CN102563959A - 集成能源匹配系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种集成能源匹配系统及其控制方法,该能源匹配系统包括:冷热电多联供装置、多工况可变介质热泵、风光互补光热一体化装置、集冷装置、储电装置、储热装置、储冷装置、以及增益系统控制器,增益系统控制器用于优化控制冷热电多联供装置、多工况可变介质热泵、风光互补光热一体化装置、集冷装置、储电装置、储热装置、储冷装置的运行参数和输入/输出参数的至少之一,以满足用户对电能、冷/热介质的实时需求。该集成能源匹配系统可以作为独立的能源站,输入燃气等燃料,并且输出电能和冷/热水多种形式的能源。

Description

集成能源匹配系统及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及实现能源优化利用的集成能源匹配系统及方法。 背景技术
[0002] 随着人们对清洁能源的增长的需求,分布式能源在供能方式中有着越来越重要的地位。现有的分布式能源通常是以单一技术生产能源的系统,例如,独立的光热系统、独立的热泵系统、独立的光伏电站或风电站、独立的冷热电多联供系统等。
[0003] 大多数分布式能源技术提供单一形式的能源输出,即电能、热物质(如水、蒸汽、 气体)、冷物质(如水、蒸汽和气体)中的一种。冷热电多联供系统则是可以提供三种类型的能源的新型系统,即向用户提供电能、热物质和冷物质至少之一。
[0004] 在上述现有的能源技术中,光伏、风电、光电等技术容易受环境的气象条件限制, 只能在白天太阳辐射较好和风速理想的情况下工作,极大地制约了用户的用能需求。
[0005] 地源/水源热泵的机组效率会随用户侧负荷的波动而大幅变化,造成了能源的浪费。
[0006] 冷热电多联供系统的三种形式的能源输出量之间存在一定的函数关系,不能完全根据用户对多种形式的能源的分别的实时需求来调节,从而也制约了用户的用能需求。
[0007] 而且,为了向一个用户提供多种形式的能源,需要分别针对不同的能源技术建设不同的固定设施,如水泵、阀门等,产生重复建设的问题,增加了系统投资。并且,由于管道、 阀门等的重复建设,在能量传输、管损等方面存在诸多问题。而且,各种供能系统在城市中占用了大量的用地,没有形成紧凑的能源供应中心。
发明内容
[0008] 本发明的目的是提供一种为用户提供多种类型的能源、并且可以高效地满足用户对各种能源的实时需求的集成能源系统。
[0009] 根据本发明的一方面,提供一种集成能源匹配系统,包括:冷热电多联供装置,用于提供电能和冷/热介质;多工况可变介质热泵,用于提供冷/热介质;风光互补光热一体化装置,用于提供电能和热介质;集冷装置,用于提供冷介质;储电装置,用于储存冷热电多联供装置和/或风光互补光热一体化装置提供的电能并提供给内部和/或外部的供电线路;储热装置,用于储存风光互补光热一体化装置提供的热介质的能量,并且为多工况可变介质热泵提供工作介质;储冷装置,用于储存导冷热管和辐射制冷装置提供的冷介质的能量,并且多工况可变介质热泵提供工作介质;以及增益系统控制器,用于优化控制冷热电多联供装置、多工况可变介质热泵、风光互补光热一体化装置、集冷装置、储电装置、储热装置、储冷装置的运行参数和输入/输出参数的至少之一,以满足用户对电能、冷/热介质的实时需求,其中,冷热电多联供装置的输入/输出参数包括燃气流量、电力输出线路的选择,储热装置的输入/输出参数包括热介质流量,储冷装置的输入/输出参数包括冷介质流量。[0010] 根据本发明的另一方面,提供一种集成能源匹配系统的控制方法,包括以下步骤:
[0011] 在夏季断开储热装置的热介质管路,而保持其他设备和管路处于工作状态;以及
[0012] 在冬季断开储冷装置的冷介质管路以及制冷设备,而保持其他设备和管路处于工作状态。
[0013] 该能源匹配系统将现有的供能技术(如冷热电多联供装置、地源热泵/水源热泵、 储冷、储热、储电、风光互补光热一体化系统)进行集成,使之组成一个紧凑的能源匹配系统。
