专利名称：冷热联产微电网系统的制作方法
技术领域：
一种冷热联产微电网系统，涉及微电网以及热泵技术，特别涉及可发电、制冷、制热，提高太阳能电池板发电效率，改善热泵工况，提高能源利用效率的微电网系统，应用于分布式发电领域。
背景技术：
微电网是由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置组成的系统，可以同时提供电能和热量，是一个能够实现自我控制、保护和管理。目前国内还没有冷热联产微电网系统，市场上的光伏产品在实际应用中存在着如下问题1、太阳能光伏产品中的并网型产品，在有太阳和没有太阳的情况下输出变化情况比较大，相对于上级电网是个变化大的负荷，影响电网稳定，2、市场上的光伏产品都没有能量管理功能，无法确保自身成为配电网的一个恒定负荷，只是简单的把发布式发电系统接入到配电网中，给供电的经济性和节点电压、潮流、短路电流、网络供电可靠性带来影响。3、 市面上的太阳能热泵产品都是针对220V或者380V电源设计的，工作功率基本恒定，如果使用太阳能光伏电源系统，往往不能根据太阳能的变化情况而改变压缩机频率，太阳能过多时就白白浪费，太阳能能源不足时就无法正常工作，依然造成能源的浪费。因此本实用新型提出一种冷热联产微电网系统。
发明内容针对以上问题，本实用新型提供一种冷热联产微电网系统，该微电网系统具有能量管理功能，是上级电网的可控负荷，能提高太阳能电池板发电效率，改善热泵工况和冷热联产。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是由多向变流器、可变频热泵以及太阳能电池板与换热器的结合体共同组成了冷热联产微电网系统。所述多向变流器由并网逆变模块(2)、储能管理模块(6)和三相四绕组变压(3)器作为主要部件组成，其内部结构为将并网逆变模块(2)、上级电网(4)、微电网内部配电网 (5)、储能管理模块(6)依次电连接到三相四绕组变压器(3)的N1、N2、N3、N4四个绕组上。所述的可变频热泵，是由变频压缩机(10)为核心，冷媒回路、温水循环回路和冷水循环回路构成的热交换设备。其内部结构为顺次将变频压缩机(10)、冷凝器(9)、蒸发器 (11)连接成环状形成冷媒回路，使温水在冷凝器(9)、热储水箱(8)间循环的温水循环回路，使冷水在蒸发器(11)、冷储水箱(12)间循环的冷水循环回路。所述的太阳能电池板与换热器的结合体(1)由热交换导管紧贴太阳能电池板背面构成，两者间可进行热交换。变频压缩机(10)的电源电连接在微电网内部配电网(5)上，太阳能电池板与换热器的结合体(1)的电池板输出端电连接在并网逆变模块(2)输入侧，太阳能电池板与换热器的结合体(1)中的换热器部分作为可变频热泵换热器串入冷水循环回路中。[0010]本实用新型根据上级电网对本级微电网电能交换功率要求，结合用户需求功率及太阳能发电功率而改变热泵压缩机的工作频率，进而改变热泵功率，确保发电与用电相平衡，整个微电网成为上级电网的一个可控负荷。由于系统的可控性，在用电低谷期，通过将上级电网的电能输送到微电网系统内，保存到蓄电池(7)中或供热泵使用，制冷水和制热水存储到水箱中备用；在用电高峰期，在满足用户需求的情况下将部分电能输送到上级电网中，并依靠存储的冷水和热水满足用户的制冷和制热需求，减少对上级电网的电能需求，具有能量管理功能。在太阳能电池板温度偏高时，流经太阳能电池板背面换热器的水降低了太阳能电池板的温度，提高发电效率。在环境温度过低的情况下，流经太阳能电池板背面换热器的水温度升高，改善了热泵工况。本实用新型的特点在于，换热器与太阳能电池板的结合提高了能量转换效率和太阳能发电效率，利用能量管理功能对能量利用进行管理，将多余电能通过热泵产生冷水和热水存储，可有效减少所需要的蓄电池的容量，从根本上降低了整体的运行成本，同时实现了发电与用电平衡，制冷与用冷平衡，制热与用热平衡，提高了太阳能利用率，可在上级电网管理下进行“削峰填谷”，减少了上级电网的管理难题。
以下结合附图
