一种跨季节储能供能系统的制作方法

本发明涉及能源，具体涉及一种跨季节储能供能系统。

背景技术：

1、零碳发展要求下，风电、光伏等新能源将成为电力供应的主体，传统燃煤热电联产机组将作为电力供应的保障和备用。但风电、光伏的自身发电特性与环境紧密联系：光伏电站夜间无法正常供电，冬季由于光照时间短，日发电量是夏季日发电量的一半；风电负荷随着天气变动也较大。风电、光伏等新能源为主体的电网供电侧负荷波动性较大，同时电网用电侧的用电负荷在冬夏季相差不大。为满足电网全年用电负荷的稳定供应，风电、光伏的容量应按照电站发电低负荷的季节确定电站容量，同时需要考虑由于环境影响带来的负荷波动，因此风电、光伏等电站容量大于稳定电网用电负荷，这部分发电容量到了机组的发电高负荷季节时，会出现较明显的负荷过剩。

2、如何解决由于环境变化引起的发电负荷波动和发电负荷过剩带来的弃风弃光问题，将风电、光伏不稳定的发电负荷转化为稳定的能源供应，同时替代传统火电机组，承担城镇居民生活和工业生产过程中的冷、热、电用能，是目前风电、光伏等新能源发展亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种跨季节储能供能系统，以解决现有技术中，缺乏将光伏、风电等新能源电能在冬季高效储存冷能，夏季高效供冷；在夏季高效储存热能，冬季高效供热，实现风电、光伏能源站的冷、热、电高效稳定的能源供应系统的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

3、一种跨季节储能供能系统，包括新能源发电机组模块、第一热泵机组模块、第二热泵机组模块、介质储冷模块、介质储热模块以及控制模块；

4、所述新能源发电机组模块通过所述控制模块电性连接所述第一热泵机组模块和所述第二热泵机组模块以及电网端，所述第一热泵机组模块通过管道连接所述介质储热模块，所述第二热泵机组模块通过管道连接所述介质储冷模块；

5、其中，所述控制模块用于将所述新能源发电机组模块产生的电能直接输入所述电网端；

6、所述控制模块在环境温度高于设定温度时，控制所述新能源发电机组模块供电驱动所述第一热泵机组模块产生热水，所述热水进入所述介质储热模块进行储能，在环境温度低于所述设定温度时，通过管道向连接在所述第一热泵机组模块上的用户进行供热；

7、所述控制模块在环境温度低于设定温度时，控制所述新能源发电机组模块供电驱动所述第二热泵机组模块产生冷水，所述冷水进入所述介质储冷模块进行储能，在环境温度高于所述设定温度时，通过管道向连接在所述第二热泵机组模块上的用户进行供冷。

8、作为本发明的一种优选方案，所述新能源发电机组模块与控制模块之间设置有储电模块，所述储电模块用于在所述控制模块用于将所述新能源发电机组模块产生的电能直接输入所述电网端后产生发电负荷时进行电储能；

9、所述储电模块用于在所述新能源发电机组模块产生的电能无法满足电网负荷时，向所述电网端释放电能。

10、作为本发明的一种优选方案，所述介质储冷模块和所述介质储热模块的结构相同；

11、所述介质储热模块包括介质储纳腔体、第一管道和第二管道，所述第一管道和第二管道的一端连接所述介质储纳腔体，所述第一管道和所述第二管道的另一端连接所述第一热泵机组模块；

12、所述第一热泵机组模块、所述第一管道、所述介质储纳腔体以及所述第二管道形成介质流动的闭合回路。

13、作为本发明的一种优选方案，所述第一管道连接所述介质储纳腔体的端部位于所述介质储纳腔体内部的中上方；所述第二管道连接所述介质储纳腔体的端部位于所述介质储纳腔体内部的下方。

14、作为本发明的一种优选方案，所述介质储纳腔体的内部设置有两层水平分割板，两层所述水平分割板将所述介质储纳腔体分割为上层腔、中层腔以及下层腔；

15、所述第一管道和第二管道的远离第一热泵机组模块的端部均设置有同时连接所述上层腔、中层腔以及下层腔的分支管道；

16、其中，所述水平分割板的底部设置有升降调节组件，所述升降调节组件用于调节所述水平分割板在所述介质储纳腔体内部的高度位置。

17、作为本发明的一种优选方案，所述第一管道通过伸缩管道连接所述分支管道，所述第一管道上连接有升降装置，所述升降装置的输出端连接所述分支管道，所述升降装置用于驱动所述分支管道在所述介质储纳腔体的高度方向上的位移，所述伸缩管道用于配合所述分支管道位置变化进行伸长和收缩。

