CN105162107A - 一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网*** - Google Patents

一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，该***包括基于工业化制盐盐水池蓄能的低温工质发电装置，直流电网电富余和国家电网电价低谷时用盐水池进行热蓄能。盐水池实施储热低温发电，可在制盐的同时兼具蓄能发电功能，整个发电、输电和供电过程在智能控制下进行，根据光伏发电、低温工质发电、国家电网电价格谷峰和负载情况，进行调控，能有效解决供、用电平衡调度，实现最优运行。

Description

一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***
技术领域
本发明涉及一种电网调峰蓄能发电、光伏、风电互补型发电及输、配、用电***，属于微电网技术领域。
背景技术
电网低谷蓄能发电需要解决蓄能载体的经济性问题。
应用工业化制盐，专利号为ZL201410248591.4的专利文献，公开了一种双向循环法海水淡化并提取溴素后浓盐水浓缩制盐工艺，A、首先通过反渗透法将海水经高压反渗透机组制取淡水和浓盐水，其中制取的浓盐水的浓度为70000~80000ppm；
B、将浓度为70000~80000ppm的浓盐水利用浓差法采用双向循环进行浓淡分离；直至浓盐水结晶；
所述浓差法进行双向循环进行浓淡分离的过程，包括以下步骤：
a、设置多个12m深的盐水池，将其进行编号：I-XVII，每个盐水池分为三个区，上部4m为低盐区、中间部4m为中盐区、下部4m为高盐区，每区的分离浓度差为2000~15000ppm，相邻盐水池的同区的浓度差也为10000~30000ppm，多个盐水池依次划定为盐水浓度为40000-290000ppm的盐区；
b、首先将浓度为70000~80000ppm的浓盐水注入中盐区为70000ppm的盐水池XV的池深6米处；
c、然后分别用水泵将每一个盐水池的底层的盐水向上一级含盐量高的盐水池的中盐区缓慢输送，上一级盐水池的顶部的低浓度盐水即向下一级盐水池溢流，形成双向循环；
d、氯化钠在290000ppm时进行结晶后，在270000~290000ppm浓盐水区提出氯化钠结晶体；
C、在将浓盐水浓淡分离过程中，依次将浓盐水中含有的氯化镁、氯化钾以及溴素进行提取。该专利主要利用海水淡化后浓盐水制盐，解决海水淡化后浓盐水外排造成污染的问题，且单位面积产量是盐田法制盐产量的30~50倍，而成本远低于盐田制盐。
而上述各个盐水区均能实现蓄热功能，盐度越高，温度越高，如何利用该设备中的盐水区进行蓄热并加以利用，上述专利中并未涉及，本专利权人在实际应用该工艺以及采用浓差法进行双向循环进行浓淡分离时，对该部分功能的如何利用进行了深度的研究。
专利号为CN201420456919.7的专利文献，公开了一种太阳能光、热发电智能控制型输、配电微电网，包括共直流母线和控制线路，所述共直流母线上连接有发电装置和耗电装置以及用于稳压平衡的蓄电池组，通过光伏、光热互补发电→直流输、配电→交、直流供电→智能控制，整个过程在智能器控制进行发电、用电匹配调度，节省多次转换环节，提高用电效率20%。
但是，上述专利中的光伏、风电因极其不稳定影响供电质量。如何将其与电网供电，蓄能发电等互补公用，有效解决供电稳定性与用电经济性，是亟待解决的问题。
发明内容
基于以上原因，本发明要解决的问题是提供一种用浓盐水实施电网低谷电价蓄热发电，并与光伏、风电、电网电互补共用，建立独立运行，自发自用的发电、用电的基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***。
该***以独立运行，自发自用为主的发电、用电智能控制***可有效解决发电、用电的平衡，以求达到***的最佳经济运行状态。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，该***包括基于工业化制盐盐水池蓄能的低温工质发电装置。
进一步，低温工质发电装置为低温工质直流发电机，所需要能源为工业化制盐盐水池提供的60℃以上热水，由盐水池高温区通过热水管道供给，所发电为DC480~600V直流电送至共直流母线。
进一步，工业化制盐盐水池包括若干个并排设置的深盐水池，深盐水池分为高温区、中温区和低温区，采用浓差法进行双向循环进行浓淡分离。
进一步，每个盐水池分为三个区，上部为低盐区、中间部为中盐区、下部为高盐区，每区的分离浓度差为2000~15000ppm，相邻盐水池的同区的浓度差也为10000~30000ppm，多个盐水池依次划定为盐水浓度为40000~290000ppm的盐区。
各温区加温温度与盐水池各区盐度相适应，可有效提高换热效率和蓄热保温效果，盐度越高，温度越高。
进一步，盐水池蓄热为上冷下热，在工业化制盐中，高温区的盐水池中的温度底部为60℃以上，盐水池表面温度低于20℃。
进一步，以盐水池为蓄热池，在电价低谷段用调峰蓄能加热热泵向盐水池高温区供热，调峰蓄能加热热泵供热温度为60~90℃。
