[發(fā)明專利]一種多能源耦合分布式能源系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711115041.5
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107725127A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍;楊嵩;蔣川;徐志成;周璐璐;黃寧寧
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F02C6/18;F02C6/14;F03D7/00;F03D9/00;H02J3/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能源系統(tǒng)，特別是一種多能源耦合分布式能源系統(tǒng)，屬于能源利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會發(fā)展，電能對人們的生活及工作至關(guān)重要。在災(zāi)區(qū)、偏遠山區(qū)、施工場地以及應(yīng)急場所等特殊區(qū)域，地面固定式的能源供應(yīng)裝置無法提供能源，且若現(xiàn)場進行能源站的建設(shè)，建設(shè)周期長，無法滿足緊急情況下的能源需求。分布式能源可以解決上述問題。分布式能源系統(tǒng)將冷熱電系統(tǒng)以小規(guī)模、小容量、模塊化、分散式的方式直接安裝在用戶端，可獨立地輸出冷、熱、電能的系統(tǒng)。能源包括太陽能利用、風能利用、燃料電池和燃氣冷、熱、電三聯(lián)供等多種形式，具有能效利用合理、損耗小、污染少、運行靈活，系統(tǒng)經(jīng)濟性好等特點。

在我國分布式能源系統(tǒng)剛剛起步，還未實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，且存在一些不足限制了其發(fā)展：1、多種新能源系統(tǒng)沒有有效的結(jié)合，不能充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢及起到互補作用；2、能源沒有充分利用，如燃氣發(fā)電的余熱、光伏發(fā)電的散熱；3、能源利用方式單一，如太陽能僅用來光伏發(fā)電，太陽能利用率有限；4、光伏和風力發(fā)電的不穩(wěn)定性問題沒有很好的解決；5、系統(tǒng)的綜合能源利用率偏低，系統(tǒng)運行成本高。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有相關(guān)能源系統(tǒng)的缺陷，提供了一種可以多能源互補、運行穩(wěn)定可靠、綜合能源利用率高、節(jié)能高效的多能源耦合分布式能源系統(tǒng)。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

采用一種多能源耦合分布式能源系統(tǒng)，包括燃氣輪機組、余熱鍋爐、汽輪機發(fā)電機組、交流配電裝置、中高溫太陽能集熱裝置、光伏光熱一體化裝置、風力發(fā)電機組、直流電組合控制開關(guān)、交流逆變器；燃氣輪機組通過管道連接余熱鍋爐，余熱鍋爐管道分別連接中溫熱負荷裝置和汽輪機發(fā)電機組；汽輪機發(fā)電機組和燃氣輪機組分別通過線路連接交流配電裝置，汽輪機發(fā)電機組通過管道連接中高溫太陽能集熱裝置，交流配電裝置通過線路連接交流負載；中高溫太陽能集熱裝置通過管道分別連接余熱鍋爐和中溫熱負荷裝置；光伏光熱一體化裝置通過管道連接低溫熱負荷裝置，光伏光熱一體化裝置通過線路連接直流電組合控制開關(guān)；風力發(fā)電機組通過線路連接直流電組合控制開關(guān)；直流電組合控制開關(guān)通過線路分別連接交流逆變器和直流負載，交流逆變器通過線路連接交流負載。

作為本發(fā)明的一種改進，所述的光伏光熱一體化裝置先通過管道連接到低溫蓄熱裝置，低溫蓄熱裝置通過管道再連接到低溫熱負荷裝置；所述的余熱鍋爐和中高溫太陽能集熱裝置先通過管道連接到中溫蓄熱裝置，中溫蓄熱裝置通過管道再連接到中溫熱負荷裝置和低溫蓄熱裝置。

作為本發(fā)明的一種改進，所述的光伏光熱一體化裝置先通過線路連接到最大功能點跟蹤器，最大功能點跟蹤器通過線路再連接到直流電組合控制開關(guān)；風力發(fā)電機組先通過線路連接到脈寬調(diào)制器，脈寬調(diào)制器通過線路再連接到直流電組合控制開關(guān)。

作為本發(fā)明的一種改進，所述的直流電組合控制開關(guān)通過線路與電池蓄能系統(tǒng)連接。

作為本發(fā)明的一種改進，所述的交流配電裝置先通過線路連接到直流逆變器，直流逆變器通過線路再連接到直流電組合控制開關(guān)。

作為本發(fā)明的一種改進，所述的中高溫太陽能集熱裝置為槽式太陽能集熱裝置。

有益效果：

1)采用了余熱鍋爐回收燃氣輪機發(fā)電的余熱，用于提供給汽輪機機組發(fā)電或者提供給中溫熱負荷裝置，減少熱能浪費，提高能源利用率。

2)采用了中高溫太陽能裝置，可以輔助余熱鍋爐為汽輪機發(fā)電機組提供熱能，減少能耗，同時余熱鍋爐也為太陽能中溫供熱提供了穩(wěn)定的輔助能源。

3)設(shè)置了中溫蓄熱裝置和低溫蓄熱裝置，可以進行穩(wěn)定連續(xù)的供熱。

4)設(shè)置了電池蓄能系統(tǒng)，實現(xiàn)穩(wěn)定可靠、不間斷的多能源供電的控制與管理。

5)通過控制系統(tǒng)，可以選擇最優(yōu)化、最節(jié)能、最經(jīng)濟的發(fā)電方式，根據(jù)天氣環(huán)境參數(shù)和能效情況選擇燃氣輪機發(fā)電、余熱發(fā)電、太陽能光熱發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電中的一種或多種方式發(fā)電。

6)采用了光伏光熱一體化裝置，一是太陽能發(fā)電的同時提供低溫熱水，減少熱能損失；二是降低光伏板的溫度，提高光伏發(fā)電效率，顯著提高太陽能的綜合利用率。

7)采用最大功率點跟蹤器和脈寬調(diào)制器，提高光伏發(fā)電和風力發(fā)電的發(fā)電效率及電壓穩(wěn)定性。

8)通過直流電組合控制開關(guān)，以及交流配電裝置、交流逆變器、直流逆變器的輔助，可以實現(xiàn)多能源的切換，以提供穩(wěn)定高效的直流電和交流電，解決太陽能發(fā)電和風力發(fā)電的不穩(wěn)定性問題。