一种多能互补稳定供能系统的制作方法

1.本实用新型属于新能源供能系统技术领域，更具体的说，尤其涉及一种多能互补稳定供能系统。


背景技术：

2.大力发展新能源是实现“双碳”目标的必然选择，对于应对气候变化、促进可持续发展具有重要意义。目前风能、太阳能等的主要问题是能量来源强烈依赖于天气条件，风电、光伏发电出力波动性强且不连续，并入电网后增加了电网调峰调频的压力，严重限制了新能源的大规模发展。储能技术是实现能量协调管理和优化匹配的关键手段，当前该技术尚未在新能源系统中充分发挥作用，导致新能源系统的能量利用效率较低。
3.当前新能源发展有如下问题：风能、太阳能依赖于天气条件，其发电出力波动性大且不连续，不利于并网；当前新能源系统中主要采用单一储能形式来储能，未能充分发挥多种储能技术的调峰调频作用，新能源能量利用效率有待提高。


技术实现要素：

4.鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多能互补稳定供能系统，用于在多能互补稳定供能系统中发挥多种储能技术的协同管理作用，实现热能和电能的稳定供应，经济效益高。
5.本技术公开了一种多能互补稳定供能系统，该多能互补稳定供能系统包括：多个新能源供能系统；
6.第一新能源供能系统包括：第一新能源系统和第一储能系统；
7.第二新能源供能系统包括：第二新能源系统和第二储能系统；
8.第三新能源供能系统包括：第三新能源系统和第三储能系统；
9.所述第一新能源系统的输出端与所述第一储能系统的输入端相连；
10.所述第二新能源系统的输出端与所述第二储能系统的输入端相连；
11.所述第三新能源系统的输出端与所述第三储能系统的输入端相连；
12.所述第一新能源系统、所述第二新能源系统和所述第三新能源系统不同；
13.所述第一储能系统、第二储能系统和第三储能系统不同；
14.所述第一储能系统、所述第二储能系统和所述第三储能系统之间的存储形式可以相互转化。
15.可选的，在上述多能互补稳定供能系统中，所述第一新能源系统为光热系统；
16.所述第一储能系统为储热系统；
17.所述储热系统输出热负荷。
18.可选的，在上述多能互补稳定供能系统中，所述储热系统包括：显热储热、潜热储热和热化学储热中的至少一种。
19.可选的，在上述多能互补稳定供能系统中，所述第二新能源系统为光伏系统；
20.所述第二储能系统为电化学储能系统；
21.所述电化学储能系统输出电负荷。
22.可选的，在上述多能互补稳定供能系统中，所述第三新能源系统为风机系统；
23.所述第三储能系统为压缩空气储能系统；
24.所述压缩空气储能系统输出电负荷。
25.可选的，在上述多能互补稳定供能系统中，所述光热系统用于收集太阳能热量，并通过换热介质将所述太阳能热量存储在所述储热系统中；
26.所述储热系统通过换热介质将热量提供给用户侧的热负荷设备进行利用。
27.可选的，在上述多能互补稳定供能系统中，所述光伏系统利用太阳能进行光伏发电，产生的电力存储在所述电化学储能系统中；
28.所述电化学储能系统将电力提供给用户侧的电负荷设备进行利用。
29.可选的，在上述多能互补稳定供能系统中，所述风机系统利用风的动能带动风机叶片转动，并直接驱动所述压缩空气储能系统来储存电能；
30.当所述电化学储能系统的供电量小于用户侧电负荷需求量时，启动所述压缩空气储能系统释放电能供给电负荷利用。
31.可选的，在上述多能互补稳定供能系统中，所述第一新能源系统为光热系统；所述第一储能系统为储热系统；所述第二新能源系统为光伏系统；所述第二储能系统为电化学储能系统；所述第三新能源系统为风机系统；所述第三储能系统为压缩空气储能系统；
32.当所述压缩空气储能系统在储能过程中将产生热能，所述压缩空气储能系统所产生的热能通过换热介质存储在所述储热系统中。
33.可选的，在上述多能互补稳定供能系统中，当所述压缩空气储能系统在电能输出过程中将产生冷能，该所述压缩空气储能系统所产生的冷能通过换热介质给光伏系统进行冷却降温，随后换热介质携带的热量存储在所述储热系统。
