本发明涉及一种天然气分布式能源系统，特别是一种多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统及运行方法。
背景技术
目前，楼宇型分布式能源系统以内燃机为主机，多以溴化锂机组为余热利用设备，但由于制冷机本身对烟气利用的程度有限，溴化锂机组出口烟气温度还很高，夏季能达到140℃左右，冬季可达到110℃左右，这些烟气目前在大部分楼宇式分布式能源系统中都是直接经烟囱排放到大气中，未对能量进行梯级利用，造成了大量热量的浪费。同时，大多数楼宇型分布式能源系统都未考虑加入太阳能等可再生能源，能源形式较为单一。因此为了提高系统效率，优化系统设计，需要根据用户负荷情况，加入太阳能发电和储能系统。常用的天然气分布式能源系统一般采用水蓄冷和冰蓄冷的形式，水蓄冷在冷负荷低峰时采用蓄冷水罐将7℃的冷水储存起来，在冷负荷高峰时将冷水提供到冷用户释放冷能，但是，水蓄冷需要较大的占地面积，不适用于面积紧凑的楼宇式分布式能源系统；冰蓄冷利用电将水制成冰存储起来，在冷负荷高峰时利用冰融化吸热的原理制冷，但是，冰蓄冷不仅设备复杂，投资较高，占地面积大，同时需要消耗大量的电能，不适用于本系统利用余热供冷。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统，结构简单、易于改造、系统紧凑、占地面积小，具有相变储热和电池储电的功能，相变储热的加入可部分代替电制冷机等调峰设备，减少调峰设备容量冗余，同时能够将溴化锂机组出口烟气降低到90℃左右；还提供了多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统的运行方法，充分利用烟气余热，能够实现供电、制冷、供暖三联供，系统综合能源利用效率提高3％左右。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统包括内燃机、溴化锂机组、相变储热子系统、电池储能子系统、太阳能发电子系统、电用户、冷用户和生活热水用户，所述太阳能发电子系统、电池储能子系统、内燃机、溴化锂机组、相变储热子系统经管道顺次连接，所述内燃机还经管道连接有电用户，所述电用户还经管道连接有电池储能子系统，所述溴化锂机组还经管道连接有生活热水用户，所述溴化锂机组还经管道连接有冷用户。具体的，溴化锂机组为烟气热水型溴化锂余热吸收式制冷机。本发明采用相变储能子系统进行蓄冷，相变材料目前一般分为有机类、无机类以及混合类，不做详细约束，具体选取可根据市场价格进行经济性比选。
前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括热用户，所述热用户经管道连接有溴化锂机组，所述热用户还经管道连接有相变储热子系统。
前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括生活热水进水阀门、第一管道，所述溴化锂机组与生活热水用户之间的连接管道为热水进水管道，所述热水进水管道上还安装有生活热水进水阀门，所述生活热水进水阀门经第一管道连接有相变储热子系统。其中相变储热子系统在冷负荷低时蓄热，在冷负荷高时放热；相变储热子系统在供热负荷低时蓄热，在供热负荷高时放热；生活热水主要由溴化锂机组提供，当生活热水供应量较大时，生活热水先进入相变储热子系统，在相变储热子系统中换热后经第一管道、生活热水进水阀门、热水进水管道补充提供至生活热水用户。
前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括供冷进水阀门、供冷回水阀门、供冷进水管道、供冷回水管道，所述溴化锂机组出口经供冷进水管道与冷用户入口连接，所述溴化锂机组入口经供冷回水管道与冷用户出口连接，所述供冷进水管道上安装有供冷进水阀门，所述供冷回水管道上安装有供冷回水阀门。
前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括供热进水阀门、供热回水阀门、相变储热子系统出水阀门、相变储热子系统进水阀门、供热进水管道、供热回水管道，所述相变储热子系统出口经供热进水管道与热用户入口连接，所述相变储热子系统入口经供热回水管道与热用户出口连接，所述供热进水管道上安装有供热进水阀门、相变储热子系统出水阀门，所述供热回水管道上安装有供热回水阀门、相变储热子系统进水阀门。