18、本发明提供了一种跨季节储能供能方法，用于实现所述的跨季节储能供能系统，包括：

19、根据季节变化和新能源发电机组模块的电能负荷确定系统控制参数；

20、控制模块根据系统控制参数切换所述跨季节储能供能系统的供能模式转换，所述供能模块具体包括：

21、供电模式，新能源发电机组模块将产生的电能直接接入电网端；

22、储电模式，新能源发电机组模块将超过电网端用电需求的电负荷送入储电模块进行存储；

23、当新能源发电机组模块发电负荷不能满足电网端的负荷要求时，储电模块向所述电网端进行供电；

24、当新能源发电机组模块发电负荷超过电网端的负荷要求时，根据季节环境：

25、驱动第一热泵机组模块和介质储热模块进行储热模式的工作；

26、或，驱动第二热泵机组模块和介质储冷模块进行储冷模式的工作。

27、作为本发明的一种优选方案，

28、所述季节环境为夏季：

29、所述新能源发电机组模块供电驱动所述第一热泵机组模块产生热水，所述热水进入所述介质储热模块进行储能；在冬季时，通过管道向连接在所述第一热泵机组模块上的用户进行供热；

30、所述季节环境为冬季：

31、所述新能源发电机组模块供电驱动所述第二热泵机组模块产生冷水，所述冷水进入所述介质储冷模块进行储能；

32、在夏季时，通过管道向连接在所述第二热泵机组模块上的用户进行供冷。

33、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

34、本发明利用储能模块将风电、光伏的不稳定能源利用热泵机组在冬季储冷、夏季储热的方式进行高效储能，然后通过跨季节储能，将冬季储存的冷能用于夏季供冷，夏季储存的热能用于冬季供暖，实现风电、光伏电站的稳定高效能源供应。

技术特征：

1.一种跨季节储能供能系统，其特征在于，包括新能源发电机组模块(1)、第一热泵机组模块(2)、第二热泵机组模块(3)、介质储冷模块(4)、介质储热模块(5)以及控制模块(6)；

2.根据权利要求1所述的一种跨季节储能供能系统，其特征在于，所述新能源发电机组模块(1)与控制模块(6)之间设置有储电模块(7)，所述储电模块(7)用于在所述控制模块(6)用于将所述新能源发电机组模块(7)产生的电能直接输入所述电网端后产生发电负荷时进行电储能；

3.根据权利要求1所述的一种跨季节储能供能系统，其特征在于，所述介质储冷模块(4)和所述介质储热模块(5)的结构相同；

4.根据权利要求3所述的一种跨季节储能供能系统，其特征在于，所述第一管道(52)连接所述介质储纳腔体(51)的端部位于所述介质储纳腔体(51)内部的中上方；所述第二管道(53)连接所述介质储纳腔体(51)的端部位于所述介质储纳腔体(51)内部的下方。

5.根据权利要求4所述的一种跨季节储能供能系统，其特征在于，所述介质储纳腔体(51)的内部设置有两层水平分割板(54)，两层所述水平分割板(54)将所述介质储纳腔体(51)分割为上层腔(55)、中层腔(56)以及下层腔(57)；

6.根据权利要求5所述的一种跨季节储能供能系统，其特征在于，所述第一管道(52)通过伸缩管道(59)连接所述分支管道(58)，所述第一管道(52)上连接有升降装置(9)，所述升降装置(9)的输出端连接所述分支管道(58)，所述升降装置(9)用于驱动所述分支管道(58)在所述介质储纳腔体(51)的高度方向上的位移，所述伸缩管道(59)用于配合所述分支管道(58)位置变化进行伸长和收缩。

7.一种跨季节储能供能方法，用于实现权利要求1所述的跨季节储能供能系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种跨季节储能供能方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种跨季节储能供能系统，包括新能源发电机组模块、第一热泵机组模块、第二热泵机组模块、介质储冷模块、介质储热模块以及控制模块；所述新能源发电机组模块通过所述控制模块电性连接所述第一热泵机组模块和所述第二热泵机组模块以及电网端，所述第一热泵机组模块通过管道连接所述介质储热模块，所述第二热泵机组模块通过管道连接所述介质储冷模块；本发明利用储能模块将风电、光伏的不稳定能源利用热泵机组在冬季储冷、夏季储热的方式进行高效储能，然后通过跨季节储能，将冬季储存的冷能用于夏季供冷，夏季储存的热能用于冬季供暖，实现风电、光伏电站的稳定高效能源供应。

技术研发人员：郭东奇,郭海峰,余金泰,孟丽君,潘至阳,丁贝聿,郭幸,崔宜伟,国志雨,曹冠英,吕晓燕
受保护的技术使用者：中能建（北京）能源研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13