[发明专利]基于风力、光伏发电消纳的超低温蓄冷高效地热发电系统

说明书

本发明公开了一种基于风力、光伏发电消纳的超低温蓄冷高效地热发电系统，光伏电池板、风力发电机均与逆变系统连接，所述逆变系统通过控制系统与制冷系统连接，所述制冷系统连接蓄冷装置；所述控制系统电动控制阀门；所述蓄冷装置冷量输出分为两路：一路传输冷量至建筑空调系统；另一路传输冷量至地热发电模块。该系统利用废弃的风力、光伏发电进行超低温蓄冷，由此作为地热发电的超低温的冷源，大幅度地提高地热发电的效率。且该冷源同时可以为区域内的建筑供冷。

技术领域

本发明涉及蓄冷热能利用领域，具体涉及一种基于风力、光伏发电消纳的超低温蓄冷高效地热发电系统。

背景技术

随着我国可再生能源利用技术的发展，可再生能源发电占比越来越高。2017年可再生能源发电装机6.5亿千瓦，发电量1.7万亿千瓦时，占全部发电量的26.4％。可再生能源替代传统能源的作用越发明显，但与此同时“弃风弃光”现象仍然不容忽视，全年弃风率12％、弃光率6％。因此恰当的风光电消纳方式是包含风光发电系统所必需的。

相比风光发电的波动大、间歇性大等缺点，地热发电是一种相当稳定的可再生能源发电方式，全年除去检修时间可发电8000多个小时。但是我国大多数地区的地热资源属于低温区域，因此常规的发电方式发电效率、热力学循环效率低。现有技术如单级闪蒸和以有机朗肯循环为主的双工质循环，主要着力于提高地热流体热利用，但仍面临效率低下问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于风力、光伏发电消纳的超低温蓄冷高效地热发电系统。

本发明为解决所提出的技术问题，所采取的技术方案为：基于风力、光伏发电消纳的超低温蓄冷高效地热发电系统，包括：光伏电池板、风力发电机、逆变系统、控制系统、制冷系统、蓄冷装置、建筑空调系统、阀门；

所述光伏电池板、风力发电机均与逆变系统连接，所述逆变系统通过控制系统与制冷系统连接，所述制冷系统连接蓄冷装置；所述控制系统电动控制阀门；

所述蓄冷装置冷量输出分为两路：一路传输冷量至建筑空调系统；另一路传输冷量至地热发电模块；

所述蓄冷装置通过阀门连接所述建筑空调系统；

所述地热发电模块主要由冷凝器、工质泵、加热器、地热热源、两相膨胀机、发电机和市电电网构成，所述冷凝器与工质泵连接，所述工质泵输出端连接加热器，所述加热器内管程热量采集于地热热源，所述加热器壳程输出端连接两相膨胀机，所述两相膨胀机连接发电机，所述两相膨胀机工质输出至所述冷凝器；

所述发电机与市电电网连接。

所述蓄冷装置为所述地热发电模块提供低于-50℃的超低温冷源，同时为建筑供冷。

所述控制系统采用单片机控制，选自8051、MSP430和DSP中的任一型号。

所述控制系统的控制策略如下：

①当处于非供冷工况时，控制系统控制电能输出至制冷系统，产生的冷量储存至蓄冷装置，同时控制阀门关闭；

②当处于夏季供冷工况时，控制系统控制阀门开启，蓄冷装置为建筑空调系统提供冷量，制冷系统继续保持工作。

有益效果

1、本发明提出一种基于风力、光伏发电消纳的超低温蓄冷高效地热发电系统，将风光电消纳和地热发电相结合，通过蓄冷技术将废弃的风光发电量存储，既可以提高可再生能源发电的利用率，又可以使用储存的冷量降低地热发电系统的冷凝温度，提高热力学循环效率。

2、本发明使用额外蓄冷装置提供超低温冷源进行冷凝的地热发电系统，该系统通过降低冷凝温度提高热力学循环效率，在使用中低温地热热源的工况下可以获得较高的发电效率。