[发明专利]一种基于冷热电系统的混合储能系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，具体涉及一种基于冷热电系统的混合储能系统及方法。

背景技术

随着人类社会的发展与进步，人们对生活质量的要求越来越高，对电、热、冷的需求也越来越大。当今社会中，供能方式还基本都是集中式供应，即供电、供热、供冷是相对独立的。而因为供能侧与负荷侧一般相距较远，这样的供能方式就会导致大量能量损失在传输过程中，并且传统的集中式供能方式还存在大量余热被白白浪费掉的现象，这使得能源的有效利用率普遍偏低。化石能源是有限的，随着时间的推移，人类的开采，其储量也在不断减少，人类已经意识到了能源枯竭的危机感，并且正在寻求其替代能源。但现实证明，在较长一段时间内，人类对能源的利用仍将是以化石能源为主。

因此，人类就要更加合理高效地利用现有的化石能源，如何提高化石能源的利用效率也就成了人类急需解决的问题。分布式供能技术作为一种新型式的能源集成系统引起了人们的关注。分布式供能系统符合能量的梯级利用原则，即高品质的能量用于发电，中等品质的能量用于制冷和制热，低等品质的能量用于供应生活热水、除湿等，通过各层次能量利用过程的有机结合，使得能源的有效利用率相对于集中供能有了大幅度提高。同时，由于能源效率提高导致污染物排放下降，这使得分布式供能系统的环保性相对于传统的集中式供能方式也有了很大的改善。冷热电联产系统作为分布式供能的最主要的组成部分，因为较低的投资、较高的供能可靠性和很小的能量传输损失等特点在世界范围内越来越受到重视，它在人们的生产生活中的应用也越来越多。

冷热电联产系统虽然有很好的应用价值和前景，但也存在着一些典型的问题，其中系统的稳定性就是一个重要方面。由于规模较小，冷热电联产系统增加了负荷变化对系统的稳定性影响。若是从系统动力系统着手直接对系统进行实时调节来解决这个问题，就需要频繁调整系统的动力系统输出功率和发电、供热的能量分配系数，这样会使能源利用效率显著降低，需要投入大量的人力、财力对系统进行维护与管理，同时缩短系统的使用寿命。

储能系统因具有能量缓冲、削峰填谷、兼顾调节灵敏性和输出稳定性、有效地降低系统的调节复杂度、减小管理维护成本等优点而被广泛应用于人们的生产生活中。将储能装置引人到冷热电联产系统中可以使冷热电系统的整体工作性能得到极大的改善，降低系统的运行维护成本，改善系统调节平滑性，增加系统的环境适应性，使得冷热电系统尤其小型冷热电系统的发展与推广更具优势。

目前的储能系统尤其是针对冷热电联产系统的储能系统，形式往往以单纯的储电或储热为方案。单纯的储电方式因为受到目前储电设备整体容量较小、造价较高的影响，发展受到了极大的限制，而且无论采用单纯的储电方案还是采用储热方案，都需要对冷热电联产系统的供能子系统供能功率进行实时调节，使得供能子系统脱离额定运行状态，近而使得供能系统能源的利用率显著的下降。因此，形式多样、调节灵活的储能方案对于冷热电联产系统将存在巨大的实用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于冷热电系统的混合储能系统及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于冷热电系统的混合储能系统，包括PLC控制器、上位机、变流滤波器、软化升压器、功率跟随器、软化蓄电器、桥式整流滤波电路、采控电路和储热装置；

冷热电联产系统和用户交流负载的交流母线通过开关、熔断器、接触器和隔离变压器连接到所述交流滤波器，所述变流滤波器的直流侧正极连接所述功率跟随器的一端，所述功率跟随器的另一端通过第一电磁继电器连接所述软化蓄电器，同时通过第二电磁继电器连接所述储热装置，所述软化蓄电器的输出端和所述储热装置的输出端连接所述软化升压器的低压侧储电分支正极，所述PLC控制器的数字输出端连接接触器的控制信号端、第一电磁继电器、第二电磁继电器和所述软化升压器，所述PLC控制器的数字输入端连接所述采控电路的电压逻辑信号输出端，所述PLC控制器的模拟输入端通过变送器连接所述软化蓄电器的电压采集信号端，所述PLC控制器通过通讯电缆连接所述上位机，所述软化升压器的低压侧市电分支通过所述桥式整流滤波电路连接市电，所述采控电路通过交流降压变压器连接到冷热电联产系统和用户交流负载的交流母线，所述采控电路的控制信号输出端与所述变流滤波器的四个IGBT栅极相连，所述储热装置通过换热水管连接吸收式热泵和吸收式制冷机，所述的吸收式热泵连接用户热负荷，所述的吸收式制冷机连接用户冷负荷。

所述上位机设有通讯模块和监控模块；

所述通讯模块，用于与PLC控制器进行通讯，并发送控制信号至PLC控制器；