一种偏远地区能源供给系统技术方案

本申请涉及能源供给技术领域，尤其是涉及一种偏远地区能源供给系统，其包括供热系统和供电系统，供热系统包括太阳能集热器、第一集热水箱、螺杆热泵和相变储热池，太阳能集热器、第一集热水箱、螺杆热泵和相变储热池依次由第一供热管道和第一冷水管道连通；供电系统包括PVT光伏组件、双向储能逆变器和蓄电池，双向储能逆变器一端与PVT光伏组件电连接，另一端蓄电池电连接；PVT光伏组件、第二集热水箱和双源热泵依次由第二供热管道和第二冷水管道连通；螺杆热泵和双源热泵均与双向储能逆变器输出端电连接。本申请具有解决在无大电网覆盖的高原偏远城镇和农村地区居民的用电用热需求的效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种偏远地区能源供给系统


[0001]本申请涉及能源供给
，尤其是涉及一种偏远地区能源供给系统。

技术介绍

[0002]我国地域辽阔，地域上以秦岭—淮河一线分为南方和北方，由于北方地区冬季寒冷，供暖是人们生活中必不可少的一部分，随着我国经济的高速发展，我国城市建设速度也十分迅速，对于城市供热的需求也在不断增加，根据供暖面积的不同，我国的供暖方式分为集中供暖和分户供暖，其中北方多省市城市以集中供暖的方式为主，农村分散式供暖为辅的供暖格局。
[0003]集中供暖是通过大型锅炉集中加热，再通过管道送到用户家中，是清洁、低碳、高效的一种供暖方式，主要特点是价格便宜，安全性能较高，是目前主要供暖方式，集中供暖代表有电力供暖和燃气供暖；分户供暖是住户家中自行安装供暖设备进行供暖的一种方式，主要特点是安装方便、供暖面积小，分户供暖代表有燃气壁挂炉、空调等供暖形式，随着国家对电力集中供暖用电的政策支持，以青海地区为例，电力集中供暖电价仅为0.28元/度，电价较日常用电降低了近一半，经统计目前青海传统煤锅炉取暖的费用是35元/m2，电力供暖的费用是16元/m2，大大降低了电力供暖的使用成本，另外传统煤锅炉取暖不仅需要长距离运输，而且还需要工人进行加装、填充、巡视的操作，电力供暖较传统煤锅炉就很方便，不仅不用长距离运输，而且运维也方便，由于智能化程度较高，在手机上就能监控锅炉运行情况，省去了很多运输和人工成本，不仅提高了用户供暖体验，也降低了用户取暖成本，在煤炭能源匮乏或者偏远地区地区，具备大面积发展的条件。
[0004]然而，随着电力供暖需求的增加，电网与电力供暖发展出现了一定的不平衡情况，在无大电网覆盖的高原偏远城镇和农村地区，电网建设成本大，居民“用电难”、“用热难”等问题突出，对电网带来了一系列制约发展的因素，严重影响着人民美好用电、供暖的需求。

