[實用新型]燃氣三聯供與風光儲互補發電的耦合供能系統

有效

• 申請號: 201921890083.0
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN211018290U
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 劉卓倫;杜云來;陳鈞;陳斌;郭健;白一;常亮;王業儒;楊箐軒;劉軍勝;史攀登;宋宏升;張超;張志成;趙仕龍;張寧;趙仕宏;馬鵬亮;杜東剛;楊珂;郭闖
• 申請（專利權）人: 北京燃氣能源發展有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;F03D9/11;F02C6/00;F28D9/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

一種燃氣三聯供與風光儲互補發電的耦合供能系統，用于為建筑提供冷、熱負荷以及電負荷，包括：燃氣三聯供子系統包括燃氣發電機組、發電機控制模塊以及余熱直燃機組；分布式光伏發電子系統包括光伏組件和光伏逆變器，風力發電子系統包括順次電連接的風力發電機組、整流器、直流匯流箱、電壓鉗位蓄電池以及風電逆變器；蓄電池蓄能子系統包括蓄電池組、蓄能變流器以及蓄能控制模塊；蓄能控制模塊用于控制耦合供能系統的運行模式，以及設置燃氣三聯供子系統、分布式光伏發電系統、風力發電子系統以及蓄電池蓄能子系統的供能輸出模式。本實用新型有效保證了冷、熱負荷以及電負荷供應穩定性，同時也提高供了系統的可靠性和安全性。

技術領域

本實用新型涉及微網供電領域，具體涉及一種燃氣三聯供與風光儲互補發電的耦合供能系統。

背景技術

燃氣三聯供系統是一種由燃氣發電機(或內燃機)、余熱鍋爐、余熱冷溫水機組組成的分布式供能系統。與簡單的直接燃燒方式相比，燃氣三聯供系統先利用燃氣輪機或燃氣內燃機驅動發電機發電，再利用發電后的余熱為建筑物供熱，或作為空調制冷的動力為建筑物供冷，可以實現一次能源的階梯利用，提高燃料的利用價值。

目前，常規的燃氣三聯供系統中，燃氣發電機一般采用直接與市電并網運行或孤網獨立運行兩種系統方式。當系統采用并網運行方式時，燃氣發電機可以保持PQ(即，恒功率)輸出模式，在滿足建筑供熱或供冷負荷的同時，為三聯供系統本身以及所在建筑提供電力供應，超出建筑所需的發電量部分還可以返送至市電電網，即“自發自用、余電上網”。

但是，常規的燃氣三聯供系統當采用孤網運行方式時，由于缺少儲能環節，燃氣發電機必須運行在V/f(即，恒壓恒頻)輸出模式，才能保證整個離網系統的穩定。而在實際應用中可以發現，當燃氣三聯供系統的供熱或供冷負荷需求較低時(如辦公寫字樓的夜間)，其供電負荷也無法達到發電機V/f輸出模式所允許的最低連續運行負荷，導致燃氣發電機無法正常投入運行，亦或者燃氣發電機投入運行后無法快速響應供電負荷的瞬間波動，從而導致電力系統必須切回至市電供電模式，如果此時市電發生故障，燃氣發電機則無法起到備用電源的作用。因此，常規燃氣三聯供系統在孤網運行時，特別是過渡季節，會遇到頻繁起機、系統短時間停電等問題，系統操作難度較大，發電機效率及供電安全性較低。

實用新型內容

為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決常規的燃氣三聯供系統在孤網運行時，燃氣發電機無法在微電網負荷低位運行時正常啟動，以及無法完全獨立地響應微電網負荷瞬間波動的技術問題。

本實用新型提供了一種燃氣三聯供與風光儲互補發電的耦合供能系統，用于為建筑提供冷、熱負荷以及電負荷，其包括：

燃氣三聯供子系統，包括燃氣發電機組、發電機控制模塊以及余熱直燃機組；所述燃氣發電機組與所述余熱直燃機組對應設置為所述建筑提供冷、熱負荷以及電負荷，所述發電機控制模塊用于控制所述燃氣發電機組的發電調節以及供能輸出模式；

分布式光伏發電子系統，包括光伏組件和光伏逆變器，所述光伏組件安裝于所述建筑的向陽位置，所述光伏逆變器電連接所述光伏組件，用以將所述光伏組件產生的直流電轉換成交流電并為所述建筑提供電負荷，以及控制所述分布式光伏發電子系統的供能輸出模式；

風力發電子系統，包括順次電連接的風力發電機組、整流器、直流匯流箱、電壓鉗位蓄電池以及風電逆變器；所述風力發電機組產生的交流電經所述整流器轉換成穩定的直流電，該直流電經所述直流匯流箱進行匯流后，為所述電壓鉗位蓄電池進行充電，所述電壓鉗位蓄電池輸出的直流電經所述風電逆變器轉換成交流電，并與所述分布式光伏發電子系統并網后為所述建筑提供電負荷；所述風電逆變器還用于控制所述風力發電子系統的供能輸出模式；