多能协同的能源站、方法及存储介质技术

本申请涉及可再生能源利用技术领域，特别涉及一种多能协同的能源站、方法及存储介质，其中，包括：发电组件，用于将太阳能转换为电能；生产组件，用于根据生产计划生产物质物料；储能组件，用于根据储能计算储存电能和/或热能；采集组件，用于采集能源站周围的环境数据和能源站内所有设备的用能数据；计算机，用于运行能源站的调度算法，接收一个或多个用户的用能预约；协同控制器，用于接收采集组件采集的环境数据和用能数据，并调用调度算法控制能源站内所有设备启停，其中，计算机基于环境数据预测光伏发电量、太阳能集热量，并根据用能数据、生产计划和预约情况进行生物质生产、光伏蓄电和光热储热。由此，本申请实施例通过利用可再生能源，实现多种可再生能源和用能需求之间的动态协同。之间的动态协同。之间的动态协同。

【技术实现步骤摘要】
多能协同的能源站、方法及存储介质


[0001]本申请涉及可再生能源利用
，特别涉及一种多能协同的能源站、方法及存储介质。

技术介绍

[0002]农村能源是农村的重要基础设施，也是现代能源体系的重要组成部分。因此，需要以绿色低碳为目标，加快构建农村清洁能源体系，以适应对气候变化和满足农民对美好生活的新期待。
[0003]农村地区具有丰富的生物质资源，可开发利用的包括麦秸、玉米秸、稻草、林业枝条、牲畜粪便、农副产品加工垃圾、餐厨垃圾等。根据统计，可开发利用的生物质能源总量高达8亿吨标准煤。这些资源还远远未得到有效利用。存在生物质资源利用技术落后，利用分散、利用效率低、秸秆大量散烧造成环境污染等问题。在全面推动碳中和的背景下，大力发展农村商品化生物质能源，有利于推动能源结构转型，减少对化石能源的依赖。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种多能协同的能源站、方法及计算机可读存储介质，通过利用太阳能、风能等可再生能源，实现了农村生物质资源的收、储、加工、运输全过程的零碳化，并通过储能、需求响应、能量调度的协同使用，实现多种可再生能源与用能需求之间的动态协同。
[0005]本申请第一方面实施例提供一种多能协同的能源站，包括：发电组件，用于将太阳能转换为电能；生产组件，用于根据生产计划生产物质物料；储能组件，用于根据储能计算储存电能和/或热能；采集组件，用于采集所述能源站周围的环境数据和所述能源站内所有设备的用能数据；计算机，用于运行所述能源站的调度算法，接收一个或多个用户的用能预约；协同控制器，用于接收所述采集组件采集的环境数据和用能数据，并调用所述调度算法控制所述能源站内所有设备启停，其中，所述计算机基于所述环境数据预测光伏发电量、太阳能集热量，并根据所述用能数据、所述生产计划和所述预约情况进行生物质生产、光伏蓄电和光热储热。
[0006]在本申请实施例中，所述调度算法为：在每天预设时间安排次日的生物质物料生产计划、储电计划、储热计划中的一个或多个；预测未来预设时长的逐时斜面总辐照量及所述发电组件的总发电量，根据所述逐时斜面总辐照量计算光热系统的总集热量，并以单日平均室外温度和累积总辐照量预测每日生活热水用量，根据所述每日生活热水用量计算每日加热生活热水所需的太阳能集热量；基于能源站的电力平衡、热力平衡、原料情况、仓储容量、生产能力，分别计算次日生物质物料生产潜力，以其中最小值作为次日的生物质物料计划生产量，得到所述生物质物料生产计划；根据所述总发电量、能源站的充电桩的次日预约充电量、能源站运输车辆计划充电量、生产单位质量的生物质物料所消耗的电量计算蓄电量，得到所述储电计划；根据所述总集热量、所述太阳能集热量、单位质量的生物质物料
所消耗的热量和单日生物质物料的最大生产能力计算储热量，得到所述储热计划。