技术实现思路

[0005]为了解决在无大电网覆盖的高原偏远城镇和农村地区居民的用电用热需求，本申请提供一种偏远地区能源供给系统。
[0006]本申请提供的一种偏远地区能源供给系统采用如下的技术方案：
[0007]一种偏远地区能源供给系统，包括供热系统和供电系统，所述供热系统包括太阳能集热器、第一集热水箱、螺杆热泵和相变储热池，所述太阳能集热器输出端设置有通往用热终端的第一供热管道，所述太阳能输入端设置有第一冷水管道，所述第一集热水箱、螺杆热泵和相变储热池依次由第一供热管道和第一冷水管道连通；所述供电系统包括PVT光伏组件、双向储能逆变器和蓄电池，所述双向储能逆变器一端与PVT光伏组件电连接，另一端蓄电池电连接；所述PVT光伏组件一侧设置有第二集热水箱，所述第二集热水箱一侧设置有双源热泵，所述PVT光伏组件输出端设置有通往用热终端的第二供热管道，所述PVT光伏组件输入端设置有第二冷水管道，所述第二集热水箱和双源热泵依次由第二供热管道和第二
冷水管道连通；所述螺杆热泵和双源热泵均与双向储能逆变器输出端电连接。
[0008]通过采用上述技术方案，供热系统和供电系统联合作用提供热和电，太阳能集热器通过太阳光将来自第一冷水管道的水加热，通过第一集热水箱送至螺杆热泵，螺杆热泵将热量聚集后送至相变储热池，相变储热池将一部分热量送至用热终端，再将另一部分热量储存，以备在光伏出力不足或夜间无光照资源的情况下为用热终端提供用热需求。同时，PVT光伏组件通过太阳光产生电和热，将来自第二冷水管道的水加热后，通过第二集热水箱送至双源热泵，双源热泵再将热量送至用热终端；而将产生的交流电送至双向储能逆变器，双向储能逆变器可将交流电转换成直流电向蓄电池充电储存；另外，双向储能逆变器内转换成的直流电也可直接供给螺杆热泵和双源热泵，为螺杆热泵和双源热泵的启动运行提供电能。突破现有光伏和光热综合利用的技术壁垒，解决了新能源接入下的高品质电热联供问题；兼顾显热储热成本低和相变储热密度高等多个优点，避免传统单一储热方式的局限性，实现温度适用性、系统复杂性、储热效率、系统成本的均衡；满足了资源和技术的集约配置，降低了系统的运维和管控成本；解决了电热联供系统在多时间尺度下不确定性问题对系统控制策略的影响，提升了综合能源供给系统电热互补优化效果，保障了扰动后综合能源系统的供能品质；提高了光资源利用率，提高了系统光电转换效率和系统产热能效比，大大降低了后期电、热供应中的运维成本；解决了青海偏远地区村级用户的用热用电生活需求，电网建设成本小，在无大电网覆盖的高原偏远城镇和农村地区具有极强的推广示范作用。
[0009]可选的，所述PVT光伏组件一侧还并列设置有风力发电机组，所述风力发电机组与双向储能逆变器电连接。
[0010]通过采用上述技术方案，风力发电机组在风力作用下发电，可在太阳能集热器和PVT光伏组件发电发热时，向蓄电池储存电或向螺杆热泵和双源热泵供电，也可在连续阴天，太阳光线不足的情况下，提供辅助作用，使第一供热管道和第二供热管道内的水温达到用户需求。
[0011]可选的，所述第一冷水管道和第二冷水管道交汇于总冷水管道，所述总冷水管道上设置有软化水装置。
[0012]通过采用上述技术方案，由于高原地区水质较硬，在总冷水管道上设置软化水装置，自来水中的钙镁等杂质经软化水装置除去后，进入到第一冷水管道和第二冷水管道中，从而防止自来水中的杂质堵塞管道，保证了整个供给系统中水质的清洁，保障了整个系统的安全稳定运行，延长了各个装置的使用寿命。
[0013]可选的，所述螺杆热泵是由半封闭双螺杆压缩机、管壳式蒸发器和冷凝器组成的一个循环系统。
[0014]通过采用上述技术方案，双螺杆压缩机利用热能转换原理，把压缩机散发的热量回收转换到水里，水吸收了热量后，水温就会升高，压缩机的运行温度就会降低，长期连续的运行过程中，把电能转换为机械能，机械能转换为风能，在机械能转换为风能过程中，空气得到强烈的高压压缩，使之温度骤升，从而提升第二供热管道内的水温。
[0015]可选的，所述双源热泵为双源超低温热泵。
[0016]通过采用上述技术方案，由于高原气候寒冷，冬季昼夜温差较大，利用双源超低温热泵可在
‑
30℃下制热，适合高原气候特色。双源超低温热泵分为空气源运行模式和水源运
行模式，白天空气源热泵可以高效运行，室内供暖完全依靠空气源热泵即可。夜间室外环境温度降低时，空气源热泵运行效率相对较低时，自动转换水源热泵运行模式，水源热泵运行热源来自白天第二集热水箱储存的热水。
[0017]可选的，所述第一供热管道和第二供热管道上均设置有温度监测装置和压力监测装置。
[0018]通过采用上述技术方案，温度监测装置和压力监测装置可实时监控第一供热管道和第二供热管道上水温及压力值，根据实际情况进行调整，以使供暖温度正好达到用热终端的需求，实现供暖智能化、可视化，保证了供暖系统的安全稳定运行。
[0019]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0020]1.通过供热系统和供电系统联合作用提供热和电，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏远地区能源供给系统，其特征在于：包括供热系统(1)和供电系统(2)，所述供热系统(1)包括太阳能集热器(11)、第一集热水箱(12)、螺杆热泵(13)和相变储热池(14)，所述太阳能集热器(11)输出端设置有通往用热终端的第一供热管道(15)，所述太阳能输入端设置有第一冷水管道(171)，所述第一集热水箱(12)、螺杆热泵(13)和相变储热池(14)依次由第一供热管道(15)和第一冷水管道(171)连通；所述供电系统(2)包括PVT光伏组件(21)、双向储能逆变器(22)和蓄电池(23)，所述双向储能逆变器(22)一端与PVT光伏组件(21)电连接，另一端蓄电池(23)电连接；所述PVT光伏组件(21)一侧设置有第二集热水箱(4)，所述第二集热水箱(4)一侧设置有双源热泵(5)，所述PVT光伏组件(21)输出端设置有通往用热终端的第二供热管道(16)，所述PVT光伏组件(21)输入端设置有第二冷水管道(172)，所述第二集热水箱(4)和双源热泵(5)依次由第二供热管道(...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丽山，张海锋，李春龙，苟晓侃，张启珍，田超，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网青海省电力公司，
类型：发明
国别省市：