[发明专利]一种能源需求侧智能协调控制的微能网系统

说明书

本发明公开了一种能源需求侧智能协调控制的微能网系统，包括需求侧、控制层和能源侧；需求侧包括用热子系统和用电子系统；能源侧包括太阳能集热子系统、光伏发电子系统、风力发电子系统和高温燃料电池堆；其中，光伏发电子系统和风力发电子系统将电能传输给直流母线，高温燃料电池堆通过双向直流变换器与直流母线连接，直流母线将电能传输给用电子系统；太阳能集热子系统通过储热换热器和与用热子系统形成热循环回路；控制层的控制信号输出端分别与双向直流变换器、一级短路电控阀门和二级短路电控阀门连接。本发明系统能够在某一固定区域利用新能源实现供电、供热和制冷，有效节约了不可再生能源的使用。

技术领域

本发明涉及一种微能网系统，特别涉及一种能源需求侧智能协调控制的微能网系统。

背景技术

能源危机与环境污染是21世纪最重要的话题，解决人类能源问题以及人类赖以生存的环境污染问题是21世纪最重要的社会发展目标。综合国际发展来看，新能源，如 太阳能、风能受到气象条件的限制，必须与储能技术结合。然而，目前的储能技术成本 高昂，难以大规模实现储电或者储热。一种有效的方法就是多能互补，将太阳能与风能 有效的结合，构成能源互补系统，可有效减小储能系统的容量。然而，太阳能与风能都 是随机变化的，仅仅具有一定的互补性，要达到稳定的能源输出，还需要与其它的能源 再次耦合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能源需求侧智能协调控制的微能网系统，该 系统能够在某一固定区域利用新能源实现供电、供热和制冷，有效节约了不可再生能源的使用，为清洁能源如何实现利用提供了新的思路。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种能源需求侧智能协调控制的微能网系统，包括需求侧、控制层和能源侧；所述需求侧包括用热子系统和用电子系统；所述能源侧包括太阳能集热子系统、光伏发电子 系统、风力发电子系统和高温燃料电池堆；其中，光伏发电子系统和风力发电子系统将 电能传输给直流母线，高温燃料电池堆通过双向直流变换器与直流母线连接，直流母线 将电能传输给用电子系统；太阳能集热子系统通过储热换热器和与用热子系统形成热循 环回路；其中，所述用热子系统包括一级换热器和二级换热器，一级换热器与制冷子系 统形成热交换回路，二级换热器和热水子系统形成热交换回路；还包括一级短路电控阀 门和二级短路电控阀门；所述一级换热器和二级换热器的供热输入端串联后与储热换热 器供热输出端形成供热回路；所述一级换热器的供热输入端并联有一级短路电控阀门， 二级换热器的供热输入端并联有二级短路电控阀门；所述控制层的控制信号输出端分别 与双向直流变换器、一级短路电控阀门和二级短路电控阀门连接。

其中，所述用电子系统包括工业用电和民用电，所述直流母线上设有电压传感器和 电流传感器，工业用电和民用电的主线路上均分别设有电压传感器和电流传感器。

其中，所述一级换热器、制冷子系统、二级换热器和热水子系统上均设有温度传感器。

其中，所述控制层的检测信号输入端分别与直流母线上的电压传感器和电流传感器、工业用电主线路上的电压传感器和电流传感器、民用电主线路上的电压传感器和电 流传感器以及一级换热器上的温度传感器、制冷子系统上的温度传感器、二级换热器上 的温度传感器和热水子系统上的温度传感器连接；即控制层的控制信号输出端分别连接 双向直流变换器的受控端和一级短路电控阀门、二级短路电控阀门的受控端；所述控制 器的检测信号输入端分别采集直流母线的电压和电流信号、工厂用电的电压和电流信 号、民用电的电压和电流信号、一级换热器的温度信号、制冷子系统的温度信号、二级 换热器的温度信号以及热水子系统的温度信号。

高温燃料电池堆与直流母线通过双向直流变换器连接，直流母线一方面作为高温燃 料电池堆的电能输入(当光伏发电子系统和风力发电子系统产生的电能过剩时)，另一方面高温燃料电池堆产生的电能输入给直流母线(当光伏发电子系统和风力发电子系统产生的电能不足以支撑用电子系统所需时)。

其中，所述风力发电子系统通过整流器与直流母线连接。