一种分布式能源应急供给系统的制作方法

文档序号:16126760发布日期:2018-11-30 23:51阅读:160来源:国知局
本发明涉及一种能源供给系统,尤其是,一种分布式能源应急供给系统。
背景技术
随着社会的发展以及科技的进步,人类对于能源的需求不断增加,这就使得业界不断加大对于电力设备和热力设备的开发力度,以制造出技术和功能更为先进的设备。同时,这也使得热力设备和电力设备的使用范围越来越广,成为社会日常正常运转中不可或缺的设施。进一步的,这其中的重要用能负荷在政治、社会、经济中也是逐渐的占有重要地位,是维持其正常运行的必要保证。而若是出现突然的或是短暂的供能中断,很可能会对政治、经济、环境安全产生巨大的破坏性影响。所以重要用能负荷的供能安全保障是各能源网的关键问题。对此,为防止可能出现的意外供能中断问题,业界目前解决该问题的技术手段是配置柴油发电机和ups不间断电源组成的应急备用发电系统来进行备用电能供给,这也是因为大部分的重要设备都是依靠电力维持运行。但随着使用,业界发现这种配置方式存在以下缺点:1.应急备用发电系统主要在停电事故情况下用来提供电力,但在其他事故下,如冷、热负荷的供能故障,则无法起到作用,导致设备闲置,能源供应单一;2.根据目前的技术标准,为了保证应急电源的专用性,应急电源需防止与电网并列运行,这种冷备份状态也导致了管理维护不到位、操作失误、设备故障等问题,这就使得最终在事故发生时,应急备用发电系统容易出现启动困难甚至启动失败的情况,即可靠性较差;3.应急备用发电系统依赖于有限的就地存储的燃料,如柴油,这种就地存储的柴油由于储量有限,通常只够供应几小时或几天,之后如果电网持续失电则需运送更多的燃料,连续供应时间较短;4.以柴油为燃料的发电机,污染物排放水平较高。因此,确有必要来开发一种新型的能源应急供给系统,来克服现有技术中的缺陷。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种分布式能源应急供给系统,其不仅能够在断电的时候可向重要电负荷供电,还可在断热的情况下向重要热负荷供热,解决了应急备用发电系统能源供给单一的问题。为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种分布式能源应急供给系统,其包括控制器、电负荷检测开关、热负荷检测开关、微型热电联产机组(microcombinedheatingandpower,m-chp)以及ups不间断电源。其中所述控制器与所述电负荷检测开关和热负荷检测开关相连并能与两者分别进行信息交换,所述电负荷检测开关和热负荷检测开关与一能提供电负荷和热负荷的能源网相连,并能在所述能源网出现故障时,接受所述控制器的指令检测所述能源网的负荷故障类型,然后将检测到的故障类型信息发送给所述控制器。所述控制器根据接收到的故障类型信息,启动与其连接的所述微型热电联产机组和/或ups不间断电源向所述能源网提供其所需的能量负荷,以使得所述能源网上的重要电负荷和/或热负荷能够获得不间断的能量供应,进而保证所述能源网上连接的重要设备的正常运转。进一步的,在不同实施方式中,其中所述微型热电联产机组包括电能输出和热能输出。其中所述电能输出包括两路输出端,其中一路输出端直接与所述能源网中电网的重要电负荷连接;另一路输出端则与所述能源网中的电网连接,为其中的各类普通电负荷供电。其中所述热能输出也包括两路输出端,其中一路输出端与所述能源网中热网的重要热负荷连接,另一路输出端与所述能源网中的热网连接,为其中的各类热负荷供热。其中所述微型热电联产机组正常运行时,其电能输出与所述能源网中的电网相连,所述热能输出与所述能源网中的热网相连;当所述能源网断电时,所述控制器会根据需要控制所述微型热电联产机组将所述电能输出切换到重要电负荷输出端;当所述能源网断热时,所述控制器会根据需要控制所述微型热电联产机组将热能输出切换到重要热负荷输出端。进一步的,在不同实施方式中,其中所述控制器与连接的所述电负荷检测开关、热负荷检测开关、微型热电联产机组、ups不间断电源的rs485之间的信息交换是根据modbus通信协议进行的,但不限于。