适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法技术方案

本申请涉及供电配电技术领域，特别涉及一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法，引入的储能设备与能量转化利用设备，进行协同调控，从系统供能侧和用户需求侧的匹配关系出发，结合储能及余热梯级利用等能源技术，提高火电厂综合能源系统能量输出的灵活性，以满足用户电、冷、热等多形式多比例的能量需求，以实现供需匹配，从而提高系统的综合能量利用率与经济性、环保性，解决了相关技术中的能源系统仅从供能侧出发，不考虑用户需求侧负荷变化，节能性和经济性较差的问题。节能性和经济性较差的问题。节能性和经济性较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法


[0001]本申请涉及供电配电
，特别涉及一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济能源体系绿色低碳转型加速，可再生能源发电比例逐年提高，未来火电机组的年利用小时数将大幅下滑，依靠单纯的供电服务将难以适应我国能源转型和节能减排的现实需求。因此进行基于火电厂源侧的综合能源服务系统的研究意义重大。
[0003]综合能源系统指在规划、建设和运行等过程中，通过对多种能源的生产、传输、分配、转换、储存、消费等环节进行有机协调与优化，形成以满足冷、热、电等多种用能需求的能源产供销一体化系统。综合能源系统能够采用先进管理方法以及科学技术对能源系统中的不同能源进行整合，从而使不同的能源子系统可以协调规划、互补互济，从而实现能源的梯级利用，提高能源利用效率。火电厂若能借助综合能源服务的发展势头与政策导向，结合自身优势，构建基于火电厂源侧的综合能源服务体系，通过实现所在区域的多能耦合协同供应和能源综合梯级利用、制氢、碳捕集等，不仅可以提升火电厂自身盈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统，其特征在于，包括：火电机组，用于利用燃料产生第一电能和输出蒸汽；光伏发电机组，用于利用太阳能产生第二电能；有机朗肯循环机组，用于利用所述火电机组产生的输出蒸汽产生第三电能；吸收式制冷机组，用于利用所述输出蒸汽产生第一冷能；热交换器供热设备，用于利用所述输出蒸汽产生第一热能；电驱动压缩式制冷设备，用于利用所述第一电能和所述第二电能中多余的第四电能产生第二冷能；电驱动压缩式热泵设备，用于利用所述第一电能和所述第二电能中多余的第四电能产生第二热能；储能设备，用于存储电能、冷能和热能；以及控制器，用于识别供能侧和用户需求侧的匹配关系，并基于所述匹配关系匹配对应的能源存储策略和/或余热梯级利用策略，并按照所述能源存储策略和/或余热梯级利用策略控制所述储能设备对所述火电机组、所述光伏发电机组进行储能的同时，和/或按照所述余热梯级利用策略控制所述有机朗肯循环机组、所述吸收式制冷机组、所述热交换器供热设备、所述电驱动压缩式制冷设备、所述电驱动压缩式热泵设备进行余热利用。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：电解制氢设备，用于利用所述第一电能、所述第二电能和所述第三电能中多余的电能产生氢气和氧气；碳捕集设备，用于消耗所述第一电能、所述第二电能和所述第三电能中多余的电能对锅炉排烟中的二氧化碳进行碳捕集。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述储能设备包括：储电设备，用于存储所述第一电能、所述第二电能和/或所述第三电能；储冷设备，用于存储所述第一冷能和/或所述第二冷能；储热设备，用于存储所述第一热能和/或所述第二热能。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，由所述第一电能和所述第二电能得到的输出电能，其中，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能大于或等于所述用户需求侧的所需电力且所述供能侧的输出蒸汽大于或等于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将多余的第一输出电能存储至所述储电设备，并在所述储电设备储满后，利用所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备将多余的第二输出电能转化为冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并在所述储冷设备和所述储热设备均储满后，将多余的第三输出电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备工作；以及利用所述吸收式制冷机组或所述热交换器供热设备将多余的输出蒸汽转化为冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并在所述储冷设备和所述储热设备均储满后，将多余的输出蒸汽用于所述有机朗肯循环机组中产生所述第三电能，并存储到所述储电设备中，在所述储电设备储满后，将多余的电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备工作。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能小于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽大于或
等于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能提供至用户，且将所述输出蒸汽量用于满足所述冷、热负荷所需的蒸汽量的同时，计算所述多余的输出蒸汽产生的所述第三电能，其中，在所述第三电能大于或等于未满足的所需电力时，将未满足的所需电力需要的输出蒸汽量通入所述有机朗肯循环机组，且将第一剩余的输出蒸汽通过所述吸收式制冷机组或所述热交换器供热设备转化为所述冷能或所述热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并且存储满后，将第二剩余的输出蒸汽用于所述有机朗肯循环机组中产生所述第三电能，并储存到所述储电设备中，且在存储满后，将剩余的第三电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备；在所述第三电能小于所述未满足的所需电力时，将全部的多余的输出蒸汽通入所述有机朗肯循环机组中以产生所述第三电能，通过所述储电设备释放存储的电量以补足所述未满足的所需电力，并在使用所述储电设备释放电能后，不足以满足的所需电力的部分利用提高所述火电机组负荷或电网购电进行补足。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能大于或等于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽小于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能提取所需电力提供至所述用户，将所述输出蒸汽全部用于产生冷、热负荷提供给所述用户，其中，计算多余的输出电能全部用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中所能产生的最大可能冷热负荷，并与用户冷热负荷不足量对比，其中，在所述最大可能冷热负荷大于或等于所述用户冷热负荷不足量时，将部分多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中以补充用户冷热负荷不足，并将剩余的多余输出电能储存到所述储电设备中，并且在存储满后，将剩余的多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，以将产生的冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并且在存储满后，将剩余的输出电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备；在所述最大可能冷热负荷小于所述用户冷热负荷不足量时，将全部的多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中以产生冷负荷或热负荷，余下的冷负荷或热负荷不足通过所述储冷设备或所述储热设备释放以进行补足，并且在所述储冷设备或所述储热设备释放后仍不足以满足所述用户冷热负荷时，通过所述储电设备释放电能以用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，在仍无法满足所述用户冷热负荷时，不足以满足的用户冷热负荷的部分利用提高所述火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能小于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽小于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：员盼锋，戴晓业，莫俊荣，丹慧杰，牛国平，杨培军，史琳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：