[發明專利]一種基于熱力網、電力網和物聯網的電蓄熱供熱系統

在審

• 申請號: 201711457751.6
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107990398A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 鄧英;劉河生;陳忠雷;郝曉曉
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網冀北電力有限公司張家口供電公司;國家電網公司;住建互聯清潔能源供熱技術研究院（北京）有限公司
• 主分類號: F24D11/00
• 分類號: F24D11/00;F24D19/10
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙)51229
• 代理人: 李林合,李蕊

技術領域

本發明屬于供熱工程的技術領域，具體涉及一種基于熱力網、電力網和物聯網的電蓄熱供熱系統。

背景技術

傳統的熱力網多數采用集中供暖的方式，通過燃煤鍋爐對化石燃料進行燃燒產熱，再通過建立的城市供熱管網，將熱能傳輸至用戶所在位置。

但是傳統的燃煤鍋爐供熱采暖體系存在以下缺點：

(1)傳統供熱體系用煤爐供暖會產生霧霾，用電加熱供能成本過高，沒有蓄熱功能負荷的可控性太差。

(2)集中式產能通常需要長距離運輸能源，存在長距離管道傳輸時能源損耗的問題，并且使管網的擴張土建難度增大。

(3)現有的新能源發電技術，如風能、光伏發電由于不了解用戶的實際需求，導致產生大量的棄風棄電，進而導致能源的浪費。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種基于熱力網、電力網和物聯網的電蓄熱供熱系統，以解決傳統供熱體系沒有蓄熱功能且負荷的可控性差的問題。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：

提供一種基于熱力網、電力網和物聯網的電蓄熱供熱系統，其包括熱力網系統、電力網系統和物聯網系統；

熱力網系統包括用于對居民區進行供熱分區，計算供熱分區的熱指標，根據供熱分區和熱指標建立分布式供暖的供熱采暖系統；

電力網系統，用于根據供熱采暖系統的熱負荷，對清潔能源進行調度，為所述熱力網系統提供熱量來源；

物聯網系統包括熱負荷響應能力監測上報系統和電網調度中心；熱負荷響應能力監測上報系統根據供熱采暖系統的運行參數和預測數據對供熱采暖系統進行日負荷變化率的分析和預測；電網調度中心采集的區域電網數據、清潔能源發電運行數據以及根據所述供熱采暖系統的運行參數、日負荷變化率的分析和預測信息進行供熱采暖系統熱負荷階梯式的電力調度，并控制供熱采暖系統的運行狀態和出水參數。

優選地，供熱采暖系統包括根據所述供熱分區建設的若干供熱站；供熱站分別與自來水和小區各熱用戶管道連通；自來水通過軟水器、軟化水箱和補水泵為供熱站提供用水；小區各熱用戶通過回水管、除污器和熱水循環泵為供熱站提供循環熱水。

優選地，供熱站采用固體蓄熱式鍋爐進行分布式供暖；固體蓄熱式鍋爐分別與換熱器、鼓風機和控制柜連接；換熱器分別通過熱力管網和回水管與小區各熱用戶連通。

優選地，固體蓄熱式鍋爐內置有氧化鎂耐火材料組成的固體蓄熱體。

優選地，供熱站的供熱介質為熱水。

優選地，熱指標包括通過面積熱指標估算法得到的供熱分區供熱最大熱指標和根據供熱分區室外室內環境參數計算得到的平均及最小熱指標。

優選地，清潔能源包括風電、光伏電、電網低谷電和電網需求側相應調度用電。

優選地，物聯網系統采用LoRa/Nb-IoT技術構建熱負荷響應能力監測上報系統和電網調度中心。

優選地，供熱采暖系統根據供熱分區的季節、氣象和公休信息預測所述供熱分區的熱負荷數據。

優選地，電網調度中心對供熱采暖系統熱負荷階梯式的電力調度的方法為：電網調度中心對供熱采暖系統熱負荷進行電力調度，供熱采暖系統對供熱站進行電力調度和供熱站將多余的熱量存儲于固體蓄熱式鍋爐中的固體蓄熱體中。

本發明提供的基于熱力網、電力網和物聯網的電蓄熱供熱系統，具有以下

有益效果：

本發明以熱力網系統為骨架，融入電力網系統和物聯網系統，其中熱力網系統因地制宜的對居民區進行供熱分區，建立縮短運輸距離、分布式供暖的供熱采暖系統，供熱采暖系統中設有的固體蓄熱式鍋爐具有蓄熱功能，能夠將電力網提供的多余清潔能源存儲在固體蓄熱式鍋爐，避免能源浪費；物聯網系統采用LoRa/Nb-IoT技術采集熱力網系統的運行參數，并將該參數和預測數據傳送到電網調度中心，對熱力網系統進行階梯式的電力調度。本發明使用清潔能源作為能源供應，對環境無污染，并通過電力網系統、熱力網系統和物聯網系統三者的融合，實現對熱力網系統負荷階梯式的電力調度，智能化的控制供熱采暖系統的運行狀態和出水參數。

附圖說明

圖1為基于熱力網、電力網和物聯網的電蓄熱供熱系統的原理框圖。

圖2為基于熱力網、電力網和物聯網的電蓄熱供熱系統的固體蓄熱式鍋爐智能調度流程圖。

圖3為基于熱力網、電力網和物聯網的電蓄熱供熱系統的熱力網建模流程圖。

圖4為基于熱力網、電力網和物聯網的電蓄熱供熱系統的分布式供熱系統圖。