34.从上述技术方案可知，本实用新型提供的一种多能互补稳定供能系统包括：多个新能源供能系统；第一新能源供能系统包括：第一新能源系统和第一储能系统；第二新能源供能系统包括：第二新能源系统和第二储能系统；第三新能源供能系统包括：第三新能源系统和第三储能系统；所述第一新能源系统的输出端与所述第一储能系统的输入端相连；所述第二新能源系统的输出端与所述第二储能系统的输入端相连；所述第三新能源系统的输出端与所述第三储能系统的输入端相连；所述第一新能源系统、所述第二新能源系统和所述第三新能源系统不同；所述第一储能系统、第二储能系统和第三储能系统不同；所述第一储能系统、所述第二储能系统和所述第三储能系统之间的存储形式可以相互转化；从而在多能互补稳定供能系统中发挥多种储能技术的协同管理作用，实现热能和电能的稳定供应，经济效益高。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本实用新型实施例提供的一种多能互补稳定供能系统的示意图；
37.图2是本实用新型实施例提供的另一种多能互补稳定供能系统中第一系统的的示意图；
38.图3是本实用新型实施例提供的另一种多能互补稳定供能系统中第二系统的示意图；
39.图4是本实用新型实施例提供的另一种多能互补稳定供能系统中第三系统的的示意图；
40.图5是本实用新型实施例提供的另一种多能互补稳定供能系统的示意图。
具体实施方式
41.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.本技术实施例提供了一种多能互补稳定供能系统，风能、太阳能依赖于天气条件，其发电出力波动性大且不连续，不利于并网；当前新能源系统中主要采用单一储能形式来储能，未能充分发挥多种储能技术的调峰调频作用，新能源能量利用效率有待提高的问题。
44.参见图1，该多能互补稳定供能系统，包括：多个新能源供能系统；
45.第一新能源供能系统100包括：第一新能源系统01和第一储能系统02。
46.所述第一新能源系统01的输出端与所述第一储能系统02的输入端相连。
47.也就是说，第一储能系统02用于将第一新能源系统01的输出能量进行存储。另外，存储的方式有多种，具体选型可以是视实际输出的能量的类型决定。同时，同一种能量的存储可能会有多种存储方式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
48.具体的，第一新能源系统01在工作时，其输出端向第一储能系统02输出能量；该第一储能系统02接收到该第一新能源系统01输出的能量时，将该能量进行存储。
49.其具体存储方式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
50.第二新能源供能系统200包括：第二新能源系统03和第二储能系统04。
51.所述第二新能源系统03的输出端与所述第二储能系统04的输入端相连。
52.也就是说，第二储能系统04用于将第二新能源系统03的输出能量进行存储。另外，存储的方式有多种，具体选型可以是视实际输出的能量的类型决定。同时，同一种能量的存储可能会有多种存储方式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范
围内。
53.具体的，第二新能源系统03在工作时，其输出端向第二储能系统04输出能量；该第二储能系统04接收到该第二新能源系统03输出的能量时，将该能量进行存储。
54.其具体存储方式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
55.第三新能源供能系统300包括：第三新能源系统05和第三储能系统06。
56.所述第三新能源系统05的输出端与所述第三储能系统06的输入端相连；
57.也就是说，第三储能系统06用于将第三新能源系统05的输出能量进行存储。另外，存储的方式有多种，具体选型可以是视实际输出的能量的类型决定。同时，同一种能量的存储可能会有多种存储方式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
58.具体的，第三新能源系统05在工作时，其输出端向第三储能系统06输出能量；该第三储能系统06接收到该第三新能源系统05输出的能量时，将该能量进行存储。
59.其具体存储方式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
60.所述第一新能源系统01、所述第二新能源系统03和所述第三新能源系统05不同。
61.也就是说，该多能互补稳定供能系统包括至少三种不同类型的新能源系统，如光伏系统20、氢能系统、光热系统10和风机系统30中的其中三个，当然也还可以是其他新能源系统，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
62.所述第一储能系统02和第二储能系统04和第三储能系统06不同。
