用于清洁能源发电系统的储能系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例提供一种用于清洁能源发电系统的储能系统，包括蓄能式冷/热源设备和用于在所述清洁能源发电系统的发电量超过电网接收电量上限时控制所述蓄能式冷/热源设备储能的中央控制器，所述蓄能式冷/热源设备的电源端和所述中央控制器的电源端分别与所述清洁能源发电系统的输出端电连接，所述中央控制器的输出端与所述蓄能式冷/热源设备的控制端通信连接。采用本实用新型实施例的技术方案，将电网低谷时段无法消纳的清洁能源发电系统的电能转换成冷能或热能并贮存在蓄能式冷/热源设备中，并在电网高峰时段，将贮存的冷能和/或热能释放出来，从而既节省风资源或者光资源，又节省费用。
【专利说明】
用于清洁能源发电系统的储能系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种用于清洁能源发电系统的储能系统。
【背景技术】
[0002]随着新能源产业地迅速发展，在新能源富集地区大量部署了光伏发电、风力发电等项目，然而，由于新能源富集地区的当地电网接纳能力不足等原因，部分光伏电场存在“弃光限电”的现象以及部分风电场存在“弃风限电”的现象。“弃光限电”是指光伏电场具有发电能力的情况下，电网不允许光伏电场并网发电或者限制光伏电场的上网功率；“弃风限电”是指风电场具有发电能力的情况下，电网不允许风电场并网发电或者限制风电场的上网功率，从而造成光资源以及风资源的浪费。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种用于清洁能源发电系统的储能系统，节省风资源或者光资源。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0005]—种用于清洁能源发电系统的储能系统，包括蓄能式冷/热源设备和用于在所述清洁能源发电系统的发电量超过电网接收电量上限时控制所述蓄能式冷/热源设备储能的中央控制器，所述蓄能式冷/热源设备的电源端和所述中央控制器的电源端分别与所述清洁能源发电系统的输出端电连接，所述中央控制器的输出端与所述蓄能式冷/热源设备的控制端通信连接，所述蓄能式冷/热源设备包括蓄能式冷源设备及蓄能式热源设备中的至少一种。
[0006]可选地，所述中央控制器还包括通信接口，所述中央控制器通过所述通信接口与所述清洁能源发电系统的中央监控系统通信连接。
[0007]可选地，所述蓄能式冷源设备安装在所述清洁能源发电系统的附属建筑上;或者/并且，所述蓄能式热源设备安装在所述清洁能源发电系统的附属建筑上。
[0008]可选地，还包括至少一个温度采集装置，所述至少一个温度采集装置安装在所述附属建筑的室内，所述至少一个温度采集装置与所述中央控制器连接。
[0009]可选地，所述蓄能式冷源设备包括至少一台冰蓄冷空调系统或者/并且至少一台水蓄冷空调系统。
[0010]可选地，所述至少一台冰蓄冷空调系统包括:依次连接的第一制冷机组及蓄冰罐；或者/并且，所述至少一台水蓄冷空调系统包括依次连接的第二制冷机组及蓄水罐。
[0011]可选地，所述蓄能式热源设备包括至少一台蓄热式电采暖器。
[0012]可选地，所述至少一台蓄热式电采暖器包括依次连接的蓄热体和电加热元件。
[0013]可选地，所述中央控制器集成在PLC、单片机或者服务器中。
[0014]本实用新型实施例提供的用于清洁能源发电系统的储能系统，当所述清洁能源发电系统的发电量超过电网接收电量上限时，中央控制器控制所述蓄能式冷/热源设备储能，从而将电网低谷时段无法消纳的清洁能源发电系统的电能转换成冷能或者热能并贮存在蓄能式冷/热源设备中，并在电网高峰时段，将贮存的冷能或者热能释放出来，从而既节省风资源或者光资源、降低空调成本，又节省费用。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例中的用于清洁能源发电系统的储能系统的示意图；
