[发明专利]含海水淡化与清洁能源的冷热电联供系统及最优运行方法

说明书

本发明涉及一种含海水淡化与清洁能源的冷热电联供系统及最优运行方法，其技术特点在于：包括：能源供应模块，能量生产、存储与转换模块，以及能源消耗模块；所述能源供应模块包括上级电网和燃气网，用于电能及天然气能的供应；所述能量生产、转换与存储模块包括CHP机组、风机和光伏、燃气锅炉、电制冷机和吸收式制冷机。本发明基于海水淡化装置的负荷特性及其他关键设备和可再生能源的特点，考虑经济和环境效益，构建了CCHP系统的最优规划和运行策略，考虑了电气冷却比和关键设备的容量、投资成本，运营成本和维护成本，能源成本和碳税等。

技术领域

本发明属于微能源网的运行优化技术领域，涉及微能源网的规划以及运行控制，尤其是一种含海水淡化与清洁能源的冷热电联供系统及最优运行方法。

背景技术

能源是人类活动的物质基础，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。国民经济的持续快速发展要求能源供应和电力可靠保障超前发展，再加上提高能效，保护生态环境和减少排放的压力，世界各国都对微能源网系统提出了更高的需求，其在生产中所占的比重越来越大。冷热电三联供(CCHP)是微能源网系统中的一种，通过对其产生的热水和高温废气的利用，以达到冷-热-电需求的一个能源供应系统。具有节约能源、改善环境，增加电力供应等综合效益。通常由发电机组、溴化锂制冷装置、热交换等装置组成，三联供使得天然气的热能被充分利用，大大提高了能源的综合利用功效。综合用能效率可达90％以上。

海水淡化技术是解决岛屿用水问题的主要途径之一。由于海水淡化装置具有高能耗和可控性的特点，因此在调节系统频率、提高可再生能源利用率方面作用较大，考虑海水淡化负荷的可控性对于提高系统经济性和稳定性具有重要的现实意义。

现有对于冷热电三联供系统的规划和运行方法研究仍存在以下不足之处：现有三联供系统不仅规划和运行成本高，而且规划结果准确性低，现有的运行方法往往造成资源浪费、规划成本增加、实际应用性不强等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、科学实用、且综合考虑电气冷却比和关键设备的容量、投资成本，运营成本和维护成本，能源成本和碳税等多种影响因素的含海水淡化与清洁能源的冷热电联供系统及最优运行方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种含海水淡化与清洁能源的冷热电联供系统，包括：能源供应模块，能量生产、存储与转换模块，以及能源消耗模块；

所述能量供应模块用于将天然气、电能供应给能量生产、存储与转换模块；

所述能量生产、存储与转换模块用于接收能量供应模块提供的能量，通过能量生产设备将天然气能转为电能和热能，通过能量转换设备将电能转换为冷、热、低压电或将余热转换为冷能量，并传递至能量消耗模块，多余的能量通过能量存储模块储存起来；

所述能量消耗模块为能量的终极消耗单元。

而且，所述能源供应模块包括上级电网和燃气网，用于电能及天然气能的供应；所述能量生产、转换与存储模块包括CHP机组、风机和光伏、燃气锅炉、电制冷机和吸收式制冷机；

其中，所述CHP机组消耗天然气能产生热能和电能，分别供应给电负荷和热负荷；所述风机和光伏为分布式可再生能源发电装置，用于产生电能为电负荷供电；所述燃气锅炉消耗天然气能产生热能供应给热力用户；所述电制冷机用于吸收电网产生的电能产生冷供应给下级用户；所述吸收式制冷机用于吸收热能产生冷供应给下级用户；所述能源消耗模块包括电负荷、热负荷以及冷负荷，是CCHP系统主要的能量消耗源。

而且，所述上级电网产生的电能还用于为储能电池供电，用于将多余的电力存储起来供其他时段为电负荷供电。