[0007]在本申请实施例中，所述光伏电池组件，用于将所述太阳能转换为直流电能；第一逆变器，所述逆变器与所述蓄电池相连，用于将所述光伏电池组件产生的直流电能转换为工频交流电；并网接入箱，所述并网接入箱与所述逆变器相连，用于将工频交流电并入目标电网；光伏控制器，所述光伏控制器分别与所述光伏电池组件、所述蓄电池和所述逆变器相连，用于控制所述光伏电池组件开始或停止给所述蓄电池充电，并控制所述蓄电池开始或停止给所述逆变器供电。
[0008]在本申请实施例中，所述发电组件包括：光伏电池组件，用于将所述太阳能转换为直流电能；第一逆变器，所述逆变器与所述储能组件相连，用于将所述光伏电池组件产生的直流电能转换为工频交流电；并网接入箱，所述并网接入箱与所述逆变器相连，用于将工频交流电并入目标电网；光伏控制器，所述光伏控制器分别与所述光伏电池组件、所述储能组件和所述逆变器相连，用于控制所述光伏电池组件开始或停止给所述储能组件充电，并控制所述储能组件开始或停止给所述逆变器供电。
[0009]在本申请实施例中，所述生产组件包括：太阳能高温空气集热器，用于吸收所述太阳能，并在所述太阳能高温空气集热器中多个管路内产生温度高于预设温度的高温干空气；流化床，所述流化床的气体入口与所述第一管路相连，且所述流化床的气体出口与所述第二管路相连，用于利用所述高温干空气干燥所述生物质物料。
[0010]在本申请实施例中，所述生产组件还包括：鼓风机，所述鼓风机设置于所述第一管路上，用于为所述太阳能高温空气集热器中多个管路内的高温干空气提供循环动力；电加热器，所述电加热器设置于所述第一管路上，用于给所述第一管路中的所述高温干空气补充热量；引风机，所述引风机设置于所述第一管路上，用于为所述太阳能热空气管路内的热空气提供循环动力。
[0011]在本申请实施例中，所述生产组件还包括：进料机，所述进料机与所述流化床相连，用于将待干燥的生物质物料输送至流化床内；除尘器，所述除尘器与所述流化床相连，用于对干燥后的所述生物质物料除尘；筛分机，所述筛分机与所述除尘器相连，用于筛分所述生物质物料；上料机，所述上料机与所述筛分机相连，用于将经过筛分后的所述生物质物料筛分机输送到生物质颗粒机；生物质颗粒机，用于将所述生物质物料加工为生物质颗粒。
[0012]在本申请实施例中，所述储能组件包括：蓄电池，用于存储所述光伏电池组件产生的直流电能；储热装置，所述储热装置的气体入口与所述太阳能高温空气集热器的气体出口通过第一管路相连，且所述储热装置的气体出口与所述太阳能高温空气集热器的气体入口通过第二管路相连，用于储存所述高温干空气。
[0013]在本申请实施例中，所述储热装置还包括入水口和出水口，用于利用所述高温干空气加热所述储热装置中的水。
[0014]在本申请实施例中，还包括：交流配电柜，所述交流配电柜与所述逆变器相连；配电箱，所述配电箱分别与所述逆变器、所述鼓风机、所述电加热器、所述引风机、所述除尘器、所述进料机、所述筛分机、所述上料机和所述生物质颗粒机相连。
[0015]在本申请实施例中，所述采集组件包括：多个第一温度传感器，所述多个第一温度传感器设置于所述第一管路和/或所述第二管路上，用于检测所述第一管路和/或所述第二管路内的气体温度；第二温度传感器，用于检测室外干球温度；流量传感器，所述流量传感
器设置于所述第一管路或所述第二管路上，用于检测所述第一管路或所述第二管路内的气体流量；辐照传感器，用于检测水平面太阳总辐照度；湿度传感器，所述湿度传感器设置于所述第一管路或所述第二管路上检测所述高温干空气的湿度；风速传感器，用于检测室外环境风速；数据采集器，所述数据采集器分别与所述多个第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述流量传感器、所述辐照传感器、所述湿度传感器、所述风速传感器、所述配电箱中的所有电量表和所述协同控制器相连，用于采集所述气体温度、所述室外干球温度、所述气体流量、所述水平面太阳总辐照度、所述高温干空气的湿度、所述室外环境风速和各用电设备的用电功率数据。
