本实用新型涉及热电厂供热系统，具体涉及一种削峰填谷集成供热系统。
背景技术：
近几年，随着环保政策的不断加码，原有承担我国北方大规模供热的中小型锅炉不断被拆除和改造，人们对于煤炭供热供能的环保要求越来越高，供热压力日渐突出。
但由于我国富煤、贫油、少气的能源结构、广袤的地域跨度以及大规模的人口等特点，采用燃煤供暖仍然是未来相当长一段时间内供热的主要方法途径。其中，燃煤供暖主要包括热电联产和高效燃煤热水锅炉两种方式，热电联产又分为抽凝发电系统抽汽供暖和背压机排汽供暖两种方式，对于前者，目前我国正在实施的纯发电厂改热电厂以及热电解耦等技术改造方式均是为了进一步拓宽抽凝发电的供热供能和规模，但限于当前电力过程风险，这种方法难以满足由于城镇化迅速推进带来的集中供热面积飞升的需要。研究显示，一台8万装机规模的背压机供热能力相当于一台30万千瓦的凝汽式汽轮机供热能力，采用热电比更大的背压机供热系统更符合当前的发展需求。
供热系统在机组选型以及热网布置方面存在的两个较为突出的问题：一是由于供热系统具有较大的热惯性，其调节速度不如热网快和灵活，但同样存在峰谷问题，直接影响背压机组的选型规模和运行方式。背压机选型过大时，在供暖的初末期，背压机的运行效率极低，大大影响其发电效率，甚至出现背压不能开机的尴尬局面；背压机选型过小时，在供暖的高峰期，不得不设置尖峰锅炉以保证供热的需要，同样降低了能源的利用水平。二是由于供热管网长距离布置的问题，几乎不可避免的出现热网近端用户供热温度高，远端用户供热温度低的问题，造成供热管网用户侧冷热不均，影响居民的用热感受。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种削峰填谷集成供热系统，以解决供热面积迅速增加、供热需求旺盛的形势下供热系统削峰填谷、远近端冷热不均的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
本实用新型提供一种削峰填谷集成供热系统，所述削峰填谷集成供热系统包括：
发电系统，所述发电系统用于将热能转化为电能，并通过管路输出部分残余热能给热网；
热网，所述热网包括有循环管路，所述热网的循环管路上设有换热器、蓄热系统、一级用户端和二级供热系统，其中，
所述热网通过换热器与发电系统的残余热能进行换热；
所述蓄热系统并接在热网给水管路上，用于在供热低谷时存储热能、在供热高峰时释放热能；
所述二级供热系统并接在热网循环管路上，二级供热系统上设有二级用户端，所述二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端供热。
在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述发电系统包括：
热源，所述热源输出端连接汽轮机，并通过热源输出端向汽轮机输送热能；
汽轮机，所述汽轮机用于将热源传来的热能转化为机械能，并将机械能提供给发电机，汽轮机产出蒸汽，分别输送给除氧器和热网换热器；
发电机，所述发电机用于将汽轮机传来的机械能转化为电能；
除氧器，所述除氧器用于去除汽轮机产出的液态水中的氧；
第一给水泵，所述第一给水泵设置在除氧器的给水出口端，用于将除氧器输送的给水加压输送给热源；
优选地，所述汽轮机为背压式汽轮机；
优选地，所述热源为燃煤蒸汽锅炉；
优选地，所述发电系统还设有凝结水泵，所述换热器输入端连接至汽轮机，换热器输出端通过管道连接至除氧器，所述凝结水泵设置在换热器与除氧器之间的管道上；
优选地，所述发电机的电能输出端直接或间接连接至二级供热系统和蓄热系统。
在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述热网循环管路上还设有循环泵，所述换热器的热网侧设有输入端和输出端，换热器的热网侧输入端和输出端分别连接热网循环管路的两端，换热器的热网侧输出端的热网循环管路上设有循环泵。
在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述蓄热系统包括蓄热水罐、第一阀门、第二阀门和第二给水泵，所述蓄热水罐的输入端和输出端分别通过管道连接在热网循环管路上，蓄热水罐输入端与热网循环管路之间的管道上设有第一阀门，蓄热水罐输出端与热网循环管路之间的管道上设有第二给水泵和第二阀门；
优选地，所述蓄热水罐设置在靠近所述换热器的位置。
在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述二级供热系统包括有水源热泵，所述水源热泵并接在热网循环管路上，水源热泵通过二级循环管路与二级用户端连接；
优选地，所述水源热泵设置在靠近所述换热器的位置。
在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述二级供热系统上还设有第三阀门和第四阀门，所述水源热泵的水源输入端和水源输出端分别通过管道连接在热网循环管路上，水源输入端与热网循环管路之间的管道上设有第三阀门，水源输出端与热网循环管路之间的管道上设有第四阀门。
