一种综合能源调度系统及调度方法与流程

1.本发明涉及综合能源调度技术领域，具体涉及一种综合能源调度系统及调度方法。


背景技术：

2.综合能源系统是多能互济、能源梯级利用等理念实现应用的关键，其中分布式冷热电联供系统是前最具实用性和发展前景的系统。它是在热电联产系统基础上发展起来的一种总能系统，直接面向用户需求供电、供冷、供热、生活热水等。
3.目前针对综合能源系统的冷热电联供进行多能协调优化仍处于研究阶段，由于综合能源系统的能量流异常复杂，如何在复杂系统中对能源进行灵活、合理的调用，最大幅度地提高能源利用率，成为了十分重要的问题。


技术实现要素：

4.针对技术背景中提出的问题，本发明提出了一种综合能源调度系统及调度方法，构建了能量梯级利用的冷热电联供系统，并可根据不同情况下的用热/冷需求采用了不同的调用方法，使能源能得到最高效的利用，同时保证能满足用户使用需求。
5.为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种综合能源调度系统，包括可再生能源发电机组、燃气发电机组、余热利用设备和控制调度系统；所述控制调度系统与可再生能源发电机组、燃气发电机组、余热回收设备通讯连接；
7.所述控制调度系统包括信息采集模块、控制模块、数据处理模块，各模块之间互相通讯连接；
8.所述燃气发电机组与余热利用设备相连接；所述余热利用设备包括中品位回收机组和低品位回收机组；
9.所述可再生能源发电机组和低品位回收机组相连接。
10.本综合能源调度系统可应用于工业园区、居民楼、写字楼等，信息采集模块采集系统温度信息，以及实时统计用户在运行的制冷设备的数量，以统计冷负荷。
11.可再生能源发电机组与燃气发电机组是并列关系，两者是主要作用都是为用户供电，若满足了用电需求外还有多余的电量，可采用储能设备将电能进行储存或直接输入到电网。
12.进一步地，所述信息采集模块包括温度变送器。
13.进一步地，所述中品位回收机组包括余热锅炉、直燃机中的任意一种。中品位回收机组的热能用于工业用汽等，满足温度需求较高的热负荷。
14.进一步地，所述低品位回收机组包括用于供热的换热器和用于供冷的吸收式制冷机，所述换热器内设有高温通道和低温通道，所述燃气发电机组的缸套水回水通过高温通道，所述低温通道连通于供热管路，供热管路中的供热介质通过低温通道；所述吸收式制冷
机与中品位回收机组连接。
15.进一步地，所述供热管道上设有电加热装置和温度变送器，温度变送器即属于信息采集模块，所述可再生能源发电机组通过输电线连接于电加热装置，所述输电线上设有断路器，所述断路器与控制模块连接。
16.进一步地，所述可再生发电机组包括风力发电机组、光伏发电机组、水电机组、生物质能发电设备中任意一种或多种。
17.本发明还提供一种综合能源调度系统的调度方法，采用上述的调度系统，将烟气热量送至中品位回收机组进行利用；
18.数据处理模块根据季节发送指令给控制模块，高温季节时启动吸收式制冷机工作，低温季节时启动换热器工作；
19.换热器工作时，将缸套水的热能通过换热器与供热介质相交换，通过供热管路供给给用户，满足采暖需求；
20.吸收式制冷机工作时，吸收式制冷机以中品位回收机组产生的低品位热量为热源进行工作，满足供冷需求。
21.进一步地，所述信息采集模块采集供热管道的温度，当温度小于预设温度时，控制模块控制所述断路器闭合，可再生发电机组给电加热装置供电，电加热装置对供热管道中的供热介质进行辅助加热。
22.进一步地，当高温季节，用户用冷需求较大时，即根据信息采集模块采集的信息，数据处理模块计算出当前的冷负荷超过预设值，控制模块即控制燃气发电机组直接为吸收式制冷机供热，吸收式制冷机以中品位热量为热源进行工作，以满足用户的冷负荷需求。
23.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
24.本发明通过对各能源进行统一协调，控制调度系统根据不同的情况对能源进行调用，根据燃气发电机组产生的不同温度的热能(高温烟气热量和低温缸套水的热能)，选择了不同的利用方式，最大程度的提高了能源利用率，并充分利用了可再生能源，整个系统更加节能环保，能源调用的灵活性更好，可充分满足用户不同的使用需求。在低温季节，控制调度系统检测到当前的热负荷需求较高，即让可再生发电机组对供热管路进行辅助加热，满足用户的采暖需求；高温季节，控制调度系统检测到当前的冷负荷需求较高，即让吸收式制冷机以中品位热量为热源进行工作，优先满足用户的用冷需求。
附图说明
25.图1为本发明综合能源调度系统结构示意图。
26.符号说明：1-燃气发电机组，11-燃气发电供电线路，12-缸套水管路，13-高温烟气管路，14-制冷机供热支路，15-支路阀，2-可再生能源发电机组，21-可再生能源发电供电线路，22-输电线，23-断路器，3-余热利用设备，31-热负荷，32-低温烟气管路，4-吸收式制冷机，41-冷负荷，5-换热器，6-电加热器，61-供热管路。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.如图1所示，本发明提供的一种综合能源调度系统，包括可再生能源发电机组、燃气发电机组、余热利用设备和控制调度系统；所述控制调度系统与可再生能源发电机组、燃气发电机组、余热回收设备通讯连接；