和实施例对本实用新型进一步说明附图是冷热联产微电网系统原理图，附图中，(1)是太阳能电池板与换热器的结合体。将热泵换热器安装在太阳能电池板后面组成的既能产生电，又能加热水的装置；(2)是并网逆变模块；(3)是三相四绕组变压器；(4)是上级电网；(5)是微电网内部配电网；(6)是储能管理模块，可以将蓄电池中的直流电逆变为交流电输出，并且在与上级电网断开的情况下起到维持设备输出电压的作用；也可以根据需要将外部输入的交流电同步整流成为直流电存储到蓄电池中；(7)是蓄电池；(8)是热储水箱；(9)是冷凝器；(10)是变频压缩机；(11)是蒸发器；(12)是冷储水箱；(13)是室内风机盘管。
具体实施方案可发电、制冷、制热的冷热联产微电网系统，由多向变流器与可变频热泵，以及太阳能电池板与换热器的结合体共同组成。其中多向变流器，是将并网逆变模块(2)上级电网(4)、微电网内部配电网(5)、储能管理模块(6)分别电连接到三相四绕组变压器(3)各绕组上所构成。可变频热泵，是以变频压缩机(10)作为核心，顺次将变频压缩机(10)、冷凝器(9)、蒸发器(11)连接成环状形成的冷媒回路；使温水在冷凝器(9)、热储水箱(8)间循环的温水循环回路；使冷水在蒸发器(11)、冷储水箱(12)间循环的冷水循环回路共同构成。太阳能电池板与换热器的结合体，是将热交换导管紧贴太阳能电池板背面，两者间可进行热交换。 整套系统具有能量管理功能。根据上级电网对本级微电网电能交换要求，结合用户需求及太阳能发电情况而计算出富余电能功率。在富余电能功率大于OKW的情况下，再根据用户日常用冷量与用热量进行计算，将富余电能按照一定比例存储到蓄电池中，其余部分供热泵使用，并根据这部分电能大小改变热泵压缩机的工作频率，进而改变热泵功率， 使热泵工作功率与供给热泵的电能功率一致确保发电与用电相平衡。当富余电能功率小于 OKW的情况下，能量管理系统将从蓄电池中调配电能补充用电缺口，并使用存储在热泵的冷热水箱中的冷水和热水保证用户的用冷和用热。在上级电网发出削峰填谷指令的情况下， 由于系统的可控性，可配合上级电网“削峰填谷”。在用电低谷期，通过将上级电网的电能输送到微电网系统内，保存到蓄电池中或供热泵使用，制冷水和制热水存储到水箱中备用；在用电高峰期，在满足用户需求的情况下将部分电能输送到上级电网中，并依靠存储的冷水和热水满足用户的制冷和制热需求，减少对上级电网的电能需求。在能量管理系统的智能化管理下，实现系统发电与用电的平衡、用冷量和制冷量的平衡、用热量与制热量的平衡， 整个微电网成为上级电网的一个可控负荷，并提高太阳能发电的利用率。
权利要求1.一种冷热联产微电网系统，其特征是由多向变流器、可变频热泵以及太阳能电池板与换热器的结合体共同组成。
2.根据权利1所述的冷热联产微电网系统，其特征是所述多向变流器其内部结构为将并网逆变模块、上级电网、微电网内部配电网、储能管理模块依次电连接到三相四绕组变压器的N1、N2、N3、N4四个绕组上。
3.根据权利1所述的冷热联产微电网系统，其特征是可变频热泵是由变频压缩机作为核心，冷媒回路、温水循环回路和冷水循环回路构成的热交换设备。
4.根据权利1所述的冷热联产微电网系统，其特征是太阳能电池板与换热器的结合体由热交换导管紧贴太阳能电池板背面构成。
专利摘要一种冷热联产微电网系统，涉及可制冷、制热以及提高能源利用效率的微电网系统，应用于分布式发电领域。目前国内还没有冷热电联产微电网系统，市场上的光伏产品存在没有能量管理系统、造成能源浪费等问题。本实用新型提供一种冷热联产微电网系统，该微电网系统具有能量管理功能，是上级电网的可控负荷，能提高太阳能电池板发电效率，改善热泵工况和冷热电联产，由多向变流器、可变频热泵以及太阳能电池板与换热器的结合体共同组成。本实用新型将多余电能通过热泵产生冷水和热水存储，可有效减少所需要的蓄电池的容量，从根本上降低了整体的运行成本，同时实现了发电与用电平衡，制冷与用冷平衡，制热与用热平衡，提高了太阳能利用率。
文档编号F25B29/00GK202050251SQ20112011677
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者易昂, 李晟, 王楚文, 肖慧明, 肖新元, 郑小春 申请人:珠海兴业绿色建筑科技有限公司