储热技术在综合能源系统中的应用价值

吴江

摘要：现阶段，我国开发的能源类别十分的丰富，这些能源的种类具有较强的多样性特征。一些可再生的能源缺乏一定的稳定性，能源需求量会比较高。在众多因素的影响下，使得我国综合能源系统无法及时的供给，呈现出了一种供需不平衡的状态。在其状况下，需要合理的使用储热技术，借助该项技术进行系统的调节，缓解其所存在的矛盾性问题。本文主要就储热技术在综合能源系统中的应用价值进行分析，合理的应用储热系统，优化系统设计方案，更好的来控制好负荷的波动程度，减小项目资金的损失，让企业项目资金链维持良好的运行状态，结合相应的案例来分析储热系统的设计方式，综合性的评定系统的运行效果，为我国日后所开展的综合能源系统合理化设计工作提供经验，供以借鉴。

关键词：综合能源;储热;冷热电三联供;弃风消纳;热电解耦

引言：综合能源系统的构建主要是用来供给用户冷、热等的各项能源需求，可再生能源玻璃数值会比较高，并借助智能电网，让能源网络可以较好的维持协调运行的状态，达到互补互济的目的。综合能源系统的可持续性比较强，该系统的使用已经成为了当前能源发展的必然，在该系统内，能源需求较为复杂，各类影响因素比较多，这些因素的存在给其供需平衡的发展形成了很大的挑战，储热技术的使用可以更好的处理时间、空间等层面所存在的不平衡性问题，调节效用十分的显著，可以更好的控制系统负荷波动，使得系统的工作效率得到显著的提升，减小了系统的运行成本费用。

1储热技术在三联供能源系统中的价值

综合能源系统是指一定区域内利用先进的物理信息技术和创新管理模式，整合区域内煤炭、石油、天然气、电能、热能等多种能源，实现多种异质能源子系统之间的协调规划、优化运行，协同管理、交互响应和互补互济。在满足系统内多元化用能需求的同时，要有效地提升能源利用效率，促进能源可持续发展的新型一体化的能源系统。电负荷以及冷热负荷的匹配程度会直接影响到冷热电三联供系统的经济性，在实际的工程项目当中，电负荷以及冷热负荷的匹配度无法较好的匹配在一起，总体匹配度低下。实际工程内通常会使用以热定电的形式开展一系列的设计等的工作。就热负荷的需求量设置好余热锅炉的容量数值，从而更为精确的设置好发电机组的容量规格参数等。在其系统运行的过程中，其必须要以热负荷需求数值为基准，合理化的调整发电量。若其存在不足的问题，就需要让市政电网及时的进行补给，使得电热联合维持一种良好的供应状态，维持系统高效运行的良好状态。但是，目前我国实际工程项目中，波动性热负荷的幅度会比较高，这就在无形之中给系统的使用形成了挑战，借助储热技术处理其问题，开辟出一条有效的技术途径。

1.1典型应用场景

在一些食品加工类的行业，其工厂当中存在电力、蒸汽等层面的需求，三联供系统的使用频率会比较高，热负荷的波动性比较明显。以我国某一工厂三联供系统为例进行讲解，其工厂的工期需求曲线有着较为显著性的周期性特征，其循环的周期时间为七十分钟。整体蒸汽需求曲线的波动比较明显，最大的蒸汽需求为每小时15.35吨，最小的蒸汽需求数值为每小时6.55吨，整体平均的蒸汽需求为每小时10.9吨。且蒸汽负荷变化率会比较高，整体最大的负荷变化率在十分钟之内的负荷变化约为26.7%。

1.2常规方案

首先，机组调节难度比较大，想要让系统的效率数值尽可能的提升，就应当以电负荷跟随热负荷的形式，确保其实际的运行状态。这种处理方式需要所耗费的人力比较大，会给运行人员带来很大的不便。其次，发电效率比较差，项目的经济性低下。最后设备的初始投资金额比较高，设备实际使用率较小，最终的投资回收时间会比较长。

1.3储热方案

首先，要采取蒸汽蓄热器来处理上述的各类问题，在开展设计工作时期，必须要科学化的去分析蒸汽负荷曲线，同时借助科学公式来推算出平均的蒸汽负荷数值，控制好蒸汽量，以其数值为基准选择蒸汽蓄热器类型，尽可能的消除掉蒸汽负荷所产生的波动性。其次，在选择运行方案时，要控制好锅炉的产汽量。

