[发明专利]一种考虑可再生能源消纳的村镇多能互补热电联供系统及其应用方法

说明书

本发明公开了一种考虑可再生能源消纳的村镇多能互补热电联供系统及其应用方法，其中系统包括热电联供模块、供电模块、供热模块、储热模块和用户侧负荷模块；所述热电联供模块的输出端分别与供热模块、储热模块和所述用户侧负荷的输入端相连；所述供电模块的输出端分别与供热模块和用户侧负荷的输入端相连；所述供热模块的输出端分别与储热模块和用户侧负荷的输入端相连；所述储热模块的输出端与用户侧负荷的输入端相连；所述用户侧负荷包括冬季采暖热负荷、全年用电负荷。本发明利用了西北村镇丰富的可再生能源，并较原本的煤炭燃烧取暖，实现了节能减排以及提高当地居民的居住品质并提高西北村镇地区供暖供电的经济性与能效。

技术领域

本发明属于暖通空调设备领域，涉及一种考虑可再生能源消纳的村镇多能互补热电联供系统方案设计及配套运行策略。

背景技术

热电联供是一种能够同时为用户提供电能和热能的高效能源生产方式，先通过锅炉将水加热成高温高压的蒸汽通入汽轮机做功发电，再利用做过功的蒸汽中的热量供热，减少系统冷源损失，提高能源利用率。而目前热电联供多使用化石能源作为燃料，以煤炭为例，其开采、运输、燃烧等过程所产生的环境污染不容小觑。

另一方面，目前风力发电和光伏发电等可再生能源发电方式，由于太阳辐射波动，风速变化等原因，可能存在输出功率不稳定等问题，从而导致弃风、弃光等现象发生，造成能源的浪费。

中国西北村镇地区生物质资源(薪柴、秸秆等)丰富，但大多以用户为单位直接燃烧用于炊事或采暖，能量利用效率低。同时，该地区风能、光能资源丰富，风电光伏总装机容量大，但多为大规模发电，电力上网输送供城市使用，当地农村自用较少，即农村的风能、太阳能资源未得到充分利用。另一方面，西北村镇地区人口密度小，存在远距离供电供暖投资大，维护困难等问题。

发明内容

本发明的目的是针对西北地区丰富的可再生能源，提出一种考虑可再生能源消纳的多能互补热电联供系统及其配套运行的应用方法，一方面充分利用与消纳西北村镇地区的可再生能源，另一方面解决风力发电、光伏发电出力不稳定的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种考虑可再生能源消纳的村镇多能互补热电联供系统，包括热电联供模块、供电模块、供热模块、储热模块和用户侧负荷模块；所述热电联供模块的输出端分别与供热模块、储热模块和所述用户侧负荷的输入端相连；所述供电模块的输出端分别与供热模块和用户侧负荷的输入端相连；所述供热模块的输出端分别与储热模块和用户侧负荷的输入端相连；所述储热模块的输出端与用户侧负荷的输入端相连；所述用户侧负荷包括冬季采暖热负荷、全年用电负荷。

优选地，所述热电联供模块采用生物质热电联产机组，用于同时供热和供电，包括锅炉、汽轮机、余热回收装置或给水泵。

优选地，所述生物质热电联产机组采用生物质固体燃料，包括秸秆。

优选地，所述供电模块包括光伏发电装置和或风力发电装置。

优选地，所述光伏发电装置和风力发电装置分别采用太阳能和风能。

优选地，所述供热模块包括空气源热泵机组。

优选地，所述储热模块包括蓄热罐，用于储放热能。

本发明还提供了一种考虑可再生能源消纳的村镇多能互补热电联供系统的应用方法，所述系统应根据实时热负荷与储热模块容量及储热量、热电联供模块最小运行功率、热电联供模块额定运行功率确定热电联供模块启闭及运行工况；

当实时热负荷不大于储热模块所储热量时，系统热电联供模块关闭，供热模块关闭，供电模块、储热模块开启；

当实时热负荷大于储热模块所储热量，且不大于热电联供模块最小功率时，系统热电联供模块关闭，供热模块、供电模块开启，储热模块启闭及蓄热量、供热模块产热量由系统余电量决定；