而具体连接方式可以是通过各自的rs485通讯接口以通讯电缆来进行连接,但不限于。进一步的,在不同实施方式中,其中当所述能源网出现断电情况时,所述控制器通过所述电负荷检测开关检测所述能源网中重要电负荷和普通电负荷的电能信息,若其中的重要电负荷不需要供电,则所述控制器控制所述微型热电联产机组输出电力,逐级恢复其他电负荷;若所述能源网的重要电负荷需要供电,则所述控制器控制所述ups不间断电源向所述重要电负荷提供电力,实现对其的不间断供电。进一步的,在不同实施方式中,其中在所述ups不间断电源在向所述能源网中的所述重要电负荷供电时,所述控制器还会同时控制所述微型热电联产机组发电并逐渐代替ups不间断电源向所述重要电负荷持续供电。进一步的,在不同实施方式中,其中在所述微型热电联产机组逐渐代替所述ups不间断电源向所述重要电负荷持续供电时,若所述微型热电联产机组还有余电,则其会逐级恢复所述能源网中的其他电负荷供应。进一步的,在不同实施方式中,其中当所述能源网出现断热情况时,所述控制器通过所述热负荷检测开关检测所述能源网中重要热负荷和各普通热负荷的温度信息,若其中的重要热负荷需要供热,则所述控制器控制所述微型热电联产机组向其中的重要热负荷进行供热;若其中的重要热负荷不需要供热,则所述控制器控制所述微型热电联产机组输出热能,逐级恢复所述能源网中所需的热负荷。进一步的,在不同实施方式中,其中所述微型热电联产机组与一气网相连,并使用其输送的天然气作为燃料;其中所述微型热电联产机组还与一储气罐相连,所述储气罐能在所述气网断气时,为所述微型热电联产机组供气。进一步的,在不同实施方式中,其中所述微型热电联产机组的进气口通过管道与所述储气罐连接,所述储气罐再通过管道与所述气网连接,其中启动所述热电联产机组前先要进行储气,所述储气罐的气储满后,才能供气到所述热电联产机组。进一步的,在不同实施方式中,其中所述控制器会实时检测所述气网的流量表信息;若所述气网发生断气情况时,则所述流量表会将信息传送至所述控制器。相对于现有技术,本发明的有益效果是:本发明涉及的一种分布式能源应急供给系统,其不仅能够在断电的时候可向重要电负荷供电,还可在断热断气的情况下向重要热负荷供热,解决了应急备用发电系统能源供给单一的问题。进一步的,本发明涉及的所述分布式能源应急供给系统,其使用的燃料是天然气,由于大部分天然气管道铺设在地下,受极端天气的影响较小;因此,在能源网存在故障的情况下,本发明涉及的所述分布式能源应急供给系统可实现持续供能。另外,由于是以天然气作为燃料,使得其具有极高的能源利用率,通常在80%以上;以及较低的燃料费用和低排放等优点。另外,本发明涉及的所述分布式能源应急供给系统,其可以是常年正常运行,日常维护方便,可靠性高。附图说明图1是本发明涉及的一个实施方式提供的一种分布式能源应急供给系统的逻辑结构示意图;图2是图1所示的分布式能源应急供给系统,其工作流程示意图。图1~2中的附图标记说明如下:控制器1电负荷检测开关2热负荷检测开关3微型热电联产机组4ups不间断电源5具体实施方式以下将结合附图和实施例,对本发明涉及的一种分布式能源应急供给系统的技术方案作进一步的详细描述。请参阅图1所示,本发明的一个实施方式提供了一种分布式能源应急供给系统,其包括控制器1、电负荷检测开关2、热负荷检测开关3、微型热电联产机组(microcombinedheatingandpower,m-chp)4以及ups不间断电源5。其中所述ups不间断电源5还会与一电网连接,以在其电力不足时进行电能补充。其中所述控制器1与所述电负荷检测开关2、热负荷检测开关3、微型热电联产机组4、ups不间断电源4之间分别通过通信电缆连接并能进行相互间的信息交换。其中信息交换可以是根据modbus通信协议进行的,但不限于。而具体的连接方式可以是通过各自的rs485通讯接口用通信电缆进行连接,但不限于。其中所述电负荷检测开关2和热负荷检测开关3与一能提供电负荷和热负荷的能源网相连,并能在所述能源网出现故障时,接受所述控制器1的指令检测所述能源网的负荷故障类型,然后将检测到的故障类型信息发送给所述控制器1。