组合型微网发电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于再生资源发电与固定发电配合的领域，涉及居民用微网发电，尤其涉及一种组合型微网发电系统，包括太阳能发电系统、风力发电系统、沼气发电系统、火力发电系统、储电系统和微网控制装置，本实用新型将身边资源合理的利用到了一起，即设置了太阳能发电系统、风力发电系统、沼气发电系统以及火力发电系统，本实用新型则会根据周围环境的具体情况，储存电能，并经过微网控制装置进行分配，本实用新型结构优化，系统稳定高效，适用性强，非常适于现有居民使用。
【专利说明】
组合型微网发电系统
技术领域
[0001]本实用新型属于再生资源发电与固定发电配合的领域，涉及居民用微网发电，尤其涉及一种组合型微网发电系统。
【背景技术】
[0002]随着常规能源的逐渐衰竭和环境污染的日益加重，世界各国纷纷高度发展可再生能源。德国计划在未来若干年把建设以可再生能源为核心的能源微网系统，作为国家摆脱欧债危机实现战略转型的支撑，以期领跑二十一世纪的全球工业革命。
[0003]火力发电一般是指利用煤炭、石油和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。我国的火电厂以燃煤为主，可是当今的社会形态，我国的煤炭已经被开发了很大一部分，但是随着我国各行业的不断发展，用电量是有增不减，利用上述煤炭、石油和天然气等进行发电，对现在的国家提出的环境保护相关政策也背道而驰。
[0004]针对上述的问题，有很多人提出了以及包括现在已经实现的多种环保型发电情况，比如，水力发电、风力发电等，可是上述的发电局限性的要求特别强，有很多地区都能无法实现上述的发电，还在采用火力发电，即消耗资源又污染环境的发电方法。
[0005]中国国家能源局制定的可再生能源发展规划中详细阐述了中国可再生能源发展的基本原则、发展目标和具体指标。按照“因地制宜、多能互补、灵活配置、经济高效”的思路，在可再生能源资源丰富和具备多元化利用条件的地区，结合智能电网技术，以解决当地供电问题为主，建设新能源微电网工程，建立充分利用新能源发电的新型供用电模式。建设新能源微电网示范工程。选择生态环保要求高、经济条件相对较好、可再生能源资源丰富的城市，采取统一规划、规范设计、有序建设的方式，支持在城区及各类产业园区推进新能源技术的综合示范应用，替代燃煤等传统的能源利用方式，形成新能源利用的区域优势。
[0006]中国专利中申请号为201480029065.7的实用新型专利中提供了一种火力发电设备及火力发电设备的运转方法，采用火力发电设备(I)，其特征在于，具备:排气系统(11);供水系统(4);高压供水加热器(10)，其设置于供水系统(4);主节煤器(36)，其位于供水系统(4)的高压供水加热器(10)的二次侧，并且利用来自锅炉(2)的燃烧废气的余热使供水升温;催化剂式的脱氮装置(11)，其设置于排气系统(11)的主节煤器(36)的二次侧，并且被供给所需要的温度以上的排气;副节煤器(40)，其设置于供水系统(4)的高压供水加热器(10)与主节煤器(36)之间，并且利用脱氮装置(11)的二次侧的排气使水升温。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型针对上述的发电系统单一、效率低、污染环境以及能耗高等问题，本实用新型设计了一种适用性强、效率高、结构简单的组合型微网发电系统。
[0008]为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为，本实用新型提供了一种组合型微网发电系统，其特征在于，包括:
[0009]太阳能发电系统，用于给整个发电系统提供部分电量，所述电量占总电量的1/6;
[0010]风力发电系统，用于给整个发电系统提供部分电量，所述电量占总电量的1/12;
[0011]沼气发电系统，用于给整个发电系统提供部分电量，所述电量占总电量的1/12;
[0012]火力发电系统，用于给整个发电系统提供的部分电量，所述电量占综电量的2/3;
[0013]储电系统，用于储存上述的电量；
[0014]微网控制装置，统一调度，根据用户需求通过输电线路送至用户负载或者并入能源互联网。
[0015]作为优选，所述储电系统内部包括用于储存太阳能发电系统发电所得电量的第一容电腔、用于储存风力发电系统发电所得电量的第二容电腔、用于储存沼气发电系统发电所得电量的第三容电腔和用于储存火力发电系统发电所得电量的第四容电腔。
