[發(fā)明專利]能源消納系統(tǒng)及其運(yùn)行方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010542531.9
• 申請(qǐng)日: 2020-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN111649611B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖剛;向鐸;倪明江;岑可法
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D20/00
• 分類號(hào): F28D20/00;F24H7/00;F24H9/18
• 代理公司: 上海立群專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31291
• 代理人: 楊楷;毛立群

本發(fā)明提供了一種能源消納系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，包括熱化學(xué)儲(chǔ)熱裝置，內(nèi)部設(shè)有電加熱器，能夠存儲(chǔ)電加熱器產(chǎn)生的熱能；電加熱控制器，與電加熱器電連接，電加熱控制器能夠在第一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，利用由過剩能源轉(zhuǎn)化的電能，為電加熱器供能。該系統(tǒng)可以將過剩能源在例如白天或者高峰時(shí)段產(chǎn)生的廢棄電力轉(zhuǎn)化為熱化學(xué)儲(chǔ)熱裝置的化學(xué)能予以儲(chǔ)存并根據(jù)需要合理取用，避免實(shí)時(shí)平衡、即發(fā)即用帶來的能源浪費(fèi)。熱化學(xué)儲(chǔ)熱裝置利用化學(xué)反應(yīng)存儲(chǔ)熱量，反應(yīng)溫度通常穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，其供熱輸出也相對(duì)穩(wěn)定，從而可以兼顧供熱的穩(wěn)定性。綜上所述，該能源消納系統(tǒng)能夠兼顧供熱的穩(wěn)定性和過剩能源時(shí)變性，提高對(duì)于過剩能源發(fā)電量的利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源再利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能源消納系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)

隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)能源的需求不斷提升，但傳統(tǒng)能源帶來的環(huán)境問題也日趨嚴(yán)重。為減輕傳統(tǒng)能源造成的環(huán)境壓力，近年來我國的用電結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，可再生能源占比顯著提升。

隨著風(fēng)電、光伏等對(duì)電力系統(tǒng)的滲透率不斷提高，出現(xiàn)了因風(fēng)電和光伏電力發(fā)電量過剩造成的消納困難的問題，主要原因一方面在于能源消納系統(tǒng)的調(diào)峰能力不足。風(fēng)電和太陽能發(fā)電對(duì)氣候依賴性較強(qiáng)，氣候適宜時(shí)產(chǎn)電量遠(yuǎn)大于氣候不適宜時(shí)的產(chǎn)電量，不穩(wěn)定性強(qiáng)，若以產(chǎn)電量較低時(shí)作為產(chǎn)電量標(biāo)準(zhǔn)，則存在過多過剩電量，因此氣候的時(shí)變性(隨時(shí)間變化的特性)至少部分地導(dǎo)致了風(fēng)電、光伏發(fā)電量的消納困難。

現(xiàn)階段風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電還受到儲(chǔ)電裝備技術(shù)的制約，通常只能滿足負(fù)荷實(shí)時(shí)平衡、即發(fā)即用，因此風(fēng)電、光伏的利用率整體較低。

另一方面，在現(xiàn)有的儲(chǔ)熱供暖技術(shù)中，燃煤供暖是最常見的供暖形式，卻是造成空氣質(zhì)量嚴(yán)重污染的主要原因之一。此外，其儲(chǔ)熱裝置多采用集熱水箱，其儲(chǔ)熱溫度較低、熱容受限于水的比熱容，輸出熱能形式單一，且裝置體積占地面積較大。

因此，亟需提供一種能源消納系統(tǒng)，能夠適配于過剩能源的時(shí)變性，提高對(duì)于過剩能源發(fā)電量的利用率，并且產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的熱能輸出。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種能源消納系統(tǒng)，能夠兼顧供熱的穩(wěn)定性和過剩能源的時(shí)變性，提高對(duì)于過剩能源發(fā)電量的利用率。

本發(fā)明提供的能源消納系統(tǒng)，包括：熱化學(xué)儲(chǔ)熱裝置，內(nèi)部設(shè)有電加熱器，能夠存儲(chǔ)電加熱器產(chǎn)生的熱能；電加熱控制器，與電加熱器電連接，電加熱控制器能夠在第一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，利用由過剩能源轉(zhuǎn)化的電能，為電加熱器供能。

通過采用上述技術(shù)方案，由于電加熱控制器與設(shè)置于熱化學(xué)儲(chǔ)熱裝置內(nèi)部的電加熱器電連接，且電加熱控制器能夠在第一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，利用由過剩能源轉(zhuǎn)化的電能，為電加熱器供能，即該能源消納系統(tǒng)可以將過剩能源在例如白天或者高峰時(shí)段產(chǎn)生的廢棄電力轉(zhuǎn)化為熱化學(xué)儲(chǔ)熱裝置的化學(xué)能予以儲(chǔ)存，由熱化學(xué)儲(chǔ)熱裝置存儲(chǔ)的能量可以根據(jù)需要合理取用，避免實(shí)時(shí)平衡、即發(fā)即用帶來的能源浪費(fèi)。另外，熱化學(xué)儲(chǔ)熱裝置利用化學(xué)反應(yīng)存儲(chǔ)熱量，熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)溫度通常穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，其供熱輸出也相對(duì)穩(wěn)定，從而可以兼顧供熱的穩(wěn)定性。綜上所述，該能源消納系統(tǒng)能夠兼顧供熱的穩(wěn)定性和過剩能源的時(shí)變性，提高對(duì)于過剩能源發(fā)電量的利用率。

本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，進(jìn)一步設(shè)置為，電加熱控制器能夠在第二規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，利用市電為電加熱器供能。

通過采用上述技術(shù)方案，由于電加熱控制器能夠在第二規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，利用市電為電加熱器供能，例如可以在電網(wǎng)整體負(fù)載減少時(shí)利用谷電為電加熱器供能，提高資源配置的合理性，提高發(fā)電量，特別是谷電的利用率。另外，利用市電為電加熱器供能還可以與棄風(fēng)、棄光的利用時(shí)間協(xié)調(diào)，彌補(bǔ)風(fēng)電、光伏發(fā)電量不足時(shí)，供熱的穩(wěn)定性問題，增強(qiáng)了電力的消納能力。