一种基于超高温热泵储能运行控制系统技术方案

本发明专利技术涉及热能动力技术领域，具体提供了一种基于超高温热泵储能运行控制系统，包括超高温压缩机、熔盐加热器、膨胀机、电动机、回热器、吸热器、低温熔盐罐、高温熔盐罐、热水储罐、冷水储罐、容积控制器、容积控制罐、卸放阀、减压阀I、截止阀I、减压阀II、截止阀II、存贮冷却器、循环泵、电加热器。基于高温热泵的储能运行需求，提出总体系统结构、总体控制逻辑和功能控制序列。使用本发明专利技术有助于实现超高温热泵储能系统的高效自动运行控制、提升储能转化速率，进一步提高储能方案的市场竞争力。进一步提高储能方案的市场竞争力。进一步提高储能方案的市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超高温热泵储能运行控制系统


[0001]本专利技术涉及热能动力
，尤其涉及一种基于超高温热泵储能运行控制系统。

技术介绍

[0002]所谓蓄能，是根据水、冰及其他物质的蓄能（冷/热）特性，尽量地利用非峰值电力，使制冷/热设备在满负荷条件下运行，将调峰所需能量以显热或潜热的形式、部分或全部蓄存于水、冰或其他物质中。峰值电力出现调峰负荷，则通过换热器、传热工质和动力泵等设备取出这些蓄能物质蓄存的冷（热）量，以满足调峰的需要。
[0003]蓄能包括蓄冷和蓄热，目前蓄能系统按蓄能介质可划分成冰蓄能系统、水蓄能系统以及共晶盐蓄能系统。同等蓄能量的水蓄能系统与其他蓄冷系统相比，不仅系统造价相对较低，还夜间蓄能效率高。以水蓄能系统为例，大多数的水蓄能系统均选用蓄能设备蓄能，在蓄能设备内完成全部蓄能和放能过程。
[0004]太阳能、风电等清洁能源比例占比逐步上升。一方面，该类能源具有间歇性发电特征，受到气象环境影响，导致供给端的发电量具有一定随机性；另一方面，电力需求端依赖于人民生产、生活活动。因此新能源发电比例的提高，将导致电力供给与需求端的匹配难度进一步加大，给电网运行安全性和稳定性带来更大挑战。超高温热泵储能发电系统是利用超高温热泵方式将多余电能转化为热能进行储存的方式，具有转化效率高、经济性好、可大规模推广利用等优点。为实现超高温热泵储能发电系统的应用，需要针对间歇性电源开发与之相匹配的综合控制系统。