[0016]作为优选，所述太阳能发电系统包括第一工质栗、用于对第一工质栗内物质进行加热的太阳能集热器、用于工质储存的第一工质容纳腔以及用于进行发电的螺杆膨胀发电机组。
[0017]作为优选，所述风力发电系统包括将风力转化做功的风力液压机、用于储存压力的储压腔、第二工质容纳腔以及利用压力发电的液压发电机。
[0018]作为优选，所述沼气发电系统包括原料处理装置、厌氧发酵装置、沼气净化装置、沼气储存装置、沼气发电装置以及中心控制装置。
[0019]作为优选，所述工质栗内设置有工质，所述工质选用导热油和熔盐的一种。
[0020]作为优选，所述厌氧发酵装置内的控制在35?50度。
[0021]作为优选，所述螺杆膨胀发电机组包括形成循环回路的蒸发器、螺杆膨胀发电机、
冷凝器以及第二工质栗。
[0022]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，
[0023]1、本实用新型将身边资源合理的利用到了一起，即设置了太阳能发电系统、风力发电系统、沼气发电系统以及火力发电系统，本实用新型则会根据周围环境的具体情况，储存电能，并经过微网控制装置进行分配，本实用新型结构优化，系统稳定高效，适用性强，非常适于现有居民使用。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为组合型微网发电系统的流程图；
[0026]图2为组合型微网发电系统中太阳能发电系统的原理图；
[0027]图3为组合型微网发电系统中风力发电系统的原理图；
[0028]以上各图中，1、储电系统；101、第一容电腔；102、第二容电腔；103、第三容电腔；104、第四容电腔；2、太阳能发电系统；201、太阳能集热器;202、第一工质栗；203、第一工质容纳腔;204、蒸发器;205、第二工质栗;206、风力液压机;303、液压发电机;4、沼气发电系统;5、火力发电系统;6、微网控制装置;7、导线。
【具体实施方式】
[0029]为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
[0031]实施例1，如图1、图2和图3所示，本实用新型设计了一种组合型微网发电系统，包括太阳能发电系统2、风力发电系统、沼气发电系统4、火力发电系统5、储电系统I和微网控制装置6。
[0032]下面针对上述的各系统做以下详细的介绍。
[0033]1、太阳能发电系统2
[0034]该系统的发电量占总电量的1/6左右，这样一个数据是经过大量的试验所得出的，但是这样一个数据有具有局域性的特点，也就是说地方不同所产生的电量不同。如图2所示，太阳能发电系统2包括第一工质栗202、用于对第一工质栗202内物质进行加热的太阳能集热器201、用于工质储存的第一工质容纳腔203以及用于进行发电的螺杆膨胀发电机组，在工质储存腔内还设置了温度传感器以及处理器，本系统中工质栗中选用的工质为导热油或者熔盐，实用新型人也是从价格低廉，安全可靠，系统容易集成等特点上进行全方面的考虑选用上述两种物质作为工质，在现阶段是最好的；螺杆膨胀发电机组包括形成循环回路的蒸发器204、螺杆膨胀发电机、冷凝器及第二工质栗205。该螺杆膨胀发电机组采用的是太阳能光热发电，发电临界点较低，可低至160°C;下面说一下本系统的工作原理，第一工质栗202把工质即导热油或者熔盐输送到太阳能集热器201进行加热，受热后的工质流入到储热储压系统的工质储存箱内进行储热；当工质的温度达到或者高于预设值时，储热储压系统的工质储存箱的工质流入蒸发器204，加热蒸发器204内的水或者有机工质成中低温中低压蒸汽或者汽液两相汽体，进入螺杆膨胀发电机的螺杆机部分膨胀做功，推动螺杆机部分旋转，带动螺杆膨胀发电机的发电机部分发电;做完功后汽体降温降压，通过冷凝器冷凝成液态，再通过第二工质栗205回到蒸发器204进入下一个循环;而进过蒸发器204的工质热量传递给蒸发器204内的水或者有机工质后温度降低变冷，冷却后的工质经过第一工质栗202回到太阳能集热器201进行下一循环，所发出的电量则有导线7传输到储电系统I中的第一容电腔101内，以备使用。
[0035]2、风力发电系统
