一种可再生能源冷热电微网系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及可再生能源发电技术领域，特别是一种多种能源驱动的可再生能源冷热电微网系统。
【背景技术】
[0002]1、冷热电微网系统是建立在能量梯级利用和各微源相互协调运行的基础上，多能源形式相互配合，可同时向用户提供冷、热、电三种能量，不仅可以提高系统的运行效率，减少能源浪费，还可以大大提高系统运行的稳定性。
[0003]2、我国冷热电联供系统大多利用燃气轮机作为原动机，但当容量较小时(如30kff?50kW等级)，内燃机相比微型燃气轮机无论是在效率和性能上还是在成本上都具有明显的优势。内燃机发电机组的电效率一般在30%以上，明显高于燃气轮机，运行负荷特性好，价格低廉，启动迅速，易于国产化和大规模推广。因此，内燃机在小型分布式供能系统中具有得天独厚的优势和广泛的应用前景。
[0004]3、用内燃机作为原动机驱动同步发电机发电，会有约三分之二的能量转化为热量依附于烟气和缸套水之中。如果仅仅考虑电能的使用，高温烟气和缸套热水中的热量排放于环境之中，则造成大量热能浪费。而冷热电联供系统可以利用内燃发电机组产生电能，配合使用余热回收装置、溴化锂吸收式制冷机等，充分利用内燃机排出的高温烟气和缸套热水产生冷水和热水，满足用户冷、热、电负荷需求。
[0005]4、通过对现有专利进行检索，发现公布号为CN 103034204A的实用新型专利:一种冷热电联供系统及调度方法，该系统由以天然气为燃料，采用燃气轮机驱动发电机供电，由电空调、蓄冰空调供冷，余热回收装置供热。该系统能量来源单一，配置容量时若考虑峰值负荷，存在系统配置冗余问题；缺少储热装置，电热完全耦合，容易造成能源的浪费；采用电制冷方式，夏季时热负荷需求较小，大量热能被浪费，系统能源利用率较低。公开号CN101055121A的实用新型专利，微型分布式太阳能驱动冷热电联供系统，其热能主要来源于太阳能集热器，系统受天气因素制约，有效运行时间较短。
[0006]通过对现有系统和专利的分析，目前冷热电联供系统，供能单元主要是燃气轮机、内燃机或太阳能集热器。然而采用太阳能集热器作为热量来源，系统受天气因素制约严重，无法保证系统的运行时间和能量稳定输出。而单一的燃气轮机或燃气内燃机做系统原动机，系统通常采用“以热定电”或“以电定热”模式。由于内燃发电机组电、热输出具有强耦合性，无论采用何种运行模式，都无法保证电、热的全部利用。并且两种模式都需要实时调整燃气轮机或内燃机出力，因此系统可靠性较差，机组不能始终运行于高效区，能源利用率较低，而且还会影响内燃机寿命。
[0007]目前的微电网系统大多仅仅考虑电能的控制和使用，然而仅由光电、风电、储能组成的微网系统受天气影响较大，若不能上网，还会造成电能的浪费。而配置内燃发电机单元的微网系统往往不考虑余热回收，造成大量热能损失。【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种可再生能源冷热电微网系统，利用太阳能、风能与清洁燃气发电相结合，配置换热器、溴化锂吸收式制冷机、储热、储冷水箱等，通过各系统单元的相互配合，为负荷提供冷、热、电三种形式的能源，有利于系统运行的稳定性与经济性，保证系统的可靠运行。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0010]一种可再生能源冷热电微网系统，包括:电模块和冷/热模块；所述电模块连接在交流母线上，冷/热模块由储热水箱作为能量中转装置；系统能够根据实际需要运行于冷热电三联供运行模式或者热电联供模式；
