[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

说明书

本发明涉及一种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，其包括的光伏发电装置将太阳能转化为电能，与电母线连接；燃气内燃机一端与天然气网络相连通，另一端与电母线以及余热锅炉相连通；余热锅炉一端与燃气内燃机相连，一端与热母线相连接；燃气锅炉一端与天然气管道相连通，另一端与热母线相连；吸收式制冷机一端与热母线相连接，另一端通过管道与冷负荷相连；电制冷机一端与电母线相连通，另一端与冷负荷相连；空气源热泵一端与电母线相连，一端直接连接热负荷；储电装置储存或释放电能，储热装置储存或释放热能，蓄冷装置储存或释放冷能。本发明能调节能量流的耦合转化方向，环保经济地完成对用户的供能。

技术领域

本发明涉及一种电气工程与新能源领域，特别是关于一种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。

背景技术

能源是人类赖以生存发展的基础，是一个国家的经济命脉。随着社会经济的发展，社会对能源的需求不断增加，而传统化石能源却日益减少，以及环境问题日益严峻，分布式可再生能源受到越来越多人的关注，以就地消纳分布式能源为目标的微电网应运而生。微电网可以选择并网或者孤岛运行，但是局限于电力方面，与供热网络、天然气网络、交通网络彼此分离缺乏协调，导致能源使用效率低下，也制约了可再生能源的消纳能力。

随着能源互联网概念的提出，冷、热、电、气、交通等多种能源之间的转化互联成为研究的热点，微电网的概念也随之被推广为微能源网。如何更好实现能源的耦合，进一步提升能源的综合利用效率和可再生能源的消纳率成为目前亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有供能系统的不足，本发明的目的是提供一种包含空气源热泵和储能的微能源网系统，其能深度耦合冷、热、电、气等多种能源资源形式。

本发明的另一目的是提供一种包含空气源热泵和储能的微能源网运行控制方法，其能使能源之间更好地互联和转化，达到保证微能源网稳定可靠地经济运行、提高综合能源利用率和降低成本的目标。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种包含空气源热泵和储能的微能源网系统，其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。

进一步，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。