[0036]由于处于地域(山东内陆)的情况，风力发电装置所产生的电量在本实用新型中所占发电量比重为1/12。本风力发电系统包括将风力转化做功的风力液压机206、用于储存压力的储压腔、第二工质(选用导热油或熔盐的一种)容纳腔以及利用压力发电的液压发电机303，下面说一下本系统的工作原理，风力液压机206的叶片受到风力推动旋转，带动油栗工作，建立油压，加压后的工质如油或者熔盐进入储热储压系统的第二腔体进行储压。当第二腔体内的工质的压力达到或者高于预设值时，该工质进入液压发电机303，高压油压力释放，推动液压发电机303发电，做完功的低压工质进入下一个循环，通过风力所产生的电量则有导线7传送到储电系统I的第二容电腔102内。
[0037]3、沼气发电系统4
[0038]沼气发电装置的产生的电量占本实用新型总电量的1/12。全国沼气建设领导小组为总结交流几年来办沼气的经验，于五月十九日至五月廿七日在北京召开了全国沼气工作会议，，现在在山东的大部分地区在每个家庭中都沼气储备池。沼气发电系统4包括原料处理装置、厌氧发酵装置、沼气净化装置、沼气储存装置、沼气发电装置以及中心控制装置，下面针对上述每一个装置详细的分析一下，
[0039]3.1、原料处理装置
[0040]3.1.1、将制造沼气的原材料粉碎后投入沼气池中，调整原料的成分比例，使其碳氮比为:20?30:1，pH值:6.8?7.5之间，并对其进行搅拌，使得原料液化(如果将上述的整个工艺运用到政府在每个农户家中所建造的沼气池上是非常可行的，将该沼气网中所产生的电力运用到每个家庭，可以大大降低整个系统的负担，从而降低了其他系统的负担)；[0041 ] 3.1.2、对经过3.1.1步骤后的沼气池中的原料进行除砂。
[0042]3.2、厌氧发酵装置
[0043]3.2.1、在沼气池中的氧气浓度低于预设浓度值条件下，使沼气池中经过1.2步骤后的液体进入厌氧发酵罐中进行发酵；
[0044]3.2.2、满足3.2.1步骤条件后，沼气池液化的原料进入厌氧发酵罐中进行发酵，在厌氧发酵罐中的温度低于预设的发酵罐的温度条件时，则对厌氧发酵罐进行加热，直到发酵罐中的温度等于预设的厌氧发酵罐的温度时，则停止加热装置工作；
[0045]3.2.3、在3.2.2步骤发生的同时，在厌氧发酵罐中加入脱硫剂，使原料的脱硫与发酵同步进行，由此使脱硫剂与原料在发酵过程中产生的硫化氢，生成不溶于水的硫化物，沉淀随出料而排出，所用脱硫剂与发酵原料量的质量比为I?600:800;
[0046]3.2.4、在厌氧发酵的整个过程中，对发酵原料进行搅拌，搅拌速度不超0.5m/s;
[0047]3.2.5、厌氧发酵罐中的废料通过连接到沼气池的管道重新输送回沼气池。
[0048]3.3沼气净化装置
[0049]3.3.1、将厌氧发酵罐中生成的沼气通入水洗罐进行清洗，水洗罐中的水量为水洗罐容积的1/3?2/3;
[0050]3.3.2、将经过3.3.1步骤后的沼气通入碱洗罐进行碱洗，碱洗罐中的碱溶液量为容积的1/2?2/3;
[0051 ] 3.3.3、将经过3.3.2步骤后的沼气通入到脱水罐进行脱水，脱水罐内有吸水设施；
[0052]3.4、沼气储存装置
[0053]3.4.1、将经过3.3.3步骤后的沼气储存到第一储存罐中；
[0054]3.4.2、当第一储存罐中的气体压力传感器感测到第一储存罐气体压力达到预设压力时，气体压力传感器发出第一电信号，控制器根据第一电信号关闭脱水罐与第一储存罐之间的电磁阀并打开脱水罐与第二储存罐之间的电磁阀，当第一储存罐中的气体压力传感器感测到第一储存罐气体压力低于预设压力时，控制器控制第二储存罐与第一储存罐之间的电磁阀开启，当第二储存罐气体压力达到预设压力值时，则控制器关闭厌氧发酵罐中的加热装置；
[0055]3.5、沼气发电装置
[0056]根据预先设计生产的沼气量，配置m台容量为Pl、P2，……Pm的发电机G1、G2，……Gm，使第一储存罐中的沼气经过阻火器后通过发电机中的内燃机的进气口，驱动发电机发电。
[0057]3.6、中心控制装置
[0058]当第二储存罐中的压力小于预设的压力时，第二罐中的气体压力传感器发出第三电信号，控制器根据第三电信号开启厌氧发酵罐中的加热装置。
[0059]实用新型人将上述沼气发电系统4的发电工艺运用到每家每户中的沼气池，可以大大减少生活垃圾的产生，又能发电供人类使用。
[0060]4、火力发电系统5
[0061]实用新型人在本系统中所利用的火力发电系统5和常规的系统没有什么区别，利用火力发电系统5的主要原因是，当其他的系统由于天气或者其他的原因不能发电的时候，做一个最后的补给，供人类使用，这样可以大大提高本实用新型的实用性和适用性，下面简单的说一下该火力发电系统5相对以上三种发电系统的工作模式，