技术实现思路

[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于超高温热泵储能运行控制系统，包括超高温压缩机、熔盐加热器、膨胀机、电动机、回热器、吸热器、低温熔盐罐、高温熔盐罐、热水储罐、冷水储罐、容积控制器、容积控制罐、卸放阀、减压阀I、截止阀I、减压阀II、截止阀II、存贮冷却器、循环泵、电加热器。
[0006]根据本专利技术的基于超高温热泵储能运行控制系统，系统总体控制包括功率控制单元、指令处理单元和实际控制子单元，其中实际控制子单元包括压缩机入口压力控制单元、膨胀机入口压力控制单元和容积罐温度控制单元。
[0007]根据本专利技术的基于超高温热泵储能运行控制系统，容积控制罐设计压力与超高温压缩机出口压力相同，运行压力介于超高温压缩机出口压力与入口压力之间，以利用回路压差实现工质的自动注入与排放；其设计温度取超高温压缩机入口温度，运行温度介于超高温压缩机入口与透平入口温度之间，以利用温度变化实现工质储存量的变化。
[0008]根据本专利技术的基于超高温热泵储能运行控制系统，电加热器设置在回充管线上，通过加热进入压缩机入口的工质，增加工质能量，便于短时间内更快提升系统升压速率。
[0009]根据本专利技术的基于超高温热泵储能运行控制系统，存贮冷却器位于工质卸放管线
上，冷却水侧连接有冷却水管线，冷却水管线上游接至冷水储罐，下游接至热水储罐，冷却水管线上设计有循环泵，将冷水储罐的冷却水抽吸至存贮冷却器。
[0010]根据本专利技术的基于超高温热泵储能运行控制系统，通过打开减压阀II和截止阀II阀门，维持减压阀I与截止阀I阀门常关，使容积控制罐的工质经加热器后流入压缩机入口，使压缩机入口压力和透平入口压力增加，实现高温热泵储能功率增加。
[0011]根据本专利技术的基于超高温热泵储能运行控制系统，通过打开减压阀I与截止阀I阀门，维持减压阀II和截止阀II阀门常关，维持注入管线上的阀门常关，使系统内的工质经冷却器后进入容积控制罐，使压缩机入口压力和透平入口压力减少，实现高温热泵储能功率减少。
[0012]本专利技术的有益技术效果：本专利技术的目的提供一种基于超高温热泵储能运行控制系统，通过协调匹配超高温热源储能发电系统与间歇性电源系统，提升系统蓄热控制能力，节约能源，实现系统智能化。间歇性电源适应电网能力与水平，实现电能的受控稳定性输出。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的基于超高温热泵储能运行控制系统的整体布局图。
[0014]图2是本专利技术的基于超高温热泵储能运行控制系统的总体控制逻辑图。
[0015]图3是本专利技术的基于超高温热泵储能运行控制系统的功能控制序列图
‑‑
热能输入增加控制逻辑。
[0016]图4是本专利技术的基于超高温热泵储能运行控制系统的功能控制序列图
‑‑
热能输入减少控制逻辑。
[0017]在图中，1超高温压缩机、2熔盐加热器、3膨胀机、4电动机、5回热器、6吸热器、7低温熔盐罐、8高温熔盐罐、9热水储罐、10冷水储罐、11容积控制器、12容积控制罐、13卸放阀、14、减压阀I、15截止阀I、16、减压阀II、17截止阀II、18存贮冷却器、19循环泵、20电加热器。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]如图1所示，一种基于超高温热泵储能运行控制系统，主要包括超高温压缩机1、熔盐加热器2、膨胀机3、电动机4、回热器5、吸热器6、低温熔盐罐7、高温熔盐罐8、热水储罐9、冷水储罐10、容积控制器11、容积控制罐12、卸放阀13、减压阀I 14、截止阀I 15、减压阀II 16、截止阀II 17 、存贮冷却器18、循环泵19、电加热器20。
[0020]其中，超高温压缩机1、熔盐加热器2、膨胀机3、电动机4、回热器5、吸热器6、低温熔盐罐7、高温熔盐罐8、热水储罐9、冷水储罐10为超高温热泵储能发电主系统。容积控制器11、容积控制罐12、卸放阀13、减压阀I 14、截止阀I 15、减压阀II 16、截止阀II 17 、存贮冷却器18、循环泵19、电加热器20为高效运行控制系统。
[0021]容积控制器11为控制系统实现功能的逻辑控制单元，用于接收操作员指令，检测高温热泵系统当前信号，并对外发出指令，使执行器的执行具体动作。容积控制罐12为具有
一定容积的压力容器，控制罐内工质与系统内工质为同一种工质；其设计压力与超高温压缩机1出口压力相同，运行压力介于超高温压缩机1出口压力与入口压力之间，以利用回路压差实现工质的自动注入与排放。其设计温度取超高温压缩机1入口温度，运行温度介于超高温压缩机入口与透平入口温度之间，以利用温度变化实现工质储存量的变化。
[0022]卸放阀13为容积控制罐12的工质卸放阀门，当容积控制罐12的压力超过其安全值时，自动打开卸放阀13门，使容积控制罐12的压力维持在安全水平。减压阀I 14与截止阀I 15共同位于工质卸放管线，工质卸放管线上游接至膨胀机3入口，下游接至容积控制罐12。减压阀I 14与截止阀I 15在正常运行时处于常闭状态，当接到打开指令时，两个阀门打开，使系统内的工质在压差驱动下卸放至容积控制罐12。减压阀II 16和截止阀II 17位于回充管线，回充管线上游接至容积控制罐12，下游接至超高温压缩机1入口。
[0023]存贮冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超高温热泵储能运行控制系统，其特征在于，所述系统包括超高温压缩机（1）、熔盐加热器（2）、膨胀机（3）、电动机（4）、回热器（5）、吸热器（6）、低温熔盐罐（7）、高温熔盐罐（8）、热水储罐（9）、冷水储罐（10）、容积控制器（11）、容积控制罐（12）、卸放阀（13）、减压阀I（14）、截止阀I（15）、减压阀II（16）、截止阀II（17）、存贮冷却器（18）、循环泵（19）、电加热器（20）。2.根据权利要求1所述的基于超高温热泵储能运行控制系统，其特征在于，该系统总体控制包括功率控制单元、指令处理单元和实际控制子单元，其中实际控制子单元包括压缩机入口压力控制单元、膨胀机入口压力控制单元和容积罐温度控制单元。3.根据权利要求1所述的基于超高温热泵储能运行控制系统，其特征在于，容积控制罐（12）设计压力与超高温压缩机（1）出口压力相同，运行压力介于超高温压缩机（1）出口压力与入口压力之间，以利用回路压差实现工质的自动注入与排放；其设计温度取超高温压缩机（1）入口温度，运行温度介于超高温压缩机（1）入口与透平入口温度之间，以利用温度变化实现工质储存量的变化。4.根据权利要求3所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊峰，金建祥，邓国梁，
申请(专利权)人：浙江态能动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：