1.4储热应用价值

冷热电三联供系统当中，需求侧负荷波动的现象会比较频繁。电负荷的波动通常都是让电网进行调整，整体技术的使用难度比较小。热负荷的波动性相对来说会比较复杂，这主要是因为热负荷不但在需求侧存在波动，同时其还会受到热电耦合性的影响，在需求侧波动的作用下，侧电负荷的波动会更加的明显，借助储热系统控制好热负荷的波动程度，不断的提升其系统的灵活程度。首先，储热技术的使用可以更好的抑制负荷的波动，让其设备的调节工作进展的更为顺畅，同时还能有效的提升系统实际的运行效率。蓄热装置设施的应用会让余热锅炉的产汽负荷更加的稳定，给机组调控工作的开展带来了很大的帮助，让燃气轮机保持一种良好且高效的发电状态，防止其负荷波动明显拉低发电的效率。减小电力设备实际设計的容量数值，有效的去提升电气设备的使用率，减小项目初期的投资金额，合理的应用蓄热装置设施，让设计人员都可以做好平均热负荷的选型工作，防止其受到常规设计的影响，致使其设备选型规格过大，设备使用率低下等。

2储热技术在热电联产能源系统中的应用价值

2.1典型应用场景

就我国东北地区的某一热电厂为例进行探究，通过调查，该热电厂的汽轮机最小功率限值为96MW，发电负荷峰值会随着供热蒸汽流量变化而变化。最小发电负荷随供热蒸汽流量增加先不变，然后增加。

2.2常规方案

平均供热功率为336.0MW，最大供热功率为377.2MW，最小供热功率为274.4MW。供热负荷跟随用户采暖需求每日呈周期性波动，夜间供热负荷较高，最高供热负荷出现在3﹕00—7﹕00;白天供热负荷较低，最低供热负荷出现在14﹕00—16﹕00。在夜间最大供热负荷出现时段，机组的发电调峰能力仅为32.8MW，此时正是风电负荷高峰时段，同时夜间电网用电负荷大幅度下降，电网调峰形势严峻，不得不弃风保供热。

2.3储热方案

为避免弃风现象发生，在夜间必须降低热电机组发电负荷，即减少供热抽汽流量，这样就不能满足供热需求，因而必须有其他的热源来补充。如果增加蓄热装置，在白天供热需求较低的时段增大抽汽量，并将过剩的热量存储起来;在夜间，使用蓄热装置释热，减少供热抽汽量，就能达到降低热电机组发电负荷的目的。根据该厂的实际情况，可设计一套相变蓄热装置。

3储热技术在电供暖能源系统的价值

大幅度降低电采暖的运行费用。储热技术充分利用峰谷电价政策，将高峰时段和平段的用电量全部转移到低谷时段，避免在高电价时段用电，实现了在保证供暖效果相同的前提下采暖费用的大幅度下降。

结语：依据文章上述的内容可以得知，储热技术在综合能源系统中的应用价值极高，为了能更好的探究储热技术在综合能源系统中的使用要点，本文以冷热电三联供、热电联产等能源系统的应用场景进行了深入的探究，阐明清楚了储热系统使用的价值，同时还制定出了更为合理化的储热系统优化方式，借助工程实践的方式，验证其系统以及技术的使用效果，降低项目的初始资金投资量，达到热电联产机组热电解耦目的，提升了弃风消纳量数值，减小总体电采暖运行资金费用，缓解电能供需矛盾的现状，完善储热技术。

参考文献：

[1]光热电站熔盐传热储热技术应用[J].王鹏，罗尘丁，巨星.电力勘测设计.2017（02）

[2]储热技术基础（Ⅱ）——储热技术在电力系统中的应用[J].李永亮，金翼，黄云，叶锋，汪翔，李大成，王彩霞，丁玉龙.储能科学与技术.2013（02）

[3]储热系统在解决光伏消纳问题中的应用[J].魏小淤，陈云辉，袁智强，包海龙.供用电.2017（04）

[4]氧化还原储热技术的研究现状及进展[J].王会，王诗卉，李振山，蔡宁生.中国电机工程学报.2019（21）

[5]熔盐储热技术在光热电站中的应用[J].李磊.能源与环境.2018（05）