458236A权利要求书1/1页1.一种电热储热热能发电的分布式供能系统，其特征在于，系统构成为：电热储热换热三合一单元替代燃煤发电机组的锅炉，串联在给水泵与蒸汽轮机之间；电热储热换热三合一单元外部有保温层；电热储热换热三合一单元中储能材料采用高导热、导电的金属材料；换热器管路穿过储热材料；电热环节为电磁激励绕组，其接受电网能量产生电流，所激励的磁场穿过金属储能材料及其金属壳体并产生感生电流，感生电流的焦耳热效应将储能组建整体加热；运行过程为：在电网负荷低谷或电网存在“弃风、弃水、弃光”的情况下，电热环节将电能转化为高品位的热能储存在储热环节中；通过调节换热器中流过工质的流量和流速，可控制从储热单元中换出的热量大小；换出的热量进入热力发电系统转化为电能，余热供热。2.根据权利要求1所述的电热储热热能发电的分布式供能系统，其特征在于，所述换热单元连接一控制单元，用以控制换热单元流向蒸汽轮机的热量的流量和流速。3.根据权利要求1所述的电热储热热能发电的分布式供能系统，其特征在于，储热单元采用高导热、导电的金属镁材料，外壳的材质为耐热钢。2CN109458236A说明书1/4页电热储热热能发电的分布式供能系统技术领域[0001]本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电热储热热能发电的分布式供能系统。背景技术[0002]电网接收消纳可再生能源的能力很大程度上取决于电力系统整体结构，特别是调峰调频能力。目前，我国电源结构以大型火电机组为主，特别是“三北“地区电网中，AGC调频电源几乎全部为火电机组，优质调频电源稀缺。加上“三北”是我国风电集中开发的地区，风电大规模并网显著增加电网的AGC调频需求。特别是，在冬季风电大发的时期，由于接近50%的火电机组进入供热期运行，受热负荷稳定的约束，调频能力不足，使得电网的调频能力进一步下降，电力系统运行安全存在潜在隐患。[0003]在此情况下，热电厂通过配置电锅炉来解耦其“以热定电”约束，进而降低强迫出力消纳弃风电力的方案被提出，如中国专利:CN205678754U中公开了一种使用低谷电或弃风电制热且具有储热功能的供热系统。[0004]集中于大型火力发电厂的电蓄热锅炉，便于调度。但远离负荷中心，能量传输损耗大。而“分布式能源”解决这一问题的可选方案。[0005]所谓“分布式能源”是指分布在用户端的能源综合利用系统，以热电冷联产技术为基础，与大电网和天然气管网组网运行，向一定区域内的用户同时提供电力、蒸汽、热水和空调冷水(或风)等能源服务系统。分布式能源系统能源综合利用效率在75%~90%之间，并且由于其贴近用户进行能量转换，避免了远距离送电带来的输变电损失以及输热损失。[0006]无论是布置在电厂的集中电锅炉供热还是园区分布式电锅炉供热，存在的共同问题是，将高品位的电能转化为了低品位的热能，运行中，经济效益与社会效益都不高。[0007]“分布式能源”贴近用户，能源综合利用效率高。但其消耗的是国内紧缺的天然气资源，也不能利用风电等被大量弃用的可再生能源。发明内容[0008]本发明用以克服现有技术的不足，提供一种分布式供能系统，其将负荷低谷或弃电时段的电能储存为高品位热能，在需要时，再通过常规的热力发电技术将储存的热能转换为电能，余热供热的系统，满足一定区域内的用户用能需求。[0009]本发明的目的可以通过采用如下的技术措施来实现，提供一种电热储