所述控制器1根据接收到的故障类型信息,启动与其连接的所述微型热电联产机组4和/或ups不间断电源5向所述能源网提供其所需的能量负荷,以使得所述能源网上的重要电负荷和/或热负荷能够获得不间断的能量供应,进而保证所述能源网上连接的重要设备的正常运转。其中所述微型热电联产机组4,其包括电能输出和热能输出,分别对应所述能源网中的电网和热网。其中所述电能输出包括两路输出端,其中一路输出端直接与所述能源网中的重要电负荷连接;另一路输出端则与所述能源网中的电网连接,为其中的各类普通电负荷供电。所述热能输出也包括两路输出端,其中一路输出端与所述能源网中的重要热负荷连接,另一路输出端与所述能源网中的热网连接,为其中的各类热负荷供热。当所述能源网断电时,所述控制器1会根据需要控制所述微型热电联产机组4将电能输出切换到重要电负荷输出端;当所述能源网断热时,则所述控制器1会根据需要控制所述微型热电联产机组4将热能输出切换到重要热负荷输出端。进一步的,其中所述微型热电联产机组4还与一气网相连,并使用其输送的天然气作为燃料。其中所述微型热电联产机组4还与一储气罐相连,所述储气罐能在所述气网断气时,为所述微型热电联产机组供气。而所述控制器1会实时检测所述气网的流量表信息;若所述气网有断气情况发生,所述流量表会将信息传送至所述控制器。具体的,在其中一个实施方式中,其中所述微型热电联产机组4的进气口通过管道与所述储气罐连接,所述储气罐再通过管道与所述气网连接,其中启动所述热电联产机组4前先要进行储气,所述储气罐的气储满后,才能供气到所述热电联产机组4。请参阅图2所示,其图示了本发明涉及的所述分布式能源应急供给系统的工作流程。其中当所述能源网出现断电情况时,所述控制器1通过所述电负荷检测开关2检测所述能源网中重要电负荷和普通电负荷的电能信息,若其中的重要电负荷不需要供电,则所述控制器1控制所述微型热电联产机组4输出电力,逐级恢复其他电负荷;若所述能源网的重要电负荷需要供电,则所述控制器1控制所述ups不间断电源5向所述重要电负荷提供电力,实现对其的不间断供电。进一步的,其中在所述ups不间断电源5在向所述能源网中的所述重要电负荷供电时,所述控制器1还会同时控制所述微型热电联产机组4发电并逐渐代替所述ups不间断电源5向所述重要电负荷持续供电;若所述微型热电联产机组4还有余电,则其会逐级恢复所述能源网中的其他电负荷供应。其中当所述能源网出现断热情况时,所述控制器1通过所述热负荷检测开关3检测所述能源网中重要热负荷和各普通热负荷的温度信息,若其中的重要热负荷需要供热,则所述控制器1会控制所述微型热电联产机组4向其中的重要热负荷进行供热;若其中的重要热负荷不需要供热,则所述控制器1会控制所述微型热电联产机组4输出热能,逐级恢复所述能源网中所需的热负荷。而在一些极端的情况下,当所述气网出现断气时,由于所述储气罐内是储满气的,因此,其也可以对所述微型热电联产机组4维持一定时间的供气,从而保证所述微型热电联产机组4的热能输出,进而满足所述能源网中重要热负荷的供给需求。本发明涉及的一种分布式能源应急供给系统,其不仅能够在断电的时候可向与其连接的能源网中的重要电负荷供电,还可在断热的情况下向所述能源网中的重要热负荷供热,解决了应急备用发电系统能源供给单一的问题。进一步的,本发明涉及的所述分布式能源应急供给系统,其使用的燃料是天然气,由于大部分天然气管道铺设在地下,受极端天气的影响较小;因此,在能源网存在故障的情况下,本发明涉及的所述分布式能源应急供给系统可实现持续供能。另外,由于是以天然气作为燃料,使得其具有极高的能源利用率,通常在80%以上;以及较低的燃料费用和低排放等优点。另外,本发明涉及的所述分布式能源应急供给系统,其可以是常年正常运行,日常维护方便,可靠性高。本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容,本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下,对上述实施例进行多种变形和修改,而这些变形和修改均应当属于本发明的范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