适于主动配电网的蓄能型热电冷联供装置及其运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热电冷联供装置及其运行方法，特别是关于一种适于主动配电网的蓄能型热电冷联供装置及其运行方法，属于能源动力技术领域。
【背景技术】
[0002]主动配电网是基于配电网主动管理的概念，多类型间歇式分布式能源并入配电网，如何实现对分布式电源以及配电网区域内用户的协同控制，确保配电网的稳定经济运行成为关键。热电冷联供系统是一种高效的分布式电源，能源利用效率高，但是当其并入主动配电网后，往往存在其冷热负荷与电网的电力需求不能协同的问题。因为当某一时段要满足用户的冷、热负荷需求，热电冷联供系统以冷定电或者以热定电运行，而此时恰逢电力用电低谷期，电网调度要求其不能发电上网，而蓄电装置又存在能效损失较大、价格贵不经济等问题，如果不增加蓄电装置，电网调度要求热电冷联供系统在这一时段不能发电，就不能产生冷或者热，从而影响了用户的冷热负荷的供应。
[0003]为了进一步提高热电冷联供系统的能源利用效率，主要是通过技术手段挖掘发动机排烟的热量，但是目前的技术对烟气热量的回收仍然不够充分，仍然有大量的烟气冷凝热没有被回收；而且，目前采用热泵技术回收烟气余热的系统仍然无法改变其“以热定电”的运行方式，无法适应主动配电网电力调度的需求。如果采用蓄能器与热电冷联供系统相结合，利用蓄能器平抑供热出力波动，可以使热电冷联供系统“以电定热”的方式运行，但是与系统烟气余热回收技术结合时，无法保证烟气余热的稳定回收。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的是提供一种适于主动配电网的蓄能型热电冷联供装置及其运行方法，不仅能够提高能源利用效率，而且能够保证烟气余热的稳定回收，进一步提高电网调节能力以应对电力峰谷差不断增大的局面。
[0005]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种适于主动配电网的蓄能型热电冷联供装置，其特征在于:它包括一发电装置、一发电机、一蓄能电热泵、一余热回收吸收式热泵、一高温烟气水换热器、一中温烟气水换热器、一低温烟气水换热器、一高温蓄能罐、一低温蓄能罐、一冷却塔、若干循环水泵和若干阀门；所述发电装置连接所述发电机用于为其供电，所述发电机连接所述蓄能电热泵用于驱动其进行工作；
[0006]所述发电装置的烟气出口连接所述余热回收吸收式热泵的发生器烟气进口，所述余热回收吸收式热泵的发生器烟气出口连接所述高温烟气水换热器的烟气进口，所述高温烟气水换热器的烟气出口连接所述中温烟气水换热器的烟气进口，所述中温烟气水换热器的烟气出口连接所述低温烟气水换热器的烟气进口，所述低温烟气水换热器的烟气出口连通外部环境；所述蓄能电热泵的第一蒸发器的水侧出口依次通过第一循环水泵和第一阀门连接所述低温烟气水换热器的水侧入口，所述低温烟气水换热器的水侧出口通过第二阀门连接蓄能电热泵的第一蒸发器的水侧入口 ；所述蓄能电热泵的冷凝器的水侧入口依次通过第三阀门和第二循环水泵连接所述高温蓄能罐的水侧出口，所述蓄能电热泵的冷凝器的水侧出口通过第四阀门连接与所述高温蓄能罐的水侧入口 ；所述蓄能电热泵的第二蒸发器的水侧入口通过第五阀门连接所述低温蓄能罐的水侧出口，所述蓄能电热泵的第二蒸发器的水侧出口通过第三循环水泵和第六阀门连接所述低温蓄能罐的水侧入口 ；所述余热回收吸收式热泵的冷凝和吸收器侧入口并联连接三条入口支路，其中，第一入口支路连接供热的回水口，第二入口支路通过第七阀门连接所述冷却塔的出水口，第三入口支路连接供冷的供水口，第三入口支路中还并联连接四条分支入口支路，第一分支入口支路通过第八阀门连接所述高温烟气水换热器的水侧进口，第二分支入口支路依次通过第九阀门、第四循环水泵和第十阀门连接所述高温蓄能罐的水侧入口，第三分支入口支路通过第十一阀门连接所述低能蓄能罐的水侧进口，第四分支入口支路通过十二阀门连接所述第二阀门的出口 ；所述余热回收吸收式热泵的冷凝和吸收器侧出口并联连接三条出口支路，第一出口支路通过第十三阀门连接所述冷却水塔进口，第二出口支路连接供热的供水口，第三出口支路通过第十四阀门并联连接三条分支出口支路，其中，第一分支出口支路通过第十五阀门连接所述高温烟气水换热器的水侧出口，第二分支出口支路连接所述第四循环水泵的进口，第三分支支路连接所述第十一阀门的进口，所述第十四阀门的进口处还通过第十六阀门连接所述高温蓄能罐的水侧出口 ；所述高温烟气水换热器的水侧出口和中温烟气水换热器的水侧出口依次通过第十七阀门和第五循环水泵连接所述余热回收吸收式热泵的蒸发器水侧入口，所述五循环水泵的进口还通过十八阀门分别连接三条分支路，第一分支路连接供冷的回水口，第二条分支路通过第十九阀门连接所述第一循环水泵的出口，第三分支路依次通过第二十阀门和第六循环水泵连接所述低温蓄能罐的出口 ；所述余热回收吸收式热泵的蒸发器水侧出口并联连接第二十一阀门和第二十二阀门的进口，所述第二十一阀门的出口连接供冷的供水口，所述第二十二阀门的出口并联连接所述高温烟气水换热器的水侧进口、中温烟气水换热器的水侧进口和生活热水的回水口，且所述二十二阀门与生活热水回水口之前串接第七循环水泵，所述第七循环水泵的出口还连接所述低温烟气水换热器的水侧进口 ；生活热水的供水口分别连接所述高温烟气水换热器的水侧出口、中温烟气水换热器的水侧出口和低温烟气水换热器的水侧出口。
[0007]所述发电装置采用微型燃气轮机、燃气内燃机和燃气轮机中的一种。
[0008]所述高温烟气水换热器、中温烟气水换热器和低温烟气水换热器均采用间壁式换热器或直接接触式换热器，所述直接接触式换热器采用空塔式、塔板式或填料式换热器。
[0009]一种采用所述蓄能型热电冷联供装置的运行方法，包括以下内容:通过不同的阀门开关组合，使其分别运行在冬季和夏季的电负荷低谷、电负荷平峰及电负荷高峰时段:
[0010]I)通过不同的阀门开关组合，使蓄能型热电冷联供装置运行在冬季的电负荷低谷、电负荷平峰及电负荷高峰时段，具体运行过程为:A)当运行在冬季的电负荷低谷，即主动配电网要求降电负荷运行，此时，开启第八阀门、第十五阀门，第十七阀门，第二十二阀门和第五循环泵；将第九阀门、第十八阀门、第二十一阀门、第十二阀门、第十九阀门、第七阀门和第十三阀门均关闭；关闭第十阀门、第十一阀门、第十六阀门、第二十阀门、第四循环水泵、第六循环水泵和第七循环水泵，开启第十四阀门；热网回水分别流入余热回收吸收式热泵和高温烟气水换热器，被烟气加热后送至热网供水管路；此时蓄能电热泵投入运行，消纳热电冷联供装置的发电量，同时回收低温烟气水换热器的烟气余热，开启第四阀门、第五阀门、第三阀门、第六阀门、第二循环水泵和第三循环水泵，同时开启第一阀门、第二阀门和第一循环水泵，高温蓄能罐中的储水流入蓄能电热泵的冷凝器加热后回到高温蓄能罐，低温蓄能罐中的储水流入蓄能电热泵的第一蒸发器，降温回到低温蓄能罐，低温烟气冷凝换热器的冷却水回收烟气余热后流入蓄能电热泵的第二蒸发器，降温后回到低温烟气冷凝换热器继续吸收烟气余热；B)当运行在冬季的电负荷平峰时段时，将蓄能电热泵、第二循环水泵、第三循环水泵和第一循环水泵均停机，其余部分与电负荷低谷时段运行方式相同；C)当运行在冬季的负荷高峰时段时，即要求系统多发电上网，将第十八阀门、第二十一阀门、第七阀门、第十三阀门、第四阀门、第五阀门、第三阀门、第六阀门、第十四阀门和第九阀门均关闭；将第十七阀门、二十二阀门、第五循环泵、第一阀门、第二阀门、第八阀门、第十二阀门、第十五阀门和第十九阀门均开启；将蓄能电热泵、第二循环水泵、第三循环水泵、第一循环水泵、第七循环水泵均停机；将第十六阀门、第十一阀门、第十阀门、第二十阀门均开启，将第四循环水泵和第六循环水泵均开启，第六循环水泵将低温蓄能罐中的低温水抽出，送入低温烟气冷凝换热器中，回收烟气余热后与热网回水合并，送入高温烟气水换热器中进一步回收烟气余热，加热后的水分为两股，一股回到低温蓄能罐中，另一股进入高温蓄能罐中，将高温蓄能罐中的高温水压出，送入供热管网中；
[0011]2)通过不同的阀门开关组合，使