一种矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统技术方案

本发明专利技术提供了一种矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统，包括煤矿瓦斯煤层气收集系统、风电光伏发电系统、热电联产系统、余热回收系统、矿山煤矿供热装置、矿山煤矿生活热水和供热系统、高压电驱动的矿山机械和矿区配电网，所述热电联产系统包括煤气内燃机热电联产机组、光热蝶式斯特林热电联产机组、分布式垃圾焚烧热电联产机组、分布式生物质热电联产机组中的至少一种，所述风电光伏发电系统包括分布式风力发电和/或分布式光伏发电，所述余热回收系统包括矿山煤矿污水源热泵、空气源热泵、矿区生产线余热热泵中至少一种，所述矿区煤矿供热装置包括电锅炉、供热系统、生活热水系统及换热器，实现了能源互补及资源分级高效利用，提高能源利用率。

Distributed multi energy complementary energy microgrid system for mine and coal mine

The invention provides a coal mine distributed multi energy complementary energy micro grid system, including the coal mine gas coalbed gas collection system, wind power and photovoltaic power generation system, cogeneration system, heat recovery system, coal mine, coal mine hot water heating device and heating system, electric drive mining machinery and mining area distribution network, the the cogeneration system includes a gas engine cogeneration unit, Stryn butterfly cogeneration unit, at least one distributed waste incineration cogeneration and distributed biomass cogeneration units in the wind power, photovoltaic power generation system including wind power distributed and / or distributed photovoltaic power generation, the waste heat recovery system includes at least one in the coal mine sewage source heat pump, air source heat pump, mine production line heat pump, the supply of coal mine The heating device includes electric boiler, heating system, domestic hot water system and heat exchanger, which realizes energy complementation and resource gradation and high efficiency utilization, and improves energy utilization rate.