[0016]图2示出本实用新型蓄热式电采暖器的工作原理示意图；
[0017]图3示出本实用新型冰蓄冷空调系统的工作原理示意图。
[0018]附图标记说明:
[0019]11-蓄能式冷源设备；12-中央控制器；13-清洁能源发电系统；14-蓄能式热源设备；15-中央监控系统；16-温度采集装置；110-第一制冷机组；120-蓄冰罐；130-空调末端组件。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图详细描述本实用新型的示例性实施例。本实用新型实施例中提供通过蓄能式冷/热源设备对清洁能源发电系统进行储能的技术方案，在以下实施例中所指的冷热源设备是向建筑等用能对象提供热量和冷量的设备，主要包括供暖锅炉、空调、热水器等。蓄能式冷/热源设备是指带有蓄能元件的冷热源设备，利用夜间电网低谷时段的低价电能，完成电能向冷/热能的转换并贮存，在电网高峰时段，以辐射、对流等方式将贮存的冷/热量释放出来，进行供暖、空调或提供生活热水。蓄能式冷/热源设备包括蓄能式冷源设备和蓄能式热源设备中的至少一种，其中，蓄能式冷源设备主要包括冰蓄冷空调系统等，其工作原理通过制冷机制取冰或冷水，并储存在冰罐或水罐中，按照制冷需求进行融冰或释冷，为建筑或其他空间提供冷量。蓄能式热源设备主要包括蓄热式电采暖器，其工作原理通过耐高温的电发热元件通电发热，加热蓄热材料，再用低导热的保温材料贮存热量，按照制热需求将贮存的热量释放出来。在以下实施例中所指的清洁能源发电系统包括但不限于风力发电系统或者光伏发电系统等。
[0021 ]实施例
[0022]图1是本实用新型实施例中的用于清洁能源发电系统的储能系统的示意图。如图1所示，用于清洁能源发电系统的储能系统包括蓄能式冷/热源设备和中央控制器12。在本实施例中的蓄能式冷/热源设备包括蓄能式冷源设备11和蓄能式热源设备14，所述蓄能式冷源设备11的电源端、蓄能式热源设备14的电源端和中央控制器12的电源端分别与所述清洁能源发电系统13的输出端电连接，所述中央控制器12的输出端与所述蓄能式冷源设备11的控制端通信连接，使得当所述清洁能源发电系统的发电量超过电网接收电量上限时，所述中央控制器12控制所述蓄能式冷源设备11储能;并且，所述中央控制器12的另一输出端与所述蓄能式热源设备14的控制端通信连接，使得当所述清洁能源发电系统的发电量超过电网接收电量上限时，所述中央控制器12控制所述蓄能式热源设备14蓄能。在其他实施例中，当所述蓄能式冷/热源设备包括蓄能式冷源设备及蓄能式热源设备中的一种时，中央控制器12也可以通过输出端分别连接相应蓄能式冷/热源设备的控制端，实现蓄能控制。
[0023]进一步地，所述中央控制器12还包括通信接口，所述中央控制器12通过所述通信接口与所述清洁能源发电系统的中央监控系统15通信连接，使得所述中央控制器12从所述中央监控系统15获取所述清洁能源发电系统的实际发电功率和所述电网接收电量的上限功率。
[0024]进一步地，所述蓄能式冷源设备11安装在所述清洁能源发电系统的附属建筑上；或者/并且，所述蓄能式热源设备14安装在所述清洁能源发电系统的附属建筑上;从而实现风力发电系统所在风电场或者光伏发电系统所在光伏电站内附属建筑的空调或者采暖。
[0025]进一步地，所述蓄能式冷源设备11包括至少一台冰蓄冷空调系统或者至少一台水蓄冷空调系统;或者，所述蓄能式热源设备14包括至少一台蓄热式电采暖器。
[0026]进一步地，上述用于清洁能源发电系统的储能系统还包括至少一个温度采集装置16，所述至少一个温度采集装置16安装在所述附属建筑的室内，所述至少一个温度采集装置16与所述中央控制器12连接。所述中央控制器12根据所述至少一个温度采集装置16采集的室内温度结合中央控制器12从清洁能源发电系统的中央监控系统15中采集当前清洁能源发电系统实际发电功率P和电网对清洁能源发电系统的电网接收电量的上限功率PO控制所述蓄能式冷源设备11的工作模式;或者，所述中央控制器12根据所述至少一个温度采集装置16采集的室内温度结合中央控制器15从清洁能源发电系统的中央监控系统中采集当前清洁能源发电系统实际发电功率P和电网对清洁能源发电系统的电网接收电量的上限功率PO控制所述蓄能式热源设备14的工作模式。