在电价低谷段利用制盐工艺余热回收加热装置为热源向盐水池中温区供热，供热温度为40~60℃。
用光热太阳能集热器向盐水池低温区供热，供热温度为20~40℃，该温度同时供反渗透制水工艺要求。
直流电网电和国家电网富余，在电价低谷时用盐水池进行热蓄能。
该方法是利用热泵技术原理，通过热泵压缩机的作用，通过消耗一定的辅助能量（如电能），在压缩机和换热***内循环的制冷剂的共同作用下，由环境热源（如外供淡水余热、制溴循环水、盐烘干机余热、海水热源等）中吸取较低温热能，然后转换为较高温热能通过换热器释放至盐水池蓄热。能效比可达8～
10以上。
工作时，光伏发电装置、低温工质发电装置分别发电直接进入共直流母线，国家电网电经过整流设备整流接入共直流母线作为补充电源，共直流母线接入蓄能电池组进行稳压平衡。分直流电经过变频器、逆变器供给用电设备运行。
直流电网电富余和国家电网电价低谷时用盐水池进行热蓄能。盐水池实施储热低温发电，可在制盐的同时兼具蓄能发电功能，整个发电、输电和供电过程在智能控制下进行，根据光伏发电、低温工质发电、国家电网电价格谷峰和负载情况，进行调控，能有效解决供、用电平衡调度，实现最优运行。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
附图1为本发明实施例的结构示意图。
图中：1-盐水池；2-调峰蓄能加热热泵；3-工艺余热回收加热装置；4-光热太阳能集热器；5-风电直流发电机；6-光伏发电装置；7-蓄能电池组；8-国家电网；9-低温工质发电装置；10-燃油、燃气发电装置；11-就地保护箱；12-整流设备；13-变频器；14-逆变器；15-大、中型电机；16-通用电器；17-共直流母线；18-控制线路。
具体实施方式
实施例，如图1所示，一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，包括基于工业化制盐盐水池1蓄能的低温工质发电装置9。
低温工质发电装置9为低温工质直流发电机，所需要能源为工业化制盐盐水池1提供的60℃以上热水，由盐水池1高温区通过热水管道供给，所发电为DC480-600V直流电送至共直流母线17。
工业化制盐盐水池1包括若干个并排设置的深12m的深盐水池，深盐水池分为高温区、中温区和低温区，采用浓差法进行双向循环进行浓淡分离。
每个盐水池分为三个区，上部4m为低盐区、中间部4m为中盐区、下部4m为高盐区，每区的分离浓度差为2000~15000ppm，相邻盐水池的同区的浓度差也为10000~30000ppm，多个盐水池依次划定为盐水浓度为40000~290000ppm的盐区；
盐水池1蓄热为上冷下热，在工业化制盐中，高温区的盐水池中的温度底部为90℃左右，盐水池表面温度低于20℃。
以盐水池为蓄热池，在电价低谷段（一般为夜间23:10~7:00）用调峰蓄能加热热泵2向盐水池高温段供热（换热器），调峰蓄能加热热泵2供热温度为60℃以上。
利用制盐工艺余热回收加热装置3为热源向盐水池1中温区供热（换热器），供热温度为40~60℃。
以光热太阳能集热器4（管式、槽式）向盐水池1低温区供热（换热器），供热温度为20~40℃。
该温度同时供反渗透制水工艺要求。
各温区加温温度与盐水池各区盐度相适应，可有效提高换热效率和蓄热保温效果。盐度越高，温度越高。
供、配电微电网***还包括控制线路18和燃油、燃气发电装置10、风电直流发电机5以及光伏发电装置6。
燃油、燃气发电装置10为直流发电机，燃油、燃气发电装置10为DC480-600V直流发电，送至共直流母线17。
风电直流发电机5为DC480-600V直流发电，送至共直流母线17。
光伏发电装置6用18片为一串组合，供电为DC580V，送至共直流母线17。
低温工质发电装置9、光伏发电装置6和蓄能电池组7分别通过就地保护箱11与共直流母线17电连接。
所述共直流母线17上连接有大、中型电机15、通用电器16以及用于稳压平衡的蓄能电池组7和用于电源补充的国家电网8。
国家电网8供电以整流设备输出DC480-600V直流电，送至共直流母线17。
国家电网8与共直流母线17之间通过整流设备12连接，整流设备12与共直流母线17之间也通过就地保护箱11电连接。
大、中型电机15、通用电器16分别通过就地保护箱11和变频器13与共直流母线17电连接。
工作时，光伏发电装置6、低温工质发电装置9分别发电直接进入共直流母线17，国家电网8电经过整流设备12整流接入共直流母线17作为补充电源，共直流母线17接入蓄能电池组7进行稳压平衡。分直流电经过变频器13、逆变器14供给大、中型电机15、通用电器16运行；
直流电网电富余和国家电网电价低谷时用盐水池1进行热蓄能。
整个发电、输电和供电过程在智能控制下进行，根据光伏发电、低温工质发电、国家电网电价格谷峰和负载情况，进行调控，能有效解决供、用电平衡调度，实现最优运行。
现在我们已经按照国家专利法对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员会识别本文所公开的具体实施例的改进或代替。这些修改是在本发明的精神和范围内的。

