一种基于微电网和水网的废弃能量回收利用技术的制作方法

本发明属于微电网和水网应用及能量回收利用领域，具体涉及一种基于微电网和水网的废弃能量回收利用技术。

背景技术：

随着电力电子技术的发展和世界各国对新能源发电机技术的重视，微电网理论在21世纪初应运而生。微电网作为一种新的电网结构，受到了众多国家和地区学者和研究机构的关注。多能互补型微电网是含有多种能量形式的能源系统，其包含多种分布式供能和储能单元，可实现对多种负荷需求的高效供给。相对于传统分布式能源系统，能实现能源的综合管理以及梯级利用。

近年来，随着电力需求的持续高速增长，以化石为原料为主的消耗量不断增加，由此导致的能源危机和环境污染问题越来越突出。因此充分利用发电资源，将产生的电能用到极致是很有潜力的方案。现阶段在针对柴油机的性能测试的过程中，缺少将产生的多余电能有效利用的手段，在微电网中没有将废弃电能与热能结合回收利用的可行技术。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于微电网和水网的废弃能量回收利用技术。本发明在现有的微电网技术上，将热能回收技术与微电网融合，提供一种废弃能量回收利用技术。

一种基于微电网和水网的废弃能量回收利用技术，通过混合微电网完成废弃能量的回收利用。

所述的混合微电网包括供电系统和热能回收利用系统。供电系统包括直流系统、交流系统和dc/ac换流器，直流系统包括光伏阵列、直流母线、第一dc/dc升压电路、第二dc/dc升压电路以及蓄电池组；交流系统包括交流母线、第一公共连接点pcc、第二公共连接点pcc、第三公共连接点pcc、升压变压器、交流网络和发电机组。

光伏阵列的一端与第一dc/dc升压电路的一端连接，第一dc/dc变换器的另一端直接连接直流母线，蓄电池组与第二dc/dc升压电路的一端双向连接，第二dc/dc升压电路的另一端与直流母线双向连接，dc/ac换流器的一端与直流母线双向连接，dc/ac换流器的另一端连接交流母线上的第三公共连接点pcc，交流母线上的第一公共连接点pcc连接升压变压器一端，升压变压器的另一端连接交流网络模块的一端，交流网络的另一端连接用电用户；发电机组的第一输出端连接交流母线上的第二公共连接点pcc，发电机组的第二输出端连接热能循回收利用系统的热交换器。

通过发电机组、光伏阵列和蓄电池共同给用户供电。发电机组产生的电能供给电网，多余的废弃能量供给热能循环利用系统。当光伏阵列或发电机组发电量过多时，可以将多余的电存储在蓄电池组中，当发电机组供电不足或光伏阵列发电电量供应不足时，蓄电池组可以进行补充，保证用电用户获得充足的电量，达到削峰填谷的作用。

热能回收利用系统是一种导热油换热系统，包括第一热交换器、第一流量泵/阀、导热铜管、第二热交换器、第二流量泵/阀。

第一热交换器连接发电机组，第一热交换器输出端通过导热铜管连接第二热交换器，第一流量泵/阀安装在导热铜管内，导热铜管通过第二热交换器后再连接第一热交换器的输入端，第二流量泵/阀的一端连接第二热交换器，第二流量泵/阀的另一端为冷水流入接口。

第一热交换器内的阻性负载与感性负载将发电机组输入的交流电转换为热能，阻性负载与感性负载完全浸入第一热交换器的硅油池中，利用耐高温硅油的良好导热性和流动性吸收阻性负载与感性负载产生的热能，实现第一次热交换；高温硅油在第一流量泵/阀的作用下在导热铜管流动，流经第二热交换器的蓄水池，蓄水池内冷循环水对高温硅油进行冷却，实现第二次热交换；冷却后的硅油重新流入硅油池并再次吸收阻性负载和感性负载产生的热量；如此反复循环，完成能量回收利用。

本发明有益效果如下：

1.本发明所提出的电储热技术能够为发电机组生产企业供应热水，避免了企业用燃煤锅炉提供热水的现状，减少了化石能源能耗，并且使能量能够充分使用，促进了工厂的绿色节能和循环经济。