在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述二级供热系统并接在热网回水管路上，所述二级用户端为近端用户，所述一级用户端为远端用户。
本实用新型还提供一种削峰填谷集成供热方法，包括：
发电系统将热源的热能转化为电能，并输出残余热能给热网，输出电能给二级供热系统；
热网通过热网循环管路向一级用户端进行供热；
热网通过蓄热系统存储或释放部分热能；
二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端进行供热。
在上述的削峰填谷集成供热方法中，作为优选，所述热网通过蓄热系统存储或释放部分热能，包括：
供热低谷时，蓄热系统输入端阀门打开，蓄热系统输出端阀门关闭，通过蓄热系统存储热网循环管路中的部分热能；
供热高峰时，蓄热系统输入端阀门关闭，蓄热系统输出端阀门打开，通过蓄热系统释放热能至热网循环管路中。
在上述的削峰填谷集成供热方法中，作为优选，所述二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端进行供热，包括：
二级供热系统通过水源热泵吸收热网循环管路中的热能；
水源热泵通过二级循环管路向二级用户端进行供热；
优选地，还包括：
发电系统向蓄热系统和/或水源热泵直接或间接供电。
与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：
本实用新型集成背压机供热系统与蓄热水罐、水源热泵系统，通过蓄热水罐有效解决供热峰谷需求问题，降低背压机的装机规模，通过在近背压机侧设置水源热泵，解决远近端供热导致的用户冷热不均问题；在本实用新型的削峰填谷集成供热系统中，蓄热水罐与水源热泵均设置在燃煤蒸汽背压机系统侧，有利于优化场地布置，提高综合管理水平；并且，通过水源热泵解决了热网远近端用户供热温度不均的问题，进一步降低热网回水温度，同时有利于降低背压机系统的装机规模，提高系统灵活性。本实用新型提供的削峰填谷集成供热系统特别适用于北方供热领域，尤其适用于中小规模城镇综合供热。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：
图1为本实用新型实施例的削峰填谷集成供热系统示意图；
图2为本实用新型实施例的削峰填谷集成供热方法一种实施方式的流程示意图；
图3为本实用新型实施例的削峰填谷集成供热方法另一种实施方式的流程示意图。
附图标记说明：
101-热源；102-汽轮机；103-发电机；104-内部电网；105-外部电网；106- 凝结水泵；107-除氧器；108-第一给水泵；
201-换热器；202-循环泵；203-热网给水管路；204-热网回水管路；205- 一级用户端；
301-第一阀门；302-第二阀门；303-蓄热水罐；304-第二给水泵；
401-水源热泵；402-二级用户端；403-第三阀门；404-第四阀门；405-二级循环管路。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种削峰填谷集成供热系统，包括：
发电系统，发电系统用于将热能转化为电能，并通过管路输出部分残余热能给热网；热网，热网包括有循环管路，所述热网循环管路上设有一级用户端205、换热器201、蓄热系统和二级供热系统，热网通过换热器201与发电系统的残余热能进行换热；蓄热系统，蓄热系统并接在热网循环管路上，用于对热网循环管路中的部分热能进行存储；二级供热系统，二级供热系统并接在热网循环管路上，二级供热系统上设有二级用户端402，所述二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端402供热。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，发电系统采用锅炉燃烧提供热能，所提供热能的表现形式为蒸汽，利用热能进行发电，将电力输出的同时，还残余部分热能没有利用，残余热能表现为液态水和蒸汽混合物，对残余热能进行利用，一方面将低热能的液态水送回发电系统的循环管路再次利用，另一方面通过换热器201将高热能的蒸汽所带有的热能输送给换热器201，换热器201另一侧为热网，热网通过热网循环管路将热能输送给远处需要供热的一级用户端205，一级用户端205与热网循环管路直接串接，热网循环管路包括有热网给水管路203和热网回水管路204。当供热低谷时，热网循环管路中的热能并不能全部被利用，造成热能浪费，因此在热网给水管路203上设置蓄热系统，在用电低谷时对热网中的热能进行存储，充分收集热网中热能；当用电高峰时，热网中热能不足以支撑所有需供热的一级用户端205热能需求，此时将蓄热系统中存储的热能释放到热网中，为热网以及一级用户端205提供充足的热能。热网的热能通过热网循环管路进行传输，由于管路线路冗长，由于热量消耗及热能损失，热网循环管路更远端的需供热用户并不能得到充足的热能来满足供热，因此在热网循环管路上设置二级供热系统，对热网循环管路更远端的需供热用户实现二级供热，来满足二级用户端402的供热需求。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，发电系统包括：