[0027]进一步地，所述至少一台冰蓄冷空调系统包括用于制取冰的第一制冷机组和用于储蓄所述第一制冷机组制取的冰或者采用所述第一制冷机组制取的冰释放冷量的蓄冰罐，第一制冷机组和蓄冰罐连接;或者/并且，所述至少一台水蓄冷空调系统包括用于制取冷水的第二制冷机组和用于储蓄所述第二制冷机组制取的冷水或者采用所述第二制冷机组制取的冷水释放冷量的蓄水罐，第二制冷机组与蓄水罐连接。
[0028]进一步地，所述至少一台蓄热式电采暖器包括用于向所述建筑室内释放热量的蓄热体和用于加热所述蓄热体的电加热元件，蓄热体和电加热元件连接。图1中示意性的示出蓄能式冷源设备11为冰蓄冷空调系统的结构，冰蓄冷空调系统包括第一制冷机组110、蓄冰罐120以及空调末端组件130，第一制冷机组110的输出端分别与蓄冰罐120以及空调末端组件130的输入端连接，蓄冰罐120的输出端与空调末端组件130的输入端连接，其中，空调末端组件130包括但不限于风机盘管、空调箱或者新风机组等等。
[0029]其中，蓄能式冷源设备11的工作模式包括:蓄冷模式、供冷模式和/或释冷模式，以蓄能式冷源设备11为冰蓄冷空调系统或者水蓄冷空调系统为例进行说明，蓄冷模式是指冰蓄冷空调系统中的蓄冰罐储蓄第一制冷机组制取的冰或者水蓄冷空调系统中的蓄水罐储蓄第二制冷机组制取的冷水，供冷模式是指冰蓄冷空调系统中第一制冷机组直接向室内供冷或者水蓄冷空调系统中的第二制冷机组直接向室内供冷，释冷模式是指冰蓄冷空调系统中的蓄冰罐向室内释放冷量或者水蓄冷空调系统中的蓄水罐向室内释放冷量。
[0030]蓄能式热源设备14的工作模式包括:蓄热模式和/或释热模式，以蓄能式热源设备14为蓄热式电采暖器为例进行说明，蓄热模式是指电加热元件加热蓄热体，释热模式是指蓄热体向室内释放热量。
[0031]进一步地，所述中央控制器12集成在PLC、单片机或者服务器中。
[0032]图2示出本实用新型蓄热式电采暖器的工作原理示意图。
[0033]参见图2，采用本实用新型的技术方案对于任一台蓄热式电采暖器按照以下逻辑进行控制:
[0034]在S210，中央控制器从温度传感器获取蓄热式电采暖器所在的室内温度tn，并将室内温度tn与蓄热式电采暖器设置的加热目标室内设定温度t0对比，如果tn〈t0则执行S220，否则执行S270。
[0035]在S220，如果tn〈t0，中央控制器从清洁能源发电系统的中央监控系统中采集当前清洁能源发电系统实际发电功率P和电网对清洁能源发电系统的电网接收电量的上限功率PO，如果Ρ>Ρ0，则执行S230 ；否则执行S240。
[0036]在S230，如果Ρ>Ρ0，蓄热式电采暖装置同时运行蓄热模式和释热模式。
[0037]在S240，如果P^ PO，中央控制器判断蓄热体是否有余热，是则执行S250，否则执行S260o
[0038]在S250，蓄热式电采暖装置运行释热模式。
[0039]在S260，蓄热式电采暖装置同时运行蓄热模式和释热模式。
[0040]在S270，如果tnetO，中央控制器判断是否Ρ>Ρ0，否则返回重新判断，是则执行S280o
[0041]在S280，中央控制器判断蓄热体是否饱和，是则返回重新判断，否则执行S290。
[0042]在S290，蓄热式电采暖装置运行蓄热模式。
[0043]图3示出本实用新型冰蓄冷空调系统的工作原理示意图。
[0044]参见图3，采用本实用新型的技术方案对于任一台冰蓄冷空调系统按照以下逻辑进行控制:
[0045]在S310，中央控制器从温度传感器获取冰蓄冷空调系统所在的室内温度tn，并将室内温度tn与冰蓄冷空调系统设置的制冷目标室内设定温度t0对比，如果tnHO则执行S320，否则执行S380。