63.需要说明的是，由于所述第一新能源系统01、所述第二新能源系统03和所述第三新能源系统05不同；所以，所述第一新能源系统01、所述第二新能源系统03和所述第三新能源系统05对应的第一储能系统02和第二储能系统04和第三储能系统06不同，进而实现采用合适的储能系统来存储相应新能源系统的输出能量。其具体的选型，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
64.所述第一储能系统02、所述第二储能系统04和所述第三储能系统06之间的存储形式可以相互转化。
65.需要说明的是，所述第一储能系统02、所述第二储能系统04和所述第三储能系统06之间的存储形式可以相互转化，因此，在任一个储能系统的能量不够使用时，其他储能系统的能量可以转化为该储能系统的能量。又或者，可以将其他系统存储不了的能量，传递到相应的储能系统进行存储，避免出现能量浪费的情况。
66.在本实施例中，该多能互补稳定供能系统包括：多个新能源供能系统；第一新能源供能系统100包括：第一新能源系统01和第一储能系统02；第二新能源供能系统200包括：第二新能源系统03和第二储能系统04；第三新能源供能系统300包括：第三新能源系统05和第三储能系统06；所述第一新能源系统01的输出端与所述第一储能系统02的输入端相连；所述第二新能源系统03的输出端与所述第二储能系统04的输入端相连；所述第三新能源系统05的输出端与所述第三储能系统06的输入端相连；所述第一新能源系统01、所述第二新能源系统03和所述第三新能源系统05不同；所述第一储能系统02和第二储能系统04和第三储能系统06不同；所述第一储能系统02、所述第二储能系统04和所述第三储能系统06之间的
存储形式可以相互转化；从而在多能互补稳定供能系统中发挥多种储能技术的协同管理作用，实现热能和电能的稳定供应，经济效益高。
67.在实际应用中，如图2所示，在第一新能源供能系统100中：
68.所述第一新能源系统01为光热系统10。
69.所述第一储能系统02为储热系统11。
70.所述储热系统11输出热负荷。
71.也就是说，该光热系统10的输出端与该储热系统11的输入端相连；该储热系统11的输出端输出热负荷。
72.需要说明的是，所述储热系统11可以包括：显热储热、潜热储热和热化学储热中的至少一种。
73.显热储热、潜热储热和热化学储热为三种储热技术形式。
74.当然，该储热系统11也可以包括其他储热技术形式的类型，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
75.在实际应用中，所述光热系统10用于收集太阳能热量，并通过换热介质将所述太阳能热量存储在所述储热系统11中。
76.所述储热系统11通过换热介质将热量提供给用户侧的热负荷设备进行利用。
77.也就是说，该热能的传递一般是通过换热介质来进行传递的，当然也不排除采用其他方式来进行传递，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
78.在实际应用中，如图3所示，在第二新能源供能系统200中：
79.所述第二新能源系统03为光伏系统20；
80.所述第二储能系统04为电化学储能系统21；
81.所述电化学储能系统21输出电负荷。
82.也就是说，该光伏系统20的输出端与该电化学储能系统21的输入端相连；该电化学储能系统21的输出端输出电负荷。
83.需要说明的是，该电化学储能系统21的具体选型，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
84.在实际应用中，所述光伏系统20利用太阳能进行光伏发电，产生的电力存储在所述电化学储能系统21中。
85.所述电化学储能系统21将电力提供给用户侧的电负荷设备进行利用。
86.需要说明的是，光伏发电的具体过程和原理，此处不再一一赘述，详情参见相关现有技术即可，均在本技术的保护范围内。
87.在实际应用中，如图4所示，在第三新能源供能系统中：
88.所述第三新能源系统05为风机系统30。
89.所述第三储能系统06为压缩空气储能系统31。
90.所述压缩空气储能系统31输出电负荷。
91.也就是说，该风机系统30的输出端与该压缩空气储能系统31的输入端相连；该压缩空气储能系统31的输出端输出电负荷。
92.在实际应用中，所述风机系统30利用风的动能带动风机叶片转动，并直接驱动所
述压缩空气储能系统31来储存电能。
93.当所述电化学储能系统21的供电量小于用户侧电负荷需求量时，启动所述压缩空气储能系统31释放电能供给电负荷利用。