Claims (10)

1.一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，其特征在于：该***包括基于工业化制盐盐水池（1）蓄能的低温工质发电装置（9）。
2.根据权利要求1所述的一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，其特征在于：
低温工质发电装置（9）为低温工质直流发电机，所需要能源为工业化制盐盐水池（1）提供的60℃以上热水，由盐水池（1）高温区通过热水管道供给，所发电为DC480-600V直流电送至共直流母线（17）。
3.根据权利要求1所述的一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，其特征在于：
工业化制盐盐水池（1）包括若干个并排设置的深盐水池，深盐水池分为高温区、中温区和低温区，采用浓差法进行双向循环进行浓淡分离。
4.根据权利要求3所述的一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，其特征在于：
每个盐水池分为三个区，上部为低盐区、中间部为中盐区、下部为高盐区，每区的分离浓度差为2000~15000ppm，相邻盐水池的同区的浓度差也为10000~30000ppm，多个盐水池依次划定为盐水浓度为40000~290000ppm的盐区。
5.根据权利要求3所述的一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，其特征在于：
盐水池（1）蓄热为上冷下热，在工业化制盐中，高温区的盐水池中的温度底部为60℃以上，盐水池表面温度低于20℃。
6.根据权利要求3所述的一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，其特征在于：
以盐水池（1）为蓄热池，在电价低谷段用调峰蓄能加热热泵（2）向盐水池高温区供热，调峰蓄能加热热泵（2）供热温度为60~90℃。
7.根据权利要求3所述的一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，其特征在于：
在电价低谷段利用制盐工艺余热回收加热装置（3）为热源向盐水池中温区供热，供热温度为40~60℃。
8.根据权利要求3所述的一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，其特征在于：
在电价低谷段用以光热太阳能集热器（4）向盐水池（1）低温区供热，供热温度为20~40℃，该温度同时供反渗透制水工艺要求。
9.根据权利要求3所述的一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，其特征在于：
各温区加温温度与盐水池各区盐度相适应，可有效提高换热效率和蓄热保温效果，盐度越高，温度越高。
10.根据权利要求1所述的一种基于工业化制盐盐池蓄能的供、配电微电网***，其特征在于：直流电网电富余和国家电网富余，在电价低谷时用盐水池（1）进行热蓄能。
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