29.可再生能源发电机组与燃气发电机组是并列关系，可再生能源发电机组产生的电量通过可再生能源发电供电线路为用户供电，燃气发电机组通过燃气发电供电线路为用户供电，可将两者的电量输送至变电站，再进行统一调配，若满足了用电需求外还有多余的电量，可采用储能设备将电能进行储存或直接将电能输入到电网。
30.控制调度系统包括信息采集模块、控制模块、数据处理模块，各模块之间互相通讯连接；本综合能源调度系统可应用于工业园区、居民楼、写字楼等，信息采集模块包括温度变送器，温度变送器采集系统温度信息，信息采集模块还实时统计用户在运行的制冷设备的数量，以统计冷负荷。数据处理模块主要是将实时采集的数据与预设值进行对比判断，并根据判断结果发送指令，控制模块则接受指令并对各个设备进行控制，实现各能源的调用。
31.如图1所示，燃气发电机组与余热利用设备相连接；燃气发电机组为用户供电，其产生的高温烟气和缸套水即供给余热利用设备进行进一步的利用。
32.余热利用设备包括中品位回收机组和低品位回收机组；其中中品位回收机组对高温烟气热量加以利用，高温烟气通过高温烟气管路送至中品位回收机组，烟气热量一般为500℃以上，温度较高，因此处理后可以作为工业用汽或给用户提供较高温度的热水，即中品位回收机组主要是满足温度需求较高的热负荷。
33.具体的，中品位回收机组可采用余热锅炉、直燃机等，本实施例中采用余热锅炉。
34.低品位回收机组则包括用于供热的换热器和用于供冷的吸收式制冷机；吸收式制冷机与余热锅炉连接，余热锅炉工作时会产生的低温烟气，低温烟气通过低温烟气管路送至吸收式制冷机，低温烟气大约120℃作用，此部分的低温烟气热量供给吸收式制冷机用于制冷，满足用户冷负荷需求。吸收式制冷机还通过制冷机供热支路与燃气发电机组直接相连通，制冷机供热支路上设置有支路阀，可以控制支路的通断。
35.低品位回收机的换热器内设有高温通道和低温通道，燃气发电机组的缸套水通过缸套水管路进入换热器的高温通道，低温通道则连通于供热管路，供热管路中的供热介质通过低温通道；燃气发电机组的缸套水温度大约在80-90℃，此部分热量用于与供热管路的供热介质进行交换，提升供热介质的温度，然后通过供热管网输送给用户进行供热。在低温季节时，用户用热需求很大，缸套水热量不能满足采暖需求，因此本方案在供热管道上还设置了电加热装置和温度变送器，将可再生能源发电机组通过输电线连接于电加热装置，输电线上设有断路器，断路器与控制模块连接，热量不足时，电加热装置可以对供热介质进行辅助加热。
36.可再生发电机组包括风力发电机组、光伏发电机组、水电机组、生物质能发电设备中任意一种或多种，采用可再生能源进行供电，清洁环保，可再生发电机组能补充其他设备的能源缺口，增加了本系统能源调用的灵活性，保证了能实时满足用户的使用需求。
37.本发明还提供一种综合能源调度系统的调度方法，采用上述的调度系统，将烟气热量送至中品位回收机组进行利用；
38.数据处理模块根据季节发送指令给控制模块，高温季节时启动吸收式制冷机工作，低温季节时启动换热器工作；
39.换热器工作时，将缸套水的热能通过换热器与供热介质相交换，通过供热管路供给给用户，满足采暖需求；
40.吸收式制冷机工作时，吸收式制冷机以中品位回收机组产生的低品位热量为热源进行工作，满足供冷需求。
41.信息采集模块采集供热管道的温度，当温度小于预设温度时，控制模块控制所述断路器闭合，可再生发电机组给电加热装置供电，电加热装置对供热管道中的供热介质进行辅助加热。因为供热管道供暖时，此时属于低温季节，用户的其他用热需求也较大，燃气发电机组的烟气热量需优先满足中品位回收机组的供热需求，因此本方案采用可再生发电机组提供能源来满足用户的采暖需求，而不是让供热管道从高温烟气获取热量，燃气发电机组的高温烟气能完全用于余热锅炉制热，以满足温度需求较高的热负荷。
42.当高温季节，用户用冷需求较大时，即根据信息采集模块采集的信息，数据处理模块判断出当前的冷负荷超过预设值，控制模块即控制打开支路阀，燃气发电机组直接为吸收式制冷机供热，吸收式制冷机以中品位量为热源进行工作，以满足用户的冷负荷需求。此时属于低温季节，用户的用热需求较小，因此本方案为优先满足冷负荷需求，将燃气发电机组的高温烟气分为两部分，使一部分高温烟气直接用于吸收式制冷机制冷，同时剩下的另一部分高温烟气仍用于中品位回收机组进行供热，由于此时的热负荷需求低，部分高温烟气的供热量已能完全满足用热需求，同时又保证了用冷需求得到满足。
43.采用上述的调用方法，在不同的季节和需求下选择不同的能源调用方式，能最大程度地保证用户的用热/用冷需求能完全得到满足，同时还提升了综合能源调度系统的通用性和灵活性，从而大幅度地提高了能源利用率。