[发明专利]一种区域建筑用能集成系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源技术与建筑节能技术领域，特别是一种区域建筑用能集成系统。

背景技术

分布式能源系统是解决目前全球能源危机一种重要途径，受到研究者以及大众的广泛关注，而区域建筑冷热电联供系统是分布式能源系统应用的一个重要领域。为减少一次能源消耗，将可再生能源与化石能源相结合的方式应用于分布式冷热电联供系统是目前研究与探讨的主题。可再生能源系统将由太阳能、风能、地热能和地热能等作为热源承担。近年来，因天然气具备清洁、便捷输送以及管网覆盖等特点，已普遍作为分布式能源系统中供能系统的主要一次能源燃料。因此，分布式冷热电联供系统为“第二代能源系统”，其涵盖了以燃气轮机、燃气内燃机、蒸汽轮机、吸收式冷热水机、压缩式冷热水机、太阳能光伏组件、太阳能集热器、风力发电机组、地源热泵机组、能源综合控制体系等高新技术和设备为一体的最先进的现代高环保型能源系统，实现多种能源耦合高效利用，将能源利用水平和环保标准提高到一个新的层次，已经凸显安全可靠、能源效率高、环境友好、良好的社会效益和经济性等特点。

由于可再生能源的间断性、初投资较高并且设计要求更为严苛，因此基于可再生能源的多能源系统的设计与运行较为复杂。如何确定优化系统分布及能源组合尤为重要。目前一些海外学者已对多能源系统进行了相关研究，其中Enrico Fabrizio和Vincenzo Corrado已经在设计阶段对建筑多能源系统进行了优化设计，M.K.Deshmukh和S.S.Deshmukh进行了基于可再生能源的多能源系统模拟工作，Geidl提出了多能源系统总线的概念。而本发明研究区域建筑用能系统的集成设计着重于一次能源与地热能、太阳能、风能的匹配。

而对于中国既有国情而言，不同于发达国家，存在自身的问题。中国冷热电联供系统面临的最大考验则是供电不能上网问题，原电力工业部1996年颁布的《供电营业规则》中规定，用户自行发电只能自发自供内部的用电，并应采取必要的措施防止向电网返送电力，也就是说要么离网、要么并网。因此，对于分布式能源系统中天然气基冷热电燃气轮机系统到底该如何抉择“以热定电”还是“以电定热”，需要通过冷热电需求来确定，其目的是最大限度提高系统效率，降低一次能源的消耗量。

目前对现有设计理念和实施方案的区域建筑用能系统的研究存在的主要问题在：1)分布式冷热电联供系统主要是以化石能源系统为主，可再生能源为辅的系统设计，没有真正意义实现可再生能源适度、深度应用。2)建筑冷热负荷需求方面，虽然已对建筑负荷进行了耦合，但由于建筑负荷随时间的波动，系统仍无法满负荷运行，造成总效率的降低。3)电力需求方面，依赖电网补偿，即分布式冷热电联供系统发电上网紧缺时需大电网补充，不能完全实现区域建筑电力的自给自足。4)系统容量匹配方面，未能充分达到满负荷运行，系统实际运行效率较低，可再生能源系统的介入也未能降低化石能源系统的容量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了最大限度的提高系统总能效率，真正意义实现可再生能源适度、深度应用，并且满足不同功能建筑群体的供能需求，本发明提出了一种区域建筑用能集成系统。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供了一种区域建筑用能集成系统，该系统包括产能端、输配端和用能端，产能端通过输配端连接于用能端，其中：产能端至少包括燃气轮机、补燃式余热锅炉、烟气型双效吸收式制冷机组、土壤源热泵机组、水源热泵机组、太阳能吸收式制冷机组、风力发电机组和太阳能光伏组件；输配端至少包括管网；用能端至少包括居住建筑、商业建筑、办公建筑、旅游建筑、科教文卫建筑和通信建筑。