[发明专利]一种多能源耦合分布式能源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种能源系统，特别是一种多能源耦合分布式能源系统，属于能源利用技术领域。

背景技术

随着社会发展，电能对人们的生活及工作至关重要。在灾区、偏远山区、施工场地以及应急场所等特殊区域，地面固定式的能源供应装置无法提供能源，且若现场进行能源站的建设，建设周期长，无法满足紧急情况下的能源需求。分布式能源可以解决上述问题。分布式能源系统将冷热电系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式直接安装在用户端，可独立地输出冷、热、电能的系统。能源包括太阳能利用、风能利用、燃料电池和燃气冷、热、电三联供等多种形式，具有能效利用合理、损耗小、污染少、运行灵活，系统经济性好等特点。

在我国分布式能源系统刚刚起步，还未实现大规模应用，且存在一些不足限制了其发展：1、多种新能源系统没有有效的结合，不能充分发挥各自的优势及起到互补作用；2、能源没有充分利用，如燃气发电的余热、光伏发电的散热；3、能源利用方式单一，如太阳能仅用来光伏发电，太阳能利用率有限；4、光伏和风力发电的不稳定性问题没有很好的解决；5、系统的综合能源利用率偏低，系统运行成本高。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于克服上述现有相关能源系统的缺陷，提供了一种可以多能源互补、运行稳定可靠、综合能源利用率高、节能高效的多能源耦合分布式能源系统。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

采用一种多能源耦合分布式能源系统，包括燃气轮机组、余热锅炉、汽轮机发电机组、交流配电装置、中高温太阳能集热装置、光伏光热一体化装置、风力发电机组、直流电组合控制开关、交流逆变器；燃气轮机组通过管道连接余热锅炉，余热锅炉管道分别连接中温热负荷装置和汽轮机发电机组；汽轮机发电机组和燃气轮机组分别通过线路连接交流配电装置，汽轮机发电机组通过管道连接中高温太阳能集热装置，交流配电装置通过线路连接交流负载；中高温太阳能集热装置通过管道分别连接余热锅炉和中温热负荷装置；光伏光热一体化装置通过管道连接低温热负荷装置，光伏光热一体化装置通过线路连接直流电组合控制开关；风力发电机组通过线路连接直流电组合控制开关；直流电组合控制开关通过线路分别连接交流逆变器和直流负载，交流逆变器通过线路连接交流负载。

作为本发明的一种改进，所述的光伏光热一体化装置先通过管道连接到低温蓄热装置，低温蓄热装置通过管道再连接到低温热负荷装置；所述的余热锅炉和中高温太阳能集热装置先通过管道连接到中温蓄热装置，中温蓄热装置通过管道再连接到中温热负荷装置和低温蓄热装置。

作为本发明的一种改进，所述的光伏光热一体化装置先通过线路连接到最大功能点跟踪器，最大功能点跟踪器通过线路再连接到直流电组合控制开关；风力发电机组先通过线路连接到脉宽调制器，脉宽调制器通过线路再连接到直流电组合控制开关。

作为本发明的一种改进，所述的直流电组合控制开关通过线路与电池蓄能系统连接。

作为本发明的一种改进，所述的交流配电装置先通过线路连接到直流逆变器，直流逆变器通过线路再连接到直流电组合控制开关。

作为本发明的一种改进，所述的中高温太阳能集热装置为槽式太阳能集热装置。

有益效果：

1)采用了余热锅炉回收燃气轮机发电的余热，用于提供给汽轮机机组发电或者提供给中温热负荷装置，减少热能浪费，提高能源利用率。

2)采用了中高温太阳能装置，可以辅助余热锅炉为汽轮机发电机组提供热能，减少能耗，同时余热锅炉也为太阳能中温供热提供了稳定的辅助能源。

3)设置了中温蓄热装置和低温蓄热装置，可以进行稳定连续的供热。

4)设置了电池蓄能系统，实现稳定可靠、不间断的多能源供电的控制与管理。

5)通过控制系统，可以选择最优化、最节能、最经济的发电方式，根据天气环境参数和能效情况选择燃气轮机发电、余热发电、太阳能光热发电、太阳能光伏发电、风力发电中的一种或多种方式发电。

6)采用了光伏光热一体化装置，一是太阳能发电的同时提供低温热水，减少热能损失；二是降低光伏板的温度，提高光伏发电效率，显著提高太阳能的综合利用率。

7)采用最大功率点跟踪器和脉宽调制器，提高光伏发电和风力发电的发电效率及电压稳定性。

8)通过直流电组合控制开关，以及交流配电装置、交流逆变器、直流逆变器的辅助，可以实现多能源的切换，以提供稳定高效的直流电和交流电，解决太阳能发电和风力发电的不稳定性问题。