前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括第二管道、第四管道，所述供冷进水阀门经第二管道连接有供冷回水阀门，所述供热回水阀门经第四管道连接有供冷回水阀门。
前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括第三管道、第五管道，所述相变储热子系统出水阀门经第三管道连接有溴化锂机组，所述相变储热子系统进水阀门经第五管道连接有溴化锂机组。
多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统的运行方法，采用前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统，包括以下过程：
s1，发电分为内燃机和太阳能发电子系统发电，其中内燃机发电一部分直接供给电用户使用，另一部分进入到电池储能子系统中存储；太阳能发电子系统发电先进入电池储能子系统存储，在用电高峰期时供给电用户使用；
s2，内燃机发电后，其尾部烟气进入溴化锂机组，溴化锂机组出口烟气继续进入相变储热子系统中存储起来，夏季时为冷用户制冷，为生活热水用户提供生活热水；冬季时为热用户供暖，为生活热水用户提供生活热水。
前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统的运行方法，夏季运行时，制冷包括以下过程：
s21，制冷由两部分构成，一部分由溴化锂机组提供冷水经供冷进水管道进入冷用户，再经供冷回水管道回到溴化锂机组；另一部分，热媒水从相变储热子系统吸热，经供热进水管道、相变储热子系统出水阀门、第三管道进入溴化锂机组，制取冷水后再经第五管道、相变储热子系统进水阀门、供热回水管道回到相变储热子系统，冷水经供冷进水管道进入冷用户，再经供冷回水管道回到溴化锂机组；
s22，生活热水用户所需的生活热水有两种来源，一种由溴化锂机组直接提供，另一种由相变储热子系统经第一管道、生活热水进水阀门、热水进水管道供给生活热水用户。
前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统的运行方法，冬季运行时，供暖包括以下过程：供暖由两部分构成，一部分由溴化锂机组提供热水经供冷进水管道、供冷进水阀门、第二管道、供热进水阀门、供热进水管道到达热用户，再经供热回水管道、供热回水阀门、第四管道、供冷回水阀门、供冷回水管道回到溴化锂机组；另一部分，供热水从相变储热子系统经过供热进水管道直接到达热用户，再经供热回水管道直接回到相变储热子系统。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
1、设置了相变储热子系统，在冷负荷低时蓄热，在冷负荷高时放热；在供热负荷低时蓄热，在供热负荷高时放热；
2、生活热水主要由溴化锂机组提供，当生活热水供应量较大时，生活热水先进入相变储热子系统，在相变储热子系统中换热后经第一管道、生活热水进水阀门、热水进水管道补充提供至生活热水用户；相变储热子系统的加入可以减少电制冷机等调峰设备投入，减少调峰设备容量冗余，节省项目占地和投资；
3、设置了电池储能子系统，内燃机发电一部分供电用户直接使用，另一部分进入到电池储能子系统存储起来，太阳能发电先经过电池储能子系统存储起来，在用电高峰期放电给电用户使用；
4、为楼宇式分布式能源系统提供了多储能模式—电池储能子系统和相变储热，电池储能子系统可以平滑太阳能发电负荷，形成多能互补系统，同时可以为系统削峰填谷；
5、本系统结构简单、易于改造、系统紧凑、占地面积小，在相变储热中，提供了夏季供冷和冬季供热两种不同的运行模式，提高系统运行效率5％左右；
6、还提供了多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统的运行方法，充分利用烟气余热，可使溴化锂机组出口烟气降低到90℃左右，能够实现供电、制冷、供暖三联供，系统综合能源利用效率提高3％左右。
附图说明
图1是本发明的连接关系示意图；
图2是本发明夏季运行时的工作流程图；
图3是本发明冬季运行时的工作流程图。