[0011]所述电模块包括:太阳能发电系统、风力发电系统、燃气内燃发电系统、蓄电池组以及可变功率电储热水箱I和可变功率电储热水箱II ;太阳能发电系统依次串联DC/DC变换器和DC/AC变换器后接入交流母线，风力发电系统依次串联AC/DC变换器和DC/AC变换器后接入交流母线，燃气内燃发电系统直接接入交流母线，蓄电池组经双向DC-AC变换器后接入交流母线，可变功率电储热水箱与交流母线相连，交流母线经PCC与配电网相连接。
[0012]所述冷/热模块包括:太阳能集热器、燃气内燃机、可变功率电储热水箱1、可变功率电储热水箱I1、储冷水箱、烟-水换热器、水-水换热器1、水-水换热器I1、蓄水池以及热水型溴化锂制冷机；燃气内燃机与烟-水换热器和水-水换热器I分别连通，所述烟-水换热器和水-水换热器I分别与可变功率电储热水箱I和可变功率电储热水箱II连通，所述太阳能集热器与蓄水池连通后，分别与烟-水换热器、水-水换热器1、可变功率电储热水箱I和可变功率电储热水箱II连通；
[0013]所述热水型溴化锂制冷机与可变功率电储热水箱I和可变功率电储热水箱II分别连通，所述热水型溴化锂制冷机一端依次串联连接水-水换热器I1、储冷水箱后接入空调系统，热水型溴化锂制冷机另一端与冷却塔连通。
[0014]所述溴化锂制冷机冷冻水经水-水换热器II后回流，形成A侧循环；所述水-水换热器II与储冷水箱连通，形成B侧循环。
[0015]所述热水型溴化锂制冷机的驱动热水由可变功率电储热水箱I提供，通过热水型溴化锂制冷机的热水做功后温度变低，通入可变功率电储热水箱II以提供生活卫生热水或者再次加热升温。
[0016]系统运行于冷热电三联供运行模式时，风力发电系统与太阳能发电系统始终工作于最大功率输出状态；燃气内燃发电系统在并网运行时采用PQ控制，在离网运行时，由燃气内燃发电系统和蓄电池组共同为系统提供电压频率支撑，其中以燃气内燃发电系统为主，蓄电池组起辅助过渡作用；
[0017]将烟-水换热器输出热水温度在设定温度A以上的通入可变功率电储热水箱I存储；将太阳能集热器输出的设定温度A以上的热水通入可变功率电储热水箱I存储，将太阳能集热器输出的设定温度[B，A]范围内的热水通入可变功率电储热水箱II存储；将燃气内燃发电系统经水-水换热器I产生的设定温度B以上的热水通入可变功率电储热水箱II存储；
[0018]可变功率电储热水箱I向溴化锂制冷机提供驱动热水，同时根据负荷状况提供生活卫生热水，可变功率电储热水箱II提供生活卫生热水。
[0019]系统运行于热电联供模式时，溴化锂制冷机停止运行，联供系统仅提供电、热两种能量形式；与冷热电三联供运行模式相同，风力发电系统与太阳能发电系统始终工作于最大功率输出状态；燃气内燃发电系统在并网状态下米用PQ控制，在尚网状态下，由燃气内燃发电机组与蓄电池组共同为系统提供电压频率支撑，其中以内燃发电机为主，蓄电池组为辅；
[0020]可变功率电储热水箱I顶端为热水入口，底端经管道连接可变功率电储热水箱II顶端，可变功率电储热水箱I满水时，可变功率电储热水箱II才有热水进入，热水的使用顺序则是优先使用可变功率电储热水箱II中的热水。
[0021]本实用新型的有益效果是:
[0022]1、冷热电微网采用清洁可再生能源沼气、风能、太阳能为能量来源，对环境无任何污染，且运行成本很低，适用范围较广。多微源供能方式，可解决单一供能系统容量配置冗余问题。
[0023]2、采用双储热水箱，可以将热水按温度范围分开存储，实现不同温度热水的能量梯级利用，相比单一分层式储热水箱储能效果更好。
[0024]3、储热水箱具有电加热功能，且功率连续可调。离网运行时可根据负荷及发电量的变化实时调节电加热功率，能够作为可变负荷保持系统功率平衡，从而保证系统电压频率的稳定，能够避免频繁调节内燃发电机组的出力，提高发电机组运行寿命和运行效率。此夕