燃气轮机与新能源混合发电的互补性研究

新能源的波动性、随机性和高峰供电不足会对供电的稳定性带来不利影响,同时弃风、弃光也造成了一定程度的资源浪费。利用弃风弃光的弃电制氢,配合燃气轮机采用氢燃料发电可以弥补新能源的上述短板,改善电力系统的稳定性。燃气轮机具有很好的负荷调节能力,单循环机组仅需15min左右就能从零负荷升到满负荷。氢是一种高能量密度的清洁燃料,不仅热量比甲烷要高得多,更重要的是不会造成污染和温室效应。目前燃氢是一个很大的挑战,对于燃氢燃气轮机来说,需要解决的技术问题主要是氢燃烧产生的NOx排放、燃氢过程中的燃烧振荡以及回火风险控制,此外还需设计制造出氢燃料高温燃烧所需的燃烧室和叶片材料。利用燃氢燃气轮机和新能源发电两种发电形式的不同特点,富余可再生电力通过电解水制氢,以先进的氢储能技术为连接枢纽,构建新能源、氢储能和燃气轮机混合发电系统。分析结果和工程实践表明,燃气轮机与新能源具有很好的互补性和协同作用,混合发电系统具有更好的灵活性和稳定性。不过目前电解水制氢的平准化氢成本在经济性方面与天然气竞争还不具有优势。