[实用新型]一种分布式电‑热耦合蓄能供热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及供电和供热领域，尤其涉及一种能源联网节能的分布式电-热耦合蓄能供热系统。

背景技术

当前，我国风电、光伏发电的发展面临的主要矛盾仍然是弃风限电、弃光限电问题。“三北地区”(即东北、华北和西北地区)冬季供暖期弃风量巨大的问题尤为突出。主要原因是“三北地区”风能资源充足但电网传输通道受限，风电、光电外送十分困难；另一方面，热电厂“以热定电”的方式进一步压缩了风电、光伏发电的上网空间，也导致了风电、光电的能源浪费。

在热用户方面，城市热网的发展面临的主要问题是大规模集中供热改造耗资巨大，实施困难，大量小型锅炉仍然难以替代，而这些小型锅炉大部分仍燃用化石燃料，存在利用率低与污染环境的问题。

当前我国相当一部分大容量、高参数的火力发电厂上网电量过低，已面临亏损困境，而火力发电厂规模化供热仍存在技术瓶颈，建设或改造大规模集中供热网同样存在耗资巨大，实施困难的问题。

国外电网规模较小，分布式能源多采用就近消纳方式，大量弃风的现象较少，风电机组利用储热装置或电锅炉消纳少量弃风。德国、丹麦等国的热电机组已经或正在配置储热装置来解决“以热定电”的问题。

但目前仍未出现有效的技术手段同时解决风电弃风、光电弃光、火电限出力问题与取缔老旧小区锅炉或工业用户小锅炉的问题。

国外对于风电供热技术的研究较为成熟，但能量转换媒介主要为集中、大容量的储热系统、热泵和电热锅炉等。除此之外，由于能量互联系统对于提高系统调节能力，扩大风电上网空间，解决弃风问题有重要意义，因此国外较早开展了关于能量综合集成系统的研究。

为此，未来的电力系统将与热力系统、蓄能系统紧密结合，形成多层次、全覆盖的能源互联系统，集中供热系统与分布式蓄能供热系统将呈并行发展、互为补充的趋势。

申请号为201320422303.3、公开号为CN203434177U的实用新型专利，名称为“一种利用太阳能和燃料化学能的新型分布式热电联产系统”，其公开了一种太阳能光伏电池和热光伏电池相耦合的热电联产系统，由水泵、冷却水管、热光伏电池、太阳能光伏电池、烟气换热器、热辐射器和热源构成，将低温水依次经过热光伏电池、太阳能光伏电池、烟气换热器，最终加热成高温热水。该实用新型提高了太阳能的利用率，但没有考虑太阳能的间歇性和不稳定性，没有充分利用蓄能与储热技术，系统稳定性仍然有待提高。

申请号为201220700247.0、公开号为CN202991373U的实用新型专利，名称为“太阳能与风能互补型热、电联产系统”，其公开了一种将太阳能和风能、热储能有效结合的热电联产系统，利用太阳能产生高温高压蒸汽驱动汽轮发电机组发电；利用风能通过风电机组、电加热装置产生蒸汽并储存于蒸汽蓄热罐中，使太阳能和风能两个可再生能源得到有效、互补的利用，但该实用新型基于蒸汽蓄热罐实现蓄能，蓄能缓冲的容量有限，系统结构难以实现风电机组向远距离用户的供热。

申请号为201320568468.1、公开号为CN203454466U的实用新型专利，名称为“一种可再生能源互补的冷热电联产系统”，其公开了一种常温发酵沼气和太阳能预热的空气混合燃烧物共同推动微型燃气轮机发电的冷热电联产系统，微型燃气轮机排出的高温烟气经余热利用系统用于供热和制冷。该实用新型对太阳能的利用仅限于加热空气，太阳能的利用率低且间歇性和不稳定性较明显。

申请号为201521119122.9、公开号为CN205356219U的实用新型专利，名称为“一种风光气储互补的热电联产系统”，包括风能综合利用子系统、太阳能综合利用子系统、天然气综合利用子系统、有机朗肯循环子系统和综合储能子系统。其综合储能子系统包括蓄电池、蓄热式电锅炉和P2G储能装置，P2G储能装置用于将水蒸汽分解为氢气，并转化为甲烷，向天然气综合利用子系统供给燃料；P2G储能装置所需的水蒸汽由蓄热式电锅炉的蓄热装置提供，所需电能由风力发电机提供。该风光气储互补的热电联产系统提高了能源利用率与系统稳定性，在一定程度上解决了“以热定电”的技术矛盾，但该系统复杂，成本昂贵，规模化推广应用的难度较大。

综上所述，当前国内能源市场急需开发多层次、全覆盖的能源互联系统，将电力系统与热力系统、蓄能系统结合，以分布式蓄能供热的方式消纳风电弃风、光伏弃光和火电机组的冗余电量。

实用新型内容