附图标记的含义：1-内燃机，2-溴化锂机组，3-相变储热子系统，4-电池储能子系统，5-太阳能发电子系统，6-电用户，7-冷用户，8-热用户，9-生活热水用户，10-供热进水阀门，11-供热回水阀门，12-相变储热子系统出水阀门，13-相变储热子系统进水阀门，14-供冷进水阀门，15-供冷回水阀门，16-生活热水进水阀门，17-热水进水管道，18-第一管道，19-供冷进水管道，20-供冷回水管道，21-供热进水管道，22-供热回水管道，23-第二管道，24-第三管道，25-第四管道，26-第五管道。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：如图1-图3所示，多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统包括内燃机1、溴化锂机组2、相变储热子系统3、电池储能子系统4、太阳能发电子系统5、电用户6、冷用户7和生活热水用户9，所述太阳能发电子系统5、电池储能子系统4、内燃机1、溴化锂机组2、相变储热子系统3经管道顺次连接，所述内燃机1还经管道连接有电用户6，所述电用户6还经管道连接有电池储能子系统4，所述溴化锂机组2还经管道连接有生活热水用户9，所述溴化锂机组2还经管道连接有冷用户7。具体的，溴化锂机组2为烟气热水型溴化锂余热吸收式制冷机。具体的，相变储热子系统3可以包括相变储热罐、前置储水罐、泵以及相关调节阀门，具体可根据系统的容量情况进行合理设置，其中相变材料目前一般分为有机类、无机类以及混合类，不做详细约束，具体选取可根据市场价格进行经济性比选；电池储能子系统4可以包括电池组、集装箱、电池控制系统等，电池可采用锂电池、液流电池等，具体根据楼宇式分布式能源系统经济性进行选择；太阳能发电子系统5可以包括屋顶光伏、幕墙光伏等，根据楼宇式分布式能源系统的建筑情况进行合理布置。
实施例2：如图1-图3所示，多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统包括内燃机1、溴化锂机组2、相变储热子系统3、电池储能子系统4、太阳能发电子系统5、电用户6、冷用户7和生活热水用户9，所述太阳能发电子系统5、电池储能子系统4、内燃机1、溴化锂机组2、相变储热子系统3经管道顺次连接，所述内燃机1还经管道连接有电用户6，所述电用户6还经管道连接有电池储能子系统4，所述溴化锂机组2还经管道连接有生活热水用户9，所述溴化锂机组2还经管道连接有冷用户7。具体的，溴化锂机组2为烟气热水型溴化锂余热吸收式制冷机。具体的，相变储热子系统3可以包括相变储热罐、前置储水罐、泵以及相关调节阀门，具体可根据系统的容量情况进行合理设置，其中相变材料目前一般分为有机类、无机类以及混合类，不做详细约束，具体选取可根据市场价格进行经济性比选；电池储能子系统4可以包括电池组、集装箱、电池控制系统等，电池可采用锂电池、液流电池等，具体根据楼宇式分布式能源系统经济性进行选择；太阳能发电子系统5可以包括屋顶光伏、幕墙光伏等，根据楼宇式分布式能源系统的建筑情况进行合理布置。多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括热用户8，所述热用户8经管道连接有溴化锂机组2，所述热用户8还经管道连接有相变储热子系统3。多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括生活热水进水阀门16、第一管道18，所述溴化锂机组2与生活热水用户9之间的连接管道为热水进水管道17，所述热水进水管道17上还安装有生活热水进水阀门16，所述生活热水进水阀门16经第一管道18连接有相变储热子系统3。其中相变储热子系统3在冷负荷低时蓄热，在冷负荷高时放热；相变储热子系统3在供热负荷低时蓄热，在供热负荷高时放热；生活热水主要由溴化锂机组2提供，当生活热水供应量较大时，生活热水先进入相变储热子系统3，在相变储热子系统3中换热后经第一管道18、生活热水进水阀门16、热水进水管道17补充提供至生活热水用户9。
多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括供冷进水阀门14、供冷回水阀门15、供冷进水管道19、供冷回水管道20，所述溴化锂机组2出口经供冷进水管道19与冷用户7入口连接，所述溴化锂机组2入口经供冷回水管道20与冷用户7出口连接，所述供冷进水管道19上安装有供冷进水阀门14，所述供冷回水管道20上安装有供冷回水阀门15。多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括供热进水阀门10、供热回水阀门11、相变储热子系统出水阀门12、相变储热子系统进水阀门13、供热进水管道21、供热回水管道22，所述相变储热子系统3出口经供热进水管道21与热用户8入口连接，所述相变储热子系统3入口经供热回水管道22与热用户8出口连接，所述供热进水管道21上安装有供热进水阀门10、相变储热子系统出水阀门12，所述供热回水管道22上安装有供热回水阀门11、相变储热子系统进水阀门13。