94.具体的，可以根据风机发电原理和压缩空气储能原理的契合性，采用风机直接带动压缩空气储能系统31进行储电，提高能源供应稳定性和能源利用率。
95.风机发电原理此处不再一一赘述，详情参见相关现有技术即可，均在本技术的保护范围内。
96.压缩空气储能原理此处不再一一赘述，详情参见相关现有技术即可，均在本技术的保护范围内。
97.同理，该风机发电原理和压缩空气储能原理的契合性，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
98.在实际应用中，由上述说明可知，所述第一新能源系统01可以为光热系统10；所述第一储能系统02可以为储热系统11；所述第二新能源系统03可以为光伏系统20；所述第二储能系统04可以为电化学储能系统21；以及，所述第三新能源系统05可以为风机系统30；所述第三储能系统06可以为压缩空气储能系统31。
99.因此，如图5所示，将所述第一新能源系统01为光热系统10；所述第一储能系统02为储热系统11；所述第二新能源系统03为光伏系统20；所述第二储能系统04为电化学储能系统21；以及，所述第三新能源系统05为风机系统30；所述第三储能系统06为压缩空气储能系统31为例，对多能互补稳定供能系统不同系统之间的能量传递进行说明：
100.当所述压缩空气储能系统31在储能过程中将产生热能，所述压缩空气储能系统31所产生的热能通过换热介质存储在所述储热系统11中。
101.也就是说，该压缩空气储能系统31的储能过程中，会出现产生热能的情况，而该压缩空气储能系统31本身是不具备将该热能进行存储的功能。若不对该热能进行存储，则将会造成一定的能量浪费，因此，可以将该热能传递至可以存储热能的储热系统11进行存储。
102.具体的，热能传递过程，此处不再一一赘述，只要能够将压缩空气储能系统31所产生的热能通过换热介质存储在所述储热系统11中即可，均在本技术的保护范围内。
103.在实际应用中，在如图5所示的结构中：
104.当所述压缩空气储能系统31在电能输出过程中将产生冷能，所述压缩空气储能系统31所产生的冷能通过换热介质给光伏系统20进行冷却降温，随后换热介质携带的热量存储在所述储热系统11。
105.也就是说，该压缩空气储能系统31在电能输出过程中，会出现产生冷能的情况，而该压缩空气储能系统31本身是不具备利用该冷能的功能。若不对该冷能进行利用，则将会造成一定的能量浪费；因此，可以将该冷能通过换热介质给光伏系统20进行冷却降温，随后换热介质携带的热量存储在所述储热系统11，以使该储能系统将该热能进行存储。
106.冷能和热能传递过程，此处不再一一赘述，只要能够将压缩空气储能系统31所产生的冷能通过换热介质给光伏系统20进行冷却降温，随后换热介质携带的热量存储在所述储热系统11即可，均在本技术的保护范围内。
107.具体的，光热系统10收集太阳能热量，并通过换热介质存储在储热系统11中。储热系统11通过换热介质将热量提供给用户侧的热负荷设备进行利用。光伏系统20利用太阳能
进行光伏发电，产生的电力存储在电化学储能系统21中。电化学储能系统21将电力提供给用户侧的电负荷设备进行利用。风机系统30利用风的动能带动风机叶片转动，并直接驱动压缩空气储能系统31来储存电能。当电化学储能系统21的供电量小于用户侧电负荷需求量时，启动压缩空气储能系统31释放电能供给电负荷利用。
108.压缩空气储能系统31在储能过程中将产生热能，该热能通过换热介质存储在储热系统11中；当压缩空气储能系统31在电能输出过程中将产生冷能，该冷能通过换热介质给光伏电池板进行冷却降温，避免光伏组件局部过热产生故障，随后换热介质携带的热量存储在储热系统11中。
109.在本实施例中，光伏-电化学储能系统与风机-压缩空气储能系统相结合，可到电力调峰和消纳作用，同时将压缩空气储能系统在存储电能的过程中产生的热能存储在储热系统中，在输出电能的过程中产生的冷能来给光伏电池板冷却降温，提高能量利用效率。
110.另外，本方案产出的热能和电能100％来自于可再生能源，清洁环保。同时，本方案布置灵活，容易实施。
111.本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
112.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
113.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。