[發(fā)明專利]多能耦合系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810827648.4
• 申請(qǐng)日: 2018-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108879777B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅生偉;薛小代;張學(xué)林;張通;陳來(lái)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 11002 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王瑩;吳歡燕<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=

本發(fā)明涉及能源領(lǐng)域，提供了一種多能耦合系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括交流電系統(tǒng)、直流電系統(tǒng)、熱系統(tǒng)、冷系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)；交流電系統(tǒng)包括交流電網(wǎng)和可再生能源發(fā)電單元；直流電系統(tǒng)包括直流電網(wǎng)和電力存儲(chǔ)單元，直流電網(wǎng)通過(guò)雙向逆變器與交流電網(wǎng)連接；熱系統(tǒng)包括熱網(wǎng)、環(huán)境集熱單元、蓄熱單元和熱力發(fā)電單元；冷系統(tǒng)包括冷網(wǎng)、制冷單元和蓄冷單元，制冷單元分別與交流電網(wǎng)和熱網(wǎng)連接；壓縮空氣系統(tǒng)包括壓縮氣網(wǎng)、壓縮機(jī)組、膨脹機(jī)組以及與壓縮氣網(wǎng)連接的儲(chǔ)氣單元，壓縮機(jī)組分別與交流電網(wǎng)、儲(chǔ)氣單元和熱網(wǎng)連接，膨脹機(jī)組分別與儲(chǔ)氣單元、熱網(wǎng)和交流電網(wǎng)連接。本發(fā)明低碳環(huán)保、魯棒性強(qiáng)，能滿足孤立區(qū)域或微能源網(wǎng)對(duì)冷、熱、電和氣多樣化的供能需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多能耦合系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，全球面臨著能源和環(huán)境的雙重壓力，為了協(xié)調(diào)社會(huì)的發(fā)展與自然環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，大力發(fā)展可再生能源、增加可再生能源在能源格局中的占比已經(jīng)成為各界人士的共識(shí)。

作為可再生能源的代表風(fēng)力和光伏電力因具有儲(chǔ)量豐富、綠色低碳的優(yōu)勢(shì)，在全球的推廣風(fēng)頭強(qiáng)勁，但是由于其具有間歇性、不確定性和波動(dòng)性等固有缺陷，因此可再生能源的發(fā)展也受到了限制。以光伏發(fā)電為例，由于日夜交替，光伏發(fā)電存在規(guī)律性的間歇，同時(shí)受日照條件的影響，光伏發(fā)電存在規(guī)律性的輸出功率波動(dòng)，并且在天空云團(tuán)的影響下，光伏發(fā)電存在不確定性的瞬時(shí)輸出功率波動(dòng)。而在陰雨天氣時(shí)，光伏發(fā)電存在不確定性的長(zhǎng)周期間歇。隨著可再生能源電力在電網(wǎng)中的占比增大，可再生能源的上述固有缺點(diǎn)導(dǎo)致可再生能源接入電網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行的威脅越來(lái)越大。因此，可再生能源電力的容量比要求不得超過(guò)一定比例，剩余電力不得入網(wǎng)，造成能源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)中可再生能源未得到充分利用的技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多能耦合系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括交流電系統(tǒng)、直流電系統(tǒng)、熱系統(tǒng)、冷系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)；

所述交流電系統(tǒng)包括交流電網(wǎng)和可再生能源發(fā)電單元，所述可再生能源發(fā)電單元與所述交流電網(wǎng)連接、用于為所述交流電網(wǎng)提供電能；

所述直流電系統(tǒng)包括直流電網(wǎng)和電力存儲(chǔ)單元，所述直流電網(wǎng)通過(guò)雙向逆變器與所述交流電網(wǎng)連接，所述雙向逆變器用于在所述直流電網(wǎng)和所述交流電網(wǎng)之間雙向傳遞電能；所述電力存儲(chǔ)單元與所述直流電網(wǎng)連接、用于與所述直流電網(wǎng)之間雙向傳遞電能；

所述熱系統(tǒng)包括熱網(wǎng)、環(huán)境集熱單元、蓄熱單元和熱力發(fā)電單元；所述環(huán)境集熱單元與所述熱網(wǎng)連接、用于為所述熱網(wǎng)提供熱能；所述熱力發(fā)電單元分別與所述熱網(wǎng)和所述交流電網(wǎng)連接、用于利用所述熱網(wǎng)提供的熱能為所述交流電網(wǎng)提供電能；所述蓄熱單元分別與所述熱網(wǎng)和所述交流電網(wǎng)連接、用于將所述交流電網(wǎng)提供的電能轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行存儲(chǔ)以及與所述熱網(wǎng)之間雙向傳遞熱能；

所述冷系統(tǒng)包括冷網(wǎng)、制冷單元和蓄冷單元，所述制冷單元分別與所述交流電網(wǎng)、所述熱網(wǎng)和所述冷網(wǎng)連接，用于利用所述交流電網(wǎng)提供的電能和所述熱網(wǎng)提供的熱能為所述冷網(wǎng)提供冷能；所述蓄冷單元與所述冷網(wǎng)連接、用于與所述冷網(wǎng)之間雙向傳遞冷能；

所述壓縮空氣系統(tǒng)包括壓縮氣網(wǎng)、壓縮機(jī)組、膨脹機(jī)組和儲(chǔ)氣單元；所述壓縮機(jī)組分別與所述交流電網(wǎng)、所述儲(chǔ)氣單元和所述熱網(wǎng)連接，用于利用所述交流電網(wǎng)提供的電能分別為所述儲(chǔ)氣單元提供壓縮空氣以及為所述熱網(wǎng)提供熱能；所述儲(chǔ)氣單元分別與所述壓縮氣網(wǎng)和所述膨脹機(jī)組連接、用于為所述壓縮氣網(wǎng)和所述膨脹機(jī)組提供壓縮空氣；所述膨脹機(jī)組分別與所述熱網(wǎng)和所述交流電網(wǎng)連接，用于利用所述熱網(wǎng)提供的熱能和所述儲(chǔ)氣單元提供的壓縮空氣為所述交流電網(wǎng)提供電能。

其中，所述直流電系統(tǒng)還包括與所述直流電網(wǎng)連接的直流充電設(shè)備。

其中，所述熱系統(tǒng)還包括與所述熱網(wǎng)連接的熱水網(wǎng)。

其中，所述可再生能源發(fā)電單元包括風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備、潮汐發(fā)電設(shè)備和地?zé)岚l(fā)電設(shè)備中的至少一種。