[0046]在S320，如果tnHO，中央控制器从清洁能源发电系统的中央监控系统中采集此时刻清洁能源发电系统实际发电功率P和电网对清洁能源发电系统的电网接收电量的上限功率PO，如果Ρ>Ρ0，则执行S330;否则执行S360。
[0047]在S330，如果Ρ>Ρ0，中央控制器判断蓄冰罐是否饱和，是则执行S340 ;否则执行S350o
[0048]在S340，冰蓄冷空调系统运行供冷模式。
[0049]在S350，冰蓄冷空调系统同时运行蓄冷模式和供冷模式。
[0050]在S360，如果P^ PO，中央控制器判断蓄冰罐内是否有余冷，是执行S370，否则执行S340o
[0051 ] 在S370，冰蓄冷空调系统运行释冷模式。
[0052]在S380，如果tn^tO，中央控制器判断是否Ρ>Ρ0，否则返回重新判断，是则执行S390o
[0053]在S390，中央控制器继续判断蓄冰罐是否饱和，是则返回重新判断，否则执行S391o
[0054]在S391，冰蓄冷空调系统运行蓄冷模式。
[0055]本实用新型实施例提供的用于清洁能源发电系统的储能系统，当所述清洁能源发电系统的发电量超过电网接收电量上限时，中央控制器控制所述蓄能式冷/热源设备储能，从而将电网低谷时段无法消纳的清洁能源发电系统的电能转换成冷能或者热能并贮存在蓄能式冷/热源设备中，并在电网高峰时段，将贮存的冷能或者热能释放出来，从而既节省风资源或者光资源、降低空调成本，又节省费用。
[0056]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种用于清洁能源发电系统的储能系统，其特征在于，包括蓄能式冷/热源设备和用于在所述清洁能源发电系统的发电量超过电网接收电量上限时控制所述蓄能式冷/热源设备储能的中央控制器，所述蓄能式冷/热源设备的电源端和所述中央控制器的电源端分别与所述清洁能源发电系统的输出端电连接，所述中央控制器的输出端与所述蓄能式冷/热源设备的控制端通信连接，所述蓄能式冷/热源设备包括蓄能式冷源设备及蓄能式热源设备中的至少一种。2.根据权利要求1所述的用于清洁能源发电系统的储能系统，其特征在于，所述中央控制器还包括通信接口，所述中央控制器通过所述通信接口与所述清洁能源发电系统的中央监控系统通信连接。3.根据权利要求2所述的用于清洁能源发电系统的储能系统，其特征在于，所述蓄能式冷源设备安装在所述清洁能源发电系统的附属建筑上;或者/并且，所述蓄能式热源设备安装在所述清洁能源发电系统的附属建筑上。4.根据权利要求3所述的用于清洁能源发电系统的储能系统，其特征在于，还包括至少一个温度采集装置，所述至少一个温度采集装置安装在所述附属建筑的室内，所述至少一个温度采集装置与所述中央控制器连接。5.根据权利要求4所述的用于清洁能源发电系统的储能系统，其特征在于，所述蓄能式冷源设备包括至少一台冰蓄冷空调系统或者/并且至少一台水蓄冷空调系统。6.根据权利要求5所述的用于清洁能源发电系统的储能系统，其特征在于，所述至少一台冰蓄冷空调系统包括:依次连接的第一制冷机组及蓄冰罐;或者/并且，所述至少一台水蓄冷空调系统包括依次连接的第二制冷机组及蓄水罐。7.根据权利要求4所述的用于清洁能源发电系统的储能系统，其特征在于，所述蓄能式热源设备包括至少一台蓄热式电采暖器。8.根据权利要求7所述的用于清洁能源发电系统的储能系统，其特征在于，所述至少一台蓄热式电采暖器包括依次连接的蓄热体和电加热元件。9.根据权利要求1至8任一项所述的用于清洁能源发电系统的储能系统，其特征在于，所述中央控制器集成在PLC、单片机或者服务器中。
【文档编号】F24F5/00GK205619488SQ201620422230
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】吴成斌, 刘登峰
【申请人】北京天诚同创电气有限公司