[发明专利]一种多能互补分布式能源系统及其调控方法

说明书

本发明涉及一种多能互补分布式能源系统及其调控方法，系统通过能源管理模块、余热利用装置和余热转化装置，灵活匹配用户侧的冷热需求与系统供冷/热量，避免频繁调动燃气发电机组的负荷，同时也避免了高温烟气以及供冷量、供热量的浪费。余热转化装置突破了传统的储能时间较短的缺陷限制，把余热转化为燃料储存，储存时间上不受限制；本发明的多能互补分布式能源系统还包括可再生能源转化装置，不仅可以作为燃气发电机组的发电补充，还可用于将液体燃料转化为气体燃料，补充气体燃料存储装置中的气体燃料，满足燃气燃气机组的使用要求，当可再生能源充足时，优先利用可再生能源转化成气体燃料。

技术领域

本发明涉及分布式能源技术领域，特别是涉及一种多能互补分布式能源系统及其调控方法。

背景技术

多能互补分布式能源系统是一种临近用户设置，实现多种能源资源输入，梯级利用余热并就近向用户输出电、冷、热等多种能源产品，能够实现节能减排和高比例可再生能源消纳的新型能源系统。

现有的多能互补分布式能源中的可再生能源，比如风能、太阳能等，一般直接将风能或太阳能转化成电能然后存储，这种的电储能价格高，风险大，且能源转化率低。另外，因用户侧冷热电负荷需求的动态波动性、复杂性和非线性突出，系统面临变工况性能大幅下降等难题，如何实现复杂运行工况下系统多种能源高效互补和梯级利用是多能互补分布式能源系统面临的主要难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种多能互补分布式能源系统及其调控方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种多能互补分布式能源系统，包括燃气发电机组、余热转化装置、可再生能源转化装置、燃料存储装置和余热利用装置；所述燃料存储装置包括液体燃料存储装置和气体燃料存储装置；

所述液体燃料存储装置和所述气体燃料存储装置分别与所述余热转化装置连接，所述余热转化装置用于将液体燃料高温分解为气体燃料；

所述液体燃料存储装置和所述气体燃料存储装置分别与所述可再生能源转化装置连接，所述可再生能源转化装置用于将至少部分液体燃料高温分解为气体燃料和/或可再生能源发电；

所述燃气发电机组与所述气体燃料存储装置连接，用于燃烧气体燃料发电；

所述余热利用装置与所述燃气发电机组连接，回收利用所述燃气发电机组的高温烟气，用于制冷、制热或发电；

所述余热转化装置与所述燃气发电机组连接；

能量管理模块，用于根据用户侧的能量需求反馈量与系统总供给量之间的关系，以及可再生能源转化装置的可再生能源状态，控制所述燃气发电机组、所述余热利用装置、所述余热转化装置和所述可再生能源转化装置；

优选地，所述用户侧的能量需求包括需求电量、需求热量和需求冷量，系统总供给量包括供电量、供热量和供冷量；

所述能量管理模块基于如下控制策略控制所述燃气发电机组、所述余热利用装置、所述余热转化装置和可再生能源转化装置：

在用户侧的需求冷量或需求热量高于系统供冷量或系统供热量时，增加进入所述余热利用装置的高温烟气量，控制所述余热利用装置制冷或制热，减少进入所述余热转化装置的高温烟气量直至为零；

在用户侧的需求冷量或需求热量低于系统供冷量或系统供热量时，增加余热转化装置的高温烟气量，利用多余的高温烟气将液体燃料转化为气体燃料并输入所述气体燃料存储装置中存储，减少进入余热利用装置的高温烟气量直至为零；

在用户侧的需求冷热量等于系统总供给量时，优先保证进入余热利用装置的高温烟气量；