[发明专利]包含空气源热泵和储能的微能源网系统及其运行控制方法

权利要求书

1.一种包含空气源热泵和储能的微能源网运行控制方法，该方法基于包含空气源热泵和储能的微能源网系统实现，其特征在于：

所述系统包括冷热电联供子系统、光伏发电装置、储能装置、吸收式制冷机、电制冷机和空气源热泵；所述冷热电联供子系统包括燃气内燃机、换热器、余热锅炉和燃气锅炉；所述储能装置包括储电装置、储热装置和蓄冷装置；

所述光伏发电装置将太阳能转化为电能，其通过PQ控制方法控制逆变器与电母线连接，所述电母线与电网连接；

所述燃气内燃机通过燃烧天然气为用户提供电能，同时产生热能；其一端通过管道与天然气网络相连通，另一端与所述电母线以及所述余热锅炉相连通；

所述余热锅炉充分利用燃气内燃机的高温烟气余热，通过燃烧少量天然气得到大量热能；其一端与所述燃气内燃机相连，一端与热母线相连接；

所述燃气锅炉通过燃烧天然气为用户提供热能，其一端与天然气管道相连通，另一端与所述热母线相连；

所述吸收式制冷机消耗热能转化为冷能，其一端与所述热母线相连接，另一端通过管道与冷负荷相连；

所述电制冷机消耗电能转化为冷能，其一端与所述电母线相连通，另一端通过管道与所述冷负荷相连；

所述空气源热泵持续地从空气中吸收热量，直接供给热负荷；其一端与所述电母线相连，一端直接连接热负荷；

所述储电装置在电能供应充足时储存电能，在电能供应不足时释放电能；所述储热装置在热能供应充足时储存热能，在热能供应不足时释放热能；所述蓄冷装置在热能供应充足时储存冷能，在冷能不足时释放冷能；

所述储电装置通过蓄电池、超级电容或压缩空气装置实现；所述储热装置采用蓄热水箱；所述蓄冷装置采用蓄冰桶；

所述方法包括以下步骤：

1)对空气源热泵、光伏出力、电负荷以及热负荷做出预测估计，同时根据优先使用可再生能源的原则，实时修正冷热电联供需要满足的电、热负荷，滚动优化微能源网的运行控制方法：“以电定热”运行控制方法、“以电定冷”运行控制方法和“以热定电”运行控制方法；

2)天然气通过压缩机压缩，同压缩过的空气混合在燃气内燃机的气缸中燃烧膨胀，推动活塞做功从而输出电能；

3)当冷热电联供系统输出的电能不能满足当前电负荷的需求的时候，储电装置优先释放能量，补足缺额，若储能仍无法满足负荷需求，则通过向电网购电的方式补足缺额；

4)天然气在气缸燃烧后剩余的高温烟气一部分循环用于燃气内燃机发电，一部分通往换热器、余热锅炉，热能被注入热力网络；

5)当冷热电联供系统输出的热能不能满足当前热负荷的需求的时候，储热装置优先释放能量，补足缺额，若储能仍无法满足负荷需求，则通过开启燃气锅炉的方式补足缺额；

6)若当前有冷需求，则优先使用吸收式制冷机将热转化为冷能供给冷需求，吸收式制冷机无法满足当前冷负荷时再启用电制冷机，通过消耗电能快速满足用户的冷需求。

2.如权利要求1所述微能源网运行控制方法，其特征在于：所述“以电定热”运行控制方法包括以下步骤：

1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足电负荷；

2)判断是否满足热负荷，若满足则多余热量存入储能装置；反之则判断储热能否满足缺额，满足则储热补足缺额，不满足则燃气锅炉补足热负荷缺额。

3.如权利要求1所述微能源网运行控制方法，其特征在于：所述“以电定冷”运行控制方法包括以下步骤：

1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足电负荷；

2)判断吸收式制冷机能否满足冷负荷，满足则多余能量存入储能装置；反之则判断储能能否满足缺额，满足则储能补足缺额，不满足则电制冷机补足冷负荷缺额。

4.如权利要求1所述微能源网运行控制方法，其特征在于：所述“以热定电”运行控制方法包括以下步骤：

1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足热/或冷负荷；

2)判断能否满足电负荷，满足则多余电能存入储能装置；反之则判断储电能否满足缺额，满足则储电补足缺额，不满足则电网补足缺额。