[实用新型]多源区域型冷热电联供能源网系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域，特别是一种多源区域型冷热电联供能源网系统 

背景技术

冷热电联供系统是一项先进的清洁能源高效利用技术，是一种建立在能源梯阶利用概念基础上，将供热(供暖和供热水)、制冷及发电过程一体化的分布式能源综合利用系统。在提高人们工作与生活品质的前提下，大幅度节约能源，是低碳城市能源建设的关键技术。因此在世界范围内受到普遍重视。 

目前冷热电联供系统的研究与应用有三种类型： 

1、楼宇型——直接向建筑物或小规模建筑群供冷、供热(包括热水)、供电，其发电能力从10KW(或以下)级到100KW级。楼宇型过于分散，联网、并网及调度管理极为复杂。另外，楼宇型一般采用微型燃气轮机，发电效率低，如采用燃气内燃机，余热品位较低。主要设备依赖进口，设备单位发电功率投资成本高。由于不同楼宇的结构、规模、使用功能、位置、围护结构的不同，因此，楼宇型技术集成方案及评价方式差异大，难以形成统一的技术标准和相关产业标准，所以难以普及推广和形成相关产业集群。 

2、热电厂型——由大型热电厂和区域空调向城镇范围进行冷热 电供应，管网半径可达5-10Km，其发电能力达几百MW。热电厂型由于受燃气供应压力条件制约，需大型燃气轮机采用降压运行技术，因此发电效率下降，另外，在联供系统经济运行半径内，冷热电供应量远大于冷热电的实际需求，联供系统难以实现经济运行，关键设备依赖进口，投资造价高。 

3、区域型——由中小型冷热电联供系统向一个区域供应冷、热、电，如住宅区、工业区、商业建筑群、大学校园、政府办公区等，其发电能力在1-20MW之间，工业区一般在50MW-100MW之间。区域型一般采用中小型燃气轮机，发电效率较高，与大型燃气轮机发电机组相比，由于输配电电能损失小，因此实际能效与大型燃气轮机发电机组相当。中小型燃气轮机技术成熟，且实现了国产化，国内配套设备齐全，所以综合投资效益较高。区域型是目前国内外主要研究和应用的模式。 

现有的冷热电联供系统方案主要以楼宇型和热电厂型为主，现有的区域型冷热电联供系统方案只是楼宇型方案的简单容量增加。目前冷热电联供系统方案普遍存在以下几个问题： 

1、对建筑冷、热、电负荷的动态性及不同步匹配性、系统的变工况特性考虑不充分，系统集成方案忽视了联供系统变工况运行对能源梯级利用的充分性和联供系统运行稳定性的不利影响，导致设计工况与实际运行工况差距大，实际能源利用率低。 

2、没有考虑与其它能源供应系统的协调，如与大电网、其它分布式发电系统的协调运行。因此导致冷热电联供系统与其它能源供应 系统之间在供能方面的复杂冲突矛盾，使冷热电联供系统之间及与其它能源供应系统难以实现互补协调运行。 

3、冷热电联供系统的互联及并网问题。现有的冷热电联供系统方案没有将互联及并网运行问题融入到系统集成方案中，而现有的微网与热网又是在孤立的进行研究与应用，冷热电联供系统、微网、热网、区域内其它类型分布式发电系统这四者之间没有整合设计。 

4、没有考虑系统外部能源供应出现问题，如燃气供应和系统内部局部出现故障时冷热电的正常供应的互补与备用方案。这将直接影响到人们的学习、工作、生活的正常进行及社会稳定。 

发明内容

本实用新型为了解决现有冷热电联供系统存在的不足，提出一种区域型冷热电联供系统及其方法，该系统具有如下几个特点： 

1、由于建筑及建筑群之间存在使用功能、位置、外部环境、围护结构等方面的差异，因此其冷热电负荷的动态性也存在差异性。本实用新型充分利用这一差异特点，首次提出多源链式微网和多源环状热网的组合联网结构，使各能源站的冷、热、电负荷实现相邻互补，这样可以减少设备的装机容量和数量，降低冷热电动态负荷匹配调控的难度和减小匹配调控过程对系统运行稳定性的影响。 

2、首次提出区域型冷热电联供能源站系统和建筑群冷热电联供分支系统的主从结构模式和调控模式，使负荷匹配方式和削峰填谷方式更具多样性和灵活性，有利于供热与供冷经济运行半径的协调。 

3、注重与外部其它能源系统的协同互补，使系统具备与大电网、分布式发电系统、系统外部高、中、低温热源的协同互补。 

4、首次将区域冷热电联供系统、微网、热网、分布式发电系统进行了全面整合集成。 

5、首次提出大电网、多源区域型冷热电联供能源网、区域内分布式发电系统分级调度管理方法。即大电网对多源区域型冷热电联供能源网进行调度管理，多源区域型冷热电联供能源网对所在区域的分布式发电系统进行调度管理。