热源101，热源101输出端连接汽轮机102，并通过热源101输出端向汽轮机102输送热能；汽轮机102，汽轮机102用于将热源101传来的热能转化为机械能，并将机械能提供给发电机103，汽轮机102产出液态水和蒸汽，分别输送给除氧器107和热网换热器201；发电机103，发电机103用于将汽轮机102传来的机械能转化为电能；除氧器107，除氧器107用于去除汽轮机102产出的液态水中的氧；第一给水泵108，第一给水泵108设置在除氧器107的给水出口端，用于将除氧器107输送的给水加压输送给热源 101。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，二级供热系统并接在热网回水管路204上，此时，二级用户端402为近端用户，一级用户端205为远端用户；如此解决传统热网中远近端供热导致的用户冷热不均问题，即，热网给水管路203供给位于热网相对远端的用户，弥补远端用户供热的不足，而热网回水管路204供给位于热网近端的用户，进一步降低热网回水温度，同时解决传统热网近端用户供热过多的问题。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，作为优选方案，汽轮机102为背压机。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，作为优选方案，热源101为燃煤蒸汽锅炉。在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，燃煤蒸汽锅炉为采用超低排放的、高温高压参数及以上的循环流化床锅炉，背压机为集成快装式背压机(30MW)，除氧器107采用除氧效果更好的内置式除氧器，除氧器107的加热介质来自于背压机排汽。循环流化床锅炉通过燃烧向背压机提供高热能的蒸汽，背压机利用这部分蒸汽将热能转化为机械能，产出蒸汽，背压机产生的机械能输送给发电机103进行发电，产出电能输送给电网，产出的蒸汽一部分输送给除氧器107，产出的蒸汽另一部分输送给换热器201，换热器201完成换热后，蒸汽液化为凝结水，输送给除氧器107；除氧器107对凝结水除氧后将给水通过第一给水泵108输送给循环流化床锅炉。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，作为优选方案，发电机103的电能输出端直接或间接连接至蓄热系统和/或二级供热系统，以降低居民用热成本。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，作为优选方案，电网包括内部电网104和外部电网105，内部电网104对热电厂内部供电，包括对蓄热系统和二级供热系统进行供电，外部电网105对社会供电。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，作为优选方案，发电系统还设有凝结水泵106，换热器201输入端连接至汽轮机102，换热器201输出端通过管道连接至除氧器107，凝结水泵106设置在换热器201 与除氧器107之间的管道上，换热器201换热完成后产出的凝结水通过凝结水泵106输送给除氧器107。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，热网循环管路上还设有循环泵202，所述换热器201的热网侧设有输入端和输出端，换热器201的热网侧输入端和输出端分别连接热网循环管路的两端，换热器201 的热网侧输出端的热网循环管路上设有循环泵202。即换热器201的热网侧输出端连接热网给水管路203，换热器201的热网侧输入端连接热网回水管路204，在热网给水管路203上设置循环泵202，为高温热水在热网中的传输提供动力。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，热网循环管路包括有多个一级用户端205。通常情况下，热网的供热用户情况复杂，多个用户同时并接在热网上。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，蓄热系统包括蓄热水罐303、第一阀门301、第二阀门302和第二给水泵304，所述蓄热水罐303的输入端和输出端分别通过管道连接在热网循环管路上，蓄热水罐303 输入端与热网循环管路之间的管道上设有第一阀门301，蓄热水罐303输出端与热网循环管路之间的管道上设有第二给水泵304和第二阀门302。蓄热水罐303输入端和输出端均连接在热网给水管路203上，供热低谷时，第一阀门301打开，第二阀门302关闭，通过蓄热水罐303储存热网吸热升温后的热水；供热高峰时，第一阀门301关闭，第二阀门302打开，蓄热水罐303 中存储的热水通过第二给水泵304向热网输出，第一阀门301与第二阀门302 均采用节流阀。系统中，蓄热水罐303优选设置在燃煤蒸汽背压机系统侧，即靠近换热器201的位置，有利于优化场地布置，提高综合管理水平。蓄热水罐303靠近换热器201侧，换言之，供热热网有近端，有远端，蓄热水罐 303是安放在近端，实际上就是在热电厂里面设置。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，二级供热系统包括有水源热泵401，所述水源热泵401并接在热网循环管路上，水源热泵 401通过二级循环管路405与二级用户端402连接。