多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括第二管道23、第四管道25，所述供冷进水阀门14经第二管道23连接有供冷回水阀门15，所述供热回水阀门11经第四管道25连接有供冷回水阀门15。多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统还包括第三管道24、第五管道26，所述相变储热子系统出水阀门12经第三管道24连接有溴化锂机组2，所述相变储热子系统进水阀门13经第五管道26连接有溴化锂机组2。
实施例3：如图1-图3所示，多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统的运行方法，采用前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统，包括以下过程：
s1，发电分为内燃机1和太阳能发电子系统5发电，其中内燃机1发电一部分直接供给电用户6使用，另一部分进入到电池储能子系统4中存储；太阳能发电子系统5发电先进入电池储能子系统4存储，在用电高峰期时供给电用户6使用；
s2，内燃机1发电后，其尾部烟气进入溴化锂机组2，溴化锂机组2出口烟气继续进入相变储热子系统3中存储起来，夏季时为冷用户7制冷，为生活热水用户9提供生活热水；冬季时为热用户8供暖，为生活热水用户9提供生活热水。
实施例4：如图1-图2所示，多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统的运行方法，采用前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统，包括以下过程：
s1，发电分为内燃机1和太阳能发电子系统5发电，其中内燃机1发电一部分直接供给电用户6使用，另一部分进入到电池储能子系统4中存储；太阳能发电子系统5发电先进入电池储能子系统4存储，在用电高峰期时供给电用户6使用；
s2，内燃机1发电后，其尾部烟气进入溴化锂机组2，溴化锂机组2出口烟气继续进入相变储热子系统3中存储起来，夏季时为冷用户7制冷，为生活热水用户9提供生活热水；冬季时为热用户8供暖，为生活热水用户9提供生活热水。
夏季运行时，制冷包括以下过程：
s21，制冷由两部分构成，一部分由溴化锂机组2提供冷水经供冷进水管道19进入冷用户7，再经供冷回水管道20回到溴化锂机组2；另一部分，热媒水从相变储热子系统3吸热，经供热进水管道21、相变储热子系统出水阀门12、第三管道24进入溴化锂机组2，制取冷水后再经第五管道26、相变储热子系统进水阀门13、供热回水管道22回到相变储热子系统3，冷水经供冷进水管道19进入冷用户7，再经供冷回水管道20回到溴化锂机组2；
s22，生活热水用户9所需的生活热水有两种来源，一种由溴化锂机组2直接提供，另一种由相变储热子系统3经第一管道18、生活热水进水阀门16、热水进水管道17供给生活热水用户9。
实施例5：如图1、图3所示，多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统的运行方法，采用前述的多储能的高效楼宇型天然气分布式能源系统，包括以下过程：
s1，发电分为内燃机1和太阳能发电子系统5发电，其中内燃机1发电一部分直接供给电用户6使用，另一部分进入到电池储能子系统4中存储；太阳能发电子系统5发电先进入电池储能子系统4存储，在用电高峰期时供给电用户6使用；
s2，内燃机1发电后，其尾部烟气进入溴化锂机组2，溴化锂机组2出口烟气继续进入相变储热子系统3中存储起来，夏季时为冷用户7制冷，为生活热水用户9提供生活热水；冬季时为热用户8供暖，为生活热水用户9提供生活热水。
冬季运行时，供暖包括以下过程：供暖由两部分构成，一部分由溴化锂机组2提供热水经供冷进水管道19、供冷进水阀门14、第二管道23、供热进水阀门10、供热进水管道21到达热用户8，再经供热回水管道22、供热回水阀门11、第四管道25、供冷回水阀门15、供冷回水管道20回到溴化锂机组2；另一部分，供热水从相变储热子系统3经过供热进水管道21直接到达热用户8，再经供热回水管道22直接回到相变储热子系统3。