【技术实现步骤摘要】
一种矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统
本专利技术涉及分布式能源应用领域，尤其涉及矿山煤矿分布式能源应用领域。
技术介绍
分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式。目前中国分布式能源正处于发展过程中，对分布式能源的认识存在不足，尚有很大的发展利用空间。矿山煤矿是社会各行各业需要的原材料和能源矿产的源头，特别是煤碳在国内的发电、冶炼等重工业系统中还是占比最大的一次能源品种，而矿山煤矿的开采工艺过程在最近几十年都没有什么大的改变，整个开采过程具有高污染、高排放、低效率、低收益等特点，大量陈旧的高耗能的矿山机械仍然在大量使用。很多矿山煤矿将煤层气直接烧掉，矿山煤矿的污水排放及矿山开采生产过程中巨大的电力消耗和其他能源粗放型地应用也是随处可见。目前矿山煤矿的开采运行方式急需变革。申请号：201310387637.6的中国专利公开了一种微网分布式新能源储能系统，由四个部分组成：分布式新能源发电系统、分布式储能平台、负荷节能系统、能源管理系统。该专利技术基于分布式储能平台为能量缓冲核心平台，合理协调分布式发电、分布式储能、用电负荷、传统电力四者之间的关系，实现分布式发电最大化、分布式储能寿命最优化、用电负荷最节约化、传统电力最小化，大幅降低用电侧电能的消耗；将不成熟、不稳定大规模储能电站转化为成熟、稳定分布在城市若干区域或楼宇的微网分布式新能源储能系统，迅速缓解用电压力，节能减排，降低投入成本，满足单用户用电安全需求。申请号：201310639004.X的中国专利公开了一种分布式能源站，它的结构包括：燃气动力装置、发电机、余热锅炉、蒸汽动力装置、压气机和凝汽器；压缩空气和天然气进入燃气动力装置，天然气燃烧膨胀做功，带动发电机对外发电；烟气进入余热锅炉放热，余热锅炉生产的高温高压蒸汽输送到蒸汽动力装置，蒸汽膨胀做功，带动压气机生产压缩空气，压缩空气送到燃气动力装置助燃；乏汽进入凝汽器，加热供热循环水管，向用户供热；乏汽在凝汽器中凝结成水，通过凝结水泵加压送回余热锅炉。燃气动力装置包括四部分：给水部件、燃气动力部件、水轮机和动力输出部件；给水部件向燃气动力部件供给动力用水，天然气进入燃气动力部件燃烧膨胀做功，促成动力用水喷射，推动水轮机旋转对外做功。
技术实现思路
本专利技术提供了一种矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统，包括煤矿瓦斯煤层气收集系统、风电光伏发电系统、热电联产系统、余热回收系统、矿山煤矿供热装置、矿山煤矿生活热水和供热系统、高压电驱动的矿山机械和矿区配电网，所述热电联产系统包括煤气内燃机热电联产机组、光热蝶式斯特林热电联产机组、分布式垃圾焚烧热电联产机组、分布式生物质热电联产机组中的至少一种，所述风电光伏发电系统包括分布式风力发电和/或分布式光伏发电，所述余热回收系统包括矿山煤矿污水源热泵、空气源热泵、矿区生产线余热热泵中的至少一种，所述矿区煤矿供热装置包括电锅炉、供热系统、生活热水系统及换热器。优选的是，所述煤矿瓦斯煤层气收集系统收集来的煤气送入煤气内燃机热电联产机组进行发电和供热。上述任一项中优选的是，所述热电联产系统回收的热量输送给所述矿山煤矿供热装置用于矿区煤矿的生活热水和供热系统使用。上述任一项中优选的是，所述余热回收系统回收的热量输送给矿山煤矿供热装置用于矿区煤矿的生活热水和供热系统使用。上述任一项中优选的是，所述矿山煤矿供热装置包括矿山煤矿电锅炉、供热系统、生活热水系统及换热器。矿山煤矿电锅炉、供热系统、生活热水系统及换热器。上述任一项中优选的是，所述矿山煤矿供热装置采用电加热方式，包括高压电极热水锅炉、高压固体蓄热电锅炉或电阻式电锅炉中的至少一种。上述任一项中优选的是，所述高压电驱动的矿山机械包括高压电动轮矿山自卸车、电动采煤机、电动挖掘机、电动提升机、电动胶囊运输机中的至少一种。上述任一项中优选的是，所述高压电驱动的矿山机械还包括通风系统。上述任一项中优选的是，所述高压电动轮矿山自卸车依靠高压电缆直接驱动。上述任一项中优选的是，所述矿区配电网分为三级电负荷，其中一级电负荷为矿井通风和上下井设施用电，所述矿井通风和所述上下井设施用电设置为两个独立的线路供电。对深井矿一级配电负荷通风、上下井17收集通风余热，收集到的热量可输送到生活用水及供热系统7。上述任一项中优选的是，所述分布式风力发电、分布式光伏发电、煤气内燃机热电联产机组、光热蝶式斯特林热电联产机组、分布式生物质热电联产机组和分布式垃圾焚烧热电联产机组所发电量输送到矿山煤矿内部的区域电网。上述任一项中优选的是，区域电网为矿山煤矿内部局域网，区域电网与外界供电电网连接，区域电网所产电量用于矿山煤矿现场供电，或输送到外界供电电网。上述任一项中优选的是，所述分布式风力发电的风机包括小型常规风机和/或小型微风发电机组。上述任一项中优选的是，所述分布式光伏发电包括太阳能发电板和/或薄膜太阳能发电。上述任一项中优选的是，所述风电光伏发电系统还包括建筑一体化充放电系统。上述任一项中优选的是，矿山煤矿污水源热泵包括直接式污水源热泵和/或间接式污水源热泵。上述任一项中优选的是，所述矿山煤矿污水源热泵的型号根据矿山煤矿采出水流量和水况选择。上述任一项中优选的是，所述矿山煤矿污水源热泵的换热器材采用海军铜。上述任一项中优选的是，所述矿山煤矿污水源热泵的主要成份还包括有机树脂、纳米SiO2。上述任一项中优选的是，所述空气热源泵根据工况下的温度条件选择。本专利技术的有益效果在于：提供一种矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统，将分布式能源利用应用到矿山煤矿电力、供热、通风和运输等矿山煤矿生产和集输过程中，提高了能源利用率，实现能源资源分级高效利用。附图说明图1为本专利技术的一种矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统的一优选实施例的示意图。图示说明：1-区域电网，2-矿山煤矿电锅炉，3-煤气分布式能源系统，4-矿山煤矿煤气收集系统（或称为煤矿瓦斯煤层气收集系统），5-分布式风力发电，6-矿山煤矿污水源热泵，7-矿区煤矿生活热水及供热系统，8-高压电动轮矿山自卸车，9-分布式光伏发电，10-光热蝶式斯特林热电联产机组，11-空气源热泵，12-分布式生物质热电联产机组，13-分布式垃圾焚烧热电联产机组，14-热力输送方向，15-电力输送方向，16-余热回收系统，17深井矿一级配电负荷通风、上下井。具体实施方式为了更进一步了解本专利技术的
技术实现思路
，下面将结合具体实施例对本专利技术作更为详细的描述，实施例只对本专利技术具有示例性作用，而不具有任何限制性的作用；任何本领域技术人员在本专利技术的基础上作出的非实质性修改，都应属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示，实线箭头为热力输送方向14，虚线箭头为电力输送方向15。一种矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统，包括煤矿瓦斯煤层气收集系统4、煤气分布式能源系统3、风电光伏发电系统、热电联产系统、余热回收系统16、矿山煤矿供热装置、矿区煤矿生活热水及供热系统7、高压电驱动的矿山机械和矿区配电网等，所述热电联产系统包括煤气内燃机热电联产机组（煤气分布式能源系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统，包括煤矿瓦斯煤层气收集系统（4）、风电光伏发电系统、热电联产系统、余热回收系统（16）、矿山煤矿供热装置、矿山煤矿生活热水和供热系统（7）、高压电驱动的矿山机械和矿区配电网，其特征在于：所述热电联产系统包括煤气内燃机热电联产机组、光热蝶式斯特林热电联产机组（10）、分布式垃圾焚烧热电联产机组（13）、分布式生物质热电联产机组（12）中的至少一种，所述风电光伏发电系统包括分布式风力发电（5）和/或分布式光伏发电（9），余热回收系统（16）包括矿山煤矿污水源热泵（6）、空气源热泵（11）、矿区生产线余热热泵中的至少一种，所述矿区煤矿供热装置包括电锅炉、供热系统、生活热水系统及换热器。