[0062]4.1、电源接入能力指标一计算火电装机容量、可再生能源装机容量(即储电系统I中各腔储电量的多少)占规划区电网总装机容量的比重，用以衡量规划区电网接纳各类装机的能力，并从侧面反映电网调峰和储能的能力；
[0063]4.2、电网输电能力指标一计算规划区电网与外部联络通道和内部各输电断面的送电能力，用以衡量规划区电网的电能优化配置能力；
[0064]4.3、输电线路规模指标一计算规划区电网各层级输电网的线路总规模；
[0065]4.4、电网供电能力指标一计算规划区电网各层级电网之间的传输能力，用以衡量规划区电网的满足负荷需求能力；
[0066]4.5、变电容量规模指标一计算规划区电网各层级电网的变电容量总规模；
[0067]4.6、电网容量利用率指标一计算规划区电网各层级电网输电能力与输电线路规模的比值、各层级电网之间供电能力与变电容量规模的比值，用以衡量电网容量(输电线路、变电容量)利用率；
[0068]4.7、电网结构坚强性指标一分析规划区电网的网架格局，结合负荷分布情况进行静态安全评估；
[0069 ] 4.8、电网故障自愈能力指标一分析规划区电网的抗扰动能力，搭建电力系统仿真计算数据平台进行暂态稳定评估、无功电压评估和短路电流水平评估。
[0070]实用新型人将上述四种发电系统进行结合主要是考虑到区域和减火力发电能耗等多方面的原因，将本实用新型的有关技术进行小范围内使用是非常实用的，并且效果非常明显。
[0071]将储电系统I分成四个腔，其主要原因是，方便观测和使用，实用新型人在储电系统I内部设置了电量调配器，合理的利用各腔的电量，使其发挥最大的作用。
[0072]实用新型人在储电系统I上还设置了微网控制装置6，其作用是，统一调度，根据用户需求通过输电线路送至用户负载或者并入能源互联网。
[0073]在储电系统I到每个用户的线路上设置了微网控制装置6，其功能主要是统一调度，根据用户需求通过输电线路送至用户负载或者并入能源互联网。
[0074]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种组合型微网发电系统，其特征在于，包括: 太阳能发电系统，用于给整个发电系统提供部分电量，所述电量占总电量的1/6; 风力发电系统，用于给整个发电系统提供部分电量，所述电量占总电量的1/12; 沼气发电系统，用于给整个发电系统提供部分电量，所述电量占总电量的1/12; 火力发电系统，用于给整个发电系统提供的部分电量，所述电量占综电量的2/3; 储电系统，用于储存上述的电量； 微网控制装置，统一调度，根据用户需求通过输电线路送至用户负载或者并入能源互联网。2.根据权利要求1所述的组合型微网发电系统，其特征在于，所述储电系统内部包括用于储存太阳能发电系统发电所得电量的第一容电腔、用于储存风力发电系统发电所得电量的第二容电腔、用于储存沼气发电系统发电所得电量的第三容电腔和用于储存火力发电系统发电所得电量的第四容电腔。3.根据权利要求2所述的组合型微网发电系统，其特征在于，所述太阳能发电系统包括第一工质栗、用于对第一工质栗内物质进行加热的太阳能集热器、用于工质储存的第一工质容纳腔以及用于进行发电的螺杆膨胀发电机组。4.根据权利要求3所述的组合型微网发电系统，其特征在于，所述风力发电系统包括将风力转化做功的风力液压机、用于储存压力的储压腔、第二工质容纳腔以及利用压力发电的液压发电机。5.根据权利要求4所述的组合型微网发电系统，其特征在于，所述沼气发电系统包括原料处理装置、厌氧发酵装置、沼气净化装置、沼气储存装置、沼气发电装置以及中心控制装置。6.根据权利要求3所述的组合型微网发电系统，其特征在于，所述工质栗内设置有工质，所述工质选用导热油和熔盐的一种。7.根据权利要求5所述的组合型微网发电系统，其特征在于，所述厌氧发酵装置内的控制在35?50度。8.根据权利要求3所述的组合型微网发电系统，其特征在于:所述螺杆膨胀发电机组包括形成循环回路的蒸发器、螺杆膨胀发电机、冷凝器以及第二工质栗。
【文档编号】H02J3/38GK205544323SQ201620071045
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】焦来琪, 王鲁光, 王广众, 李彬, 芦磊, 崔玉铸, 赵海忠, 李建军, 崔春生, 李元生
【申请人】国网山东省电力公司高唐县供电公司