一种综合能源系统及优化调控方法技术方案

本申请涉及综合能源系统一种综合能源系统及优化调控方法，其中，该系统包括电能子系统、热能子系统和负荷调控子系统，进一步地，电能子系统包括发电装置、电储能装置和电调温装置，热能子系统包括热储能装置、吸收式调温装置和有机朗肯循环装置；基于可再生能源的随机波动性和非可再生能源的稳定性，各部件耦合互补形成电负荷、热负荷和冷负荷出力稳定的优化调控系统，通过本申请，解决了可再生能源在全工况下渗透率偏低、综合能源利用率偏低、系统调节的灵活度较差等问题，实现了电

【技术实现步骤摘要】
一种综合能源系统及优化调控方法


[0001]本申请涉及微能源网
，特别是涉及综合能源系统一种综合能源系统及优化调控方法。

技术介绍

[0002]随着新能源发电技术、清洁能源发电技术、储能技术以及信息技术的发展，利用物联网、大数据和云计算等信息技术支撑能源高效互联以及用户侧的友好交互，通过横向多能互补和纵向的源、网、储等结合起来，形成“源
‑
网
‑
荷
‑
储
‑
用”协调发展、集成互补的能源互联网，有力地推动我国能源服务格局的变革；在国家“双碳”目标的落实下，能源供应模式逐步从集中式向根据不同应用场景、结合当地资源禀赋、充分利用可再生能源等方向发展。
[0003]调研近期投产的微能源系统发现，大多现有的微能源系统综合能源利用率低于80%，全工况可再生能源渗透率低于60%，微能源网与负荷匹配灵活调节性能弱，不能精准随电、热、冷负荷变化进行灵活高效调节；未能在安全稳定前提下灵活的匹配用户对于电、热、冷的需求，同时系统冷热和电存在强耦合关系，难以随着不同应用场景用户需求实现热
‑
电解耦，难以灵活、高效满足用户多样化和多变的能量需求。
[0004]目前针对相关技术中可再生能源在全工况下渗透率偏低、综合能源利用率偏低、系统调节的灵活度较差等问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了综合能源系统一种综合能源系统及优化调控方法，以至少解决相关技术中可再生能源在全工况下渗透率偏低、综合能源利用率偏低、系统调节的灵活度较差等问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种综合能源系统，所述系统包括电能子系统和热能子系统，其中，所述电能子系统包括：发电装置，用于通过可再生能源与非可再生能源进行发电，并产生余热；电储能装置，用于存储所述电能子系统与所述热能子系统产生的电能，以满足用户侧的电负荷需求；电调温装置，用于利用所述电储能装置中的电能进行温度调节，以满足用户侧的温度负荷需求；所述热能子系统包括：热储能装置，用于存储太阳能中的热能和所述电能子系统中产生的余热；吸收式调温装置，用于利用所述热储能装置中的热能进行温度调节，以满足用户侧的温度负荷需求；有机朗肯循环装置，用于利用所述吸收式调温装置产生的热能进行发电，将产生的电能存储到所述电储能装置中；负荷调控子系统，用于实时调控负荷供给，使100%消纳可再生能源的发电量。
[0007]在其中一些实施例中，所述有机朗肯循环装置，还用于直接利用发电装置产生的余热进行发电，将产生的电能存储到所述电储能装置中，其中，所述余热为非可再生能源发电产生。
[0008]在其中一些实施例中，将所述发电装置中非可再生能源发电的模块替换成热冷电三联供模块；所述热冷电三联供模块，用于为电储能装置提供电能，为有机朗肯循环装置的发电提供热能，为吸收式调温装置提供热能。
[0009]在其中一些实施例中，所述负荷调控子系统实时调控负荷供给，使100%消纳可再生能源的发电量包括：当所述综合能源系统在第一额定负荷下运行时，所述负荷调控子系统实时调控负荷供给，使所述发电装置中的可再生能源发电满负荷运行、所述发电装置中的非可再生能源发电、所述电储能装置充放电，使100%消纳可再生能源的发电量以满足用户侧电力需求；当所述综合能源系统在第二额定负荷下运行时，所述负荷调控子系统实时调控负荷供给，通过所述发电装置中的可再生能源发电满负荷运行、所述发电装置中的非可再生能源发电、所述有机朗肯循环装置发电、所述电储能装置充放电，使100%消纳可再生能源的发电量以满足用户侧电力需求。
[0010]在其中一些实施例中，当所述综合能源系统在第一额定负荷下运行时，所述负荷调控子系统实时调控负荷供给包括：所述负荷调控子系统实时调控负荷供给：在可再生能源发电量P
RE
≤用户侧电能需求量P
user
＜可再生能源发电量P
RE
+非可再生能源发电量P
FER
时，通过可再生能源发电满负荷运行、调整非可再生能源发电量和所述电储能装置的充放电，以满足用户侧电力需求；在用户侧电能需求量P
user
＜可再生能源发电量P
RE
时，通过可再生能源发电满负荷运行以满足用户侧电力需求，并通过所述电储能装置存储所述可再生能源发电产生的额外电能。
[0011]在其中一些实施例中，当所述综合能源系统在第二额定负荷下运行时，所述负荷调控子系统实时调控负荷供给包括：所述负荷调控子系统实时调控负荷供给：在用户侧电能需求量Puser≥可再生能源发电量PRE+非可再生能源发电量PFER时，通过可再生能源发电和非可再生能源发电的满负荷运行、所述有机朗肯循环装置的发电与所述电储能装置的充放电，以满足用户侧的电力需求。