[0016]本申请第二方面实施例提供一种如上述实施例所述的多能协同的能源站的控制方法，包括以下步骤：接收采集组件采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能协同的能源站，其特征在于，包括：发电组件，用于将太阳能转换为电能；生产组件，用于根据生产计划生产物质物料；储能组件，用于根据储能计算储存电能和/或热能；采集组件，用于采集所述能源站周围的环境数据和所述能源站内所有设备的用能数据；计算机，用于运行所述能源站的调度算法，接收一个或多个用户的用能预约；协同控制器，用于接收所述采集组件采集的环境数据和用能数据，并调用所述调度算法控制所述能源站内所有设备启停，其中，所述计算机基于所述环境数据预测光伏发电量、太阳能集热量，并根据所述用能数据、所述生产计划和所述预约情况进行生物质生产、光伏蓄电和光热储热。2.根据权利要求1所述的能源站，其特征在于，所述调度算法为：在每天预设时间安排次日的生物质物料生产计划、储电计划、储热计划中的一个或多个；预测未来预设时长的逐时斜面总辐照量及所述发电组件的总发电量，根据所述逐时斜面总辐照量计算光热系统的总集热量，并以单日平均室外温度和累积总辐照量预测每日生活热水用量，根据所述每日生活热水用量计算每日加热生活热水所需的太阳能集热量；基于能源站的电力平衡、热力平衡、原料情况、仓储容量、生产能力，分别计算次日生物质物料生产潜力，以其中最小值作为次日的生物质物料计划生产量，得到所述生物质物料生产计划；根据所述总发电量、能源站的充电桩的次日预约充电量、能源站运输车辆计划充电量、生产单位质量的生物质物料所消耗的电量计算蓄电量，得到所述储电计划；根据所述总集热量、所述太阳能集热量、单位质量的生物质物料所消耗的热量和单日生物质物料的最大生产能力计算储热量，得到所述储热计划。3.根据权利要求1所述的能源站，其特征在于，所述发电组件包括：光伏电池组件，用于将所述太阳能转换为直流电能；第一逆变器，所述逆变器与所述储能组件相连，用于将所述光伏电池组件产生的直流电能转换为工频交流电；并网接入箱，所述并网接入箱与所述逆变器相连，用于将工频交流电并入目标电网；光伏控制器，所述光伏控制器分别与所述光伏电池组件、所述储能组件和所述逆变器相连，用于控制所述光伏电池组件开始或停止给所述储能组件充电，并控制所述储能组件开始或停止给所述逆变器供电。4.根据权利要求3所述的能源站，其特征在于，所述生产组件包括：太阳能高温空气集热器，用于吸收所述太阳能，并在所述太阳能高温空气集热器中多个管路内产生温度高于预设温度的高温干空气；流化床，所述流化床的气体入口与第一管路相连，且所述流化床的气体出口与第二管路相连，用于利用所述高温干空气干燥所述生物质物料；鼓风机，所述鼓风机设置于所述第一管路上，用于为所述太阳能高温空气集热器中多个管路内的高温干空气提供循环动力；电加热器，所述电加热器设置于所述第一管路上，用于给所述第一管路中的所述高温
干空气补充热量；引风机，所述引风机设置于所述第一管路上，用于为所述太阳能...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣杏，郭放，杨旭东，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：