【技术特征摘要】
2017.03.29 CN 2017101991429;2017.04.05 CN 201710211.一种矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统，包括煤矿瓦斯煤层气收集系统（4）、风电光伏发电系统、热电联产系统、余热回收系统（16）、矿山煤矿供热装置、矿山煤矿生活热水和供热系统（7）、高压电驱动的矿山机械和矿区配电网，其特征在于：所述热电联产系统包括煤气内燃机热电联产机组、光热蝶式斯特林热电联产机组（10）、分布式垃圾焚烧热电联产机组（13）、分布式生物质热电联产机组（12）中的至少一种，所述风电光伏发电系统包括分布式风力发电（5）和/或分布式光伏发电（9），余热回收系统（16）包括矿山煤矿污水源热泵（6）、空气源热泵（11）、矿区生产线余热热泵中的至少一种，所述矿区煤矿供热装置包括电锅炉、供热系统、生活热水系统及换热器。2.根据权利要求1所述的矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统，其特征在于：所述煤矿瓦斯煤层气收集系统（4）收集来的煤气送入煤气内燃机热电联产机组进行发电和供热。3.根据权利要求1所述的矿山煤矿分布式多能互补能源微网系统，其特征在于：所述热电联产系统回收的热量输送给所述矿山煤矿供热装置用于矿区煤矿的生活热水和供热系统（...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔华，杨豫森，徐波，谭智，陈辉，展望，陈超，朱明志，
申请(专利权)人：赫普热力发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11