在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，二级供热系统上还设有第三阀门403和第四阀门404，所述水源热泵401的水源输入端和水源输出端分别通过管道连接在热网循环管路上，水源输入端与热网循环管路之间的管道上设有第三阀门403，水源输出端与热网循环管路之间的管道上设有第四阀门404。当不需要对二级用户端402进行供热、或者二级用户端402没有供热需求、再或者二级供热系统的管路发生故障时，关闭第三阀门403和第四阀门404，同时切断水源热泵401的电源，方便实现多级控制。在本实用新型削峰填谷集成供热系统的示例性实施例中，水源热泵401通过管道与热网回水管路204相连接，水源热泵401采用压缩式热泵，水源热泵 401安装在热网循环管路上、靠近背压机的一侧，即靠近换热器201的位置，有利于优化场地布置，提高综合管理水平，水源热泵401吸收低温热源的热能和由输入电能转化而来的热能，供给热网中距离换热器201(即热电厂或供热站)较近的热用户；水源热泵401的低温热源来自于热网回水，一则保证有较好品质的低温热源，二则通过热泵作用进一步降低热网回水温度。蓄热水罐303的第二给水泵304及水源热泵401压缩机驱动电源均来自于发电系统(即背压机系统)所发电量，以降低居民用热成本。
所述二级供热系统并接在热网回水管路上，所述二级用户端为近端用户，所述一级用户端为远端用户。供热热网物理空间上有近端和远端，蓄热水罐 303和水源热泵401都是安放在近端，实际上就是在热电厂里面设置，近端用户指在物理空间上靠近热电厂的用户，也可以指热电厂内部需供热部门或设备，远端用户指在物理空间上远离热电厂的用户，即距离热电厂距离较远的用户群。
如图2所示，本实用新型还提供一种削峰填谷集成供热方法，包括以下步骤：
步骤S201、发电系统将热源的热能转化为电能，并输出残余热能给热网，输出电能给二级供热系统。
步骤S202、热网通过热网循环管路向一级用户端进行供热。
步骤S203、热网通过蓄热系统存储或释放部分热能。
步骤S204、二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端进行供热。
如图3所示，根据本实用新型的另一实施例，本实用新型提供一种削峰填谷集成供热方法，包括以下步骤：
步骤S301、发电系统将热源的热能转化为电能，并输出残余热能给热网，输出电能给二级供热系统。
步骤S302、发电系统向水源热泵直接或间接供电。
步骤S303、热网通过热网循环管路向一级用户端进行供热。
步骤S304、供热低谷时，第一阀门打开，第二阀门关闭，通过蓄热系统存储热网循环管路中的部分热能。
步骤S305、供热高峰时，第一阀门关闭，第二阀门打开，通过蓄热系统释放热能至热网循环管路中。
步骤S306、二级供热系统通过水源热泵吸收热网循环管路中的热能。
步骤S307、水源热泵通过二级循环管路向二级用户端进行供热。
在本实用新型削峰填谷集成供热方法的示例性实施例中，发电系统采用锅炉燃烧提供热能，所提供热能的表现形式为蒸汽，利用蒸汽热能进行发电，将电力输出的同时，还残余部分热能没有利用，残余热能表现为液态水和蒸汽混合物，对残余热能进行利用，一方面将低热能的液态水送回发电系统的循环管路再次利用，另一方面通过换热器201将高热能的蒸汽所带有的热能输送给换热器201，换热器201另一侧为热网，热网通过热网循环管路将热能输送给远处需要供热的一级用户端205，一级用户端205与热网循环管路直接串接，热网循环管路包括有热网给水管路203和热网回水管路204。当供热低谷时，热网循环管路中的热能并不能全部被利用，造成热能浪费，因此在热网给水管路203上设置蓄热系统，在用电低谷时对热网中的热能进行存储，充分收集热网中热能；当用电高峰时，热网中热能不足以支撑所有需供热的一级用户端205热能需求，此时将蓄热系统中存储的热能释放到热网中，为热网以及一级用户端205提供充足的热能。热网的热能通过热网循环管路进行传输，由于管路线路冗长，由于热量消耗及热能损失，热网循环管路末端的需供热用户并不能得到充足的热能来满足供热，因此在热网循环管路上设置二级供热系统，对热网循环管路末端的需供热用户实现二级供热，来满足二级用户端402的供热需求；或者，二级供热系统并接在热网回水管路204上，此时，二级用户端402为近端用户，一级用户端205为远端用户；如此，热网给水管路203的热能直接供给位于热网相对远端的用户，弥补远端用户供热的不足，而热网回水管路204的热能供给位于热网近端的用户，进一步降低热网回水温度，同时解决传统热网近端用户供热过多的问题。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。