[0012]在其中一些实施例中，所述发电装置包括内燃机模块、燃料电池模块和风力光伏模块；所述内燃机模块和所述燃料电池模块，用于通过天然气与生物质气互补的形式进行发电，并产生余热；所述风力光伏模块，用于通过风能与太阳能互补的形式进行发电，并产生余热。
[0013]在其中一些实施例中，所述电储能装置包括电化学储能模块、飞轮储能模块和超级电容模块；所述电化学储能模块，用于将电能转化为化学能进行存储；
所述飞轮储能模块，用于将电能转化为动能进行存储；所述超级电容模块，用于将电能转化为电场能进行存储。
[0014]在其中一些实施例中，电调温装置包括电热泵模块和电制冷模块；所述电热泵模块，用于利用所述电储能装置中的电能进行制热，满足用户侧的热负荷需求；所述电制冷模块，用于利用所述电储能装置中的电能进行制冷，满足用户侧的冷负荷需求。
[0015]在其中一些实施例中，所述吸收式调温装置包括吸收式热泵模块和吸收式制冷模块；所述吸收式热泵模块，用于利用所述热储能装置中的热能进行制热，满足用户侧的热负荷需求；所述吸收式制冷模块，用于利用所述热储能装置中的热能进行制冷，满足用户侧的冷负荷需求。
[0016]在其中一些实施例中，所述电调温装置，用于利用所述电储能装置中的电能，通过溴化锂进行温度调节；所述吸收式调温装置，用于利用所述热储能装置中的热能，通过溴化锂进行温度调节。
[0017]第二方面，本申请实施例提供了一种优化调控方法，所述方法基于第一方面任一项所述的系统，所述方法包括：通过所述负荷调控子系统实时调控负荷供给，使所述发电装置中的可再生能源发电满负荷运行，调整所述发电装置中的非可再生能源发电量和有机朗肯循环装置的发电量，以及所述电储能装置的充放电，以100%消纳可再生能源的发电量满足用户侧电力需求；通过所述负荷调控子系统实时调控负荷供给，优先通过所述吸收式调温装置利用所述热储能装置中的热能进行温度调节，再通过所述电调温装置利用所述电储能装置中的电能进行温度调节，以满足用户侧的温度负荷需求。
[0018]相比于相关技术，本申请实施例提供的综合能源系统一种综合能源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统，其特征在于，所述系统包括电能子系统、热能子系统和负荷调控子系统，其中，所述电能子系统包括：发电装置，用于通过可再生能源与非可再生能源进行发电，并产生余热；电储能装置，用于存储所述电能子系统与所述热能子系统产生的电能，以满足用户侧的电负荷需求；电调温装置，用于利用所述电储能装置中的电能进行温度调节，以满足用户侧的温度负荷需求；所述热能子系统包括：热储能装置，用于存储太阳能中的热能和所述电能子系统中产生的余热；吸收式调温装置，用于利用所述热储能装置中的热能进行温度调节，以满足用户侧的温度负荷需求；有机朗肯循环装置，用于利用所述吸收式调温装置产生的热能进行发电，将产生的电能存储到所述电储能装置中；所述负荷调控子系统，用于实时调控负荷供给，使100%消纳可再生能源的发电量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述有机朗肯循环装置，还用于直接利用发电装置产生的余热进行发电，将产生的电能存储到所述电储能装置中，其中，所述余热为非可再生能源发电产生。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述负荷调控子系统实时调控负荷供给，使100%消纳可再生能源的发电量包括：当所述综合能源系统在第一额定负荷下运行时，所述负荷调控子系统实时调控负荷供给，使所述发电装置中的可再生能源发电满负荷运行、所述发电装置中的非可再生能源发电、所述电储能装置充放电，使100%消纳可再生能源的发电量以满足用户侧电力需求；当所述综合能源系统在第二额定负荷下运行时，所述负荷调控子系统实时调控负荷供给，通过所述发电装置中的可再生能源发电满负荷运行、所述发电装置中的非可再生能源发电、所述有机朗肯循环装置发电、所述电储能装置充放电，使100%消纳可再生能源的发电量以满足用户侧电力需求。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当所述综合能源系统在第一额定负荷下运行时，所述负荷调控子系统实时调控负荷供给包括：所述负荷调控子系统实时调控负荷供给：在可再生能源发电量P
RE
≤用户侧电能需求量P
user
＜可再生能源发电量P
RE
+非可再生能源发电量P
FER
时，通过可再生能源发电满负荷运行、调整非可再生能源发电量和所述电储能装置的充放电，以满足用户侧电力需求；在用户侧电能需求量P
user
＜可再生能源发电量P
RE
时，通过可再生能源发电满负荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文广，张海珍，周宇昊，罗城鑫，牟敏，赵大周，张钟平，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：