2.用导热性良好的硅油对阻性负载和感性负载降温，有利于快速将阻性负载和感性负载恢复到最佳工作区间，提升发电机组测试过程无功功率和有功功率损耗的精准度。

附图说明

图1为本发明混合微网的结构示意图。

图2为本发明热能回收利用模块示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步描述。

一种基于微电网和水网的废弃能量回收利用技术，包括混合微电网和热能回收利用模块。

如图1所示，一种基于微电网和水网的废弃能量回收利用技术，通过混合微电网完成废弃能量的回收利用。

混合微电网包括供电系统和热能回收利用系统。供电系统包括直流系统、交流系统和dc/ac换流器，直流系统包括光伏阵列、直流母线、第一dc/dc升压电路、第二dc/dc升压电路以及蓄电池组；交流系统包括交流母线、第一公共连接点pcc、第二公共连接点pcc、第三公共连接点pcc、升压变压器、交流网络和发电机组。

光伏阵列的一端与第一dc/dc升压电路的一端连接，第一dc/dc变换器的另一端直接连接直流母线，蓄电池组与第二dc/dc升压电路的一端双向连接，第二dc/dc升压电路的另一端与直流母线双向连接，dc/ac换流器的一端与直流母线双向连接，dc/ac换流器的另一端连接交流母线上的第三公共连接点pcc，交流母线上的第一公共连接点pcc连接升压变压器一端，升压变压器的另一端连接交流网络模块的一端，交流网络的另一端连接用电用户；发电机组的第一输出端连接交流母线上的第二公共连接点pcc，发电机组的第二输出端连接热能循回收利用系统的热交换器。

通过发电机组、光伏阵列和蓄电池共同给用户供电。发电机组产生的电能供给电网，多余的废弃能量供给热能循环利用系统。当光伏阵列或发电机组发电量过多时，可以将多余的电存储在蓄电池组中，当发电机组供电不足或光伏阵列发电电量供应不足时，蓄电池组可以进行补充，保证用电用户获得充足的电量，达到削峰填谷的作用。

光伏阵列是通过半导体材料表面产生光生伏特效应的原理，将太阳能直接转为电能的一种绿色环保、可再生的新兴发电技术。

蓄电池组为锂离子电池，锂离子电池具有效率高(可达95％以上)、循环次数高(最高可达10000次)、额定电压高(3.7v或3.2v)、循环性能好、效应速度快、自放电率低、技术升级快特点。

发电机组包括内燃机和发电机，内燃机产生机械能供给给发电机发电，发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备。内燃机为柴油机或发电机，都是燃烧燃料后通过推动气缸内的活塞作往返运动来将燃料中的化学能转换为机械能。

如图2所示，热能回收利用系统是一种导热油换热系统，包括第一热交换器、第一流量泵/阀、导热铜管、第二热交换器、第二流量泵/阀。

第一热交换器连接发电机组，第一热交换器输出端通过导热铜管连接第二热交换器，第一流量泵/阀安装在导热铜管内，导热铜管通过第二热交换器后再连接第一热交换器的输入端，第二流量泵/阀的一端连接第二热交换器，第二流量泵/阀的另一端为冷水流入接口。第一热交换器内的阻性负载与感性负载将发电机组输入的交流电转换为热能，阻性负载与感性负载完全浸入第一热交换器的硅油池中，利用耐高温硅油的良好导热性和流动性吸收阻性负载与感性负载产生的热能，实现第一次热交换；高温硅油在第一流量泵/阀的作用下在导热铜管流动，流经第二热交换器的蓄水池，蓄水池内冷循环水对高温硅油进行冷却，实现第二次热交换；冷却后的硅油重新流入硅油池并再次吸收阻性负载和感性负载产生的热量；如此反复循环，完成能量回收利用。

阻性负载是指即和电源相比当负载电流负载电压没有相位差时负载为阻性(纯电阻)。感性负载是指带有电感参数的负载。

蓄硅油池使用的硅油具有生理惰性、良好的化学稳定性。可在50～180摄氏度温度内长期使用。

导热铜管为普通铜管，具有抗腐蚀性能强，不易氧化，且与一些液态物质不易起化学反应，容易炜弯造型特点。

本发明所提出的电储热技术能够为发电机组生产企业供应热水，避免了企业用燃煤锅炉提供热水的现状，减少了化石能源能耗，促进了工厂的绿色节能和循环经济。同时，用导热性良好的硅油对阻性负载和感性负载降温，有利于快速将阻性负载和感性负载恢复到最佳工作区间，提升发电机组测试过程无功功率和有功功率损耗的精准度。