[0014] 本发明能够完全满足用户的电、冷、热的分别的用能需求。与现有供能方式相比, 本发明的集成能源匹配系统克服环境条件对能源生产的限制,实时地完全满足用户在冷、 热、电方面的用能需求。而且,与传统的供冷、供热、供电系统相比,具有一次能源利用效率高、可再生能源(如地热、风电、光伏)所占能源输入比例高、集中控制等诸多优点。而且, 还可以节约城市用地。
[0015] 在本发明中,多工况可变介质热泵和储冷装置、储热装置相结合,大幅降低了热泵机组的电耗。一方面,在夏季把储存的冷量作为热泵冷凝器的冷源,在冬季把储存的热量作为热泵蒸发器的热源,相应地降低了热泵压缩机的功耗,提高了热泵的制冷/制热效率。另一方面,能够在用户侧负荷波动时,热泵仍然可以维持较高的制冷/制热效率。
附图说明
[0016] 图1是根据本发明的集成能源匹配系统的示意图。
[0017] 图2是根据本发明的集成能源匹配系统的一个实例的夏季工作状态示意图。
[0018] 图3是根据本发明的集成能源匹配系统的一个实例的冬季工作状态示意图。
具体实施方式
[0019] 以下将结合附图描述本发明的优选实施例。
[0020] 图1是根据本发明的集成能源匹配系统的示意图。该集成能源匹配系统将增益系统控制器201、冷热电多联供装置101、多工况可变介质热泵102、储电装置103、储热装置 104、储冷装置105、风光互补光热一体化装置106、集冷装置107这八个模块综合在一起,组成一个紧凑的、实时响应用户侧需冷、需热、需电负荷需求的集成能源供应系统。
[0021] 在下文中,作为冷/热介质的实例,描述了冷/热水。然而,根据实际需要以及设备的规格,冷/热介质还可以空气(例如高温烟气)、蒸汽、导热油。
[0022] 冷热电多联供装置101利用天然气、沼气等燃气,通过燃气发电机组(可通过燃气内燃机、燃气轮机、固体氧化物燃料电池等方式来实现)发电,同时燃气发电机组排出的高温烟气通过吸收或吸附式制冷/制热设备(如溴化锂冷温水机组等)产生冷水/热水。 冷热电多联供装置可以向用户同时提供电力、冷水或热水,与传统供电、供冷/供热方式相比,具有一次能源利用率高、污染物排放少等诸多优点。
[0023] 多工况可变介质热泵102是利用地热、水源等可再生能源,且能够实现压缩机无级变频和制冷工作介质可转换的热泵。该热泵充分利用了可再生能源、将极大地降低热泵电耗。此外,该热泵能够实现压缩机的无级变频以及可转换的制冷/供热工作介质,此举可以部分解决热泵在不同工况下制冷/供热效率的问题,在传统热泵的基础上降低由于制冷 /供热负荷的波动对热泵机组效率的影响。
[0024] 储电装置103在本集成能源匹配系统中实时地把除满足用户需求以外的电力储存起来(可通过锂电池、钒电池、飞轮储电等方式实现)。通过增益系统控制器201的整体优化调度,在多工况可变介质热泵102或集成能源匹配系统的其他设备有电力负荷需求时,优先使用储存的电力。或者,在冷热电多联供装置101及风光互补光热一体化装置106 均不能满足用户电力负荷的情况下,向用户输送电力。
[0025] 储热装置104在本集成能源匹配系统中实时地把除满足用户需求以外的热水储存起来(可通过热水罐、水池等方式实现)。通过增益系统控制器201的整体优化调度,在多工况可变介质热泵102冬季供热时提供其蒸发器热源。或者,在冷热电多联供装置101、 多工况可变介质热泵102、风光互补光热一体化装置106均不能满足用户热水负荷的情况下,向供热末端输送热水。
[0026] 储冷装置105在本集成能源匹配系统中实时地把除满足用户需求以外的冷水储存起来(可通过冷水罐、水池等方式实现)。通过增益系统控制器201的整体优化调度,在多工况可变介质热泵102夏季制冷时提供其冷凝器冷源。或者,在冷热电多联供装置101、 多工况可变介质热泵102均不能满足用户冷负荷的情况下,向制冷末端输送冷水。
[0027] 风光互补光热一体化装置106是集成了风力发电、太阳能发电、太阳能光热的一体化系统。该装置在实现利用风、太阳能这两种可再生能源发电的基础上,同时通过太阳能集热管制取热水,该风光互补光热一体装置106可向用户同时提供电力和热水。
[0028] 集冷装置107包括导冷热管以及辐射制冷装置。导冷热管利用热管技术在冬季收集环境冷能,导冷热管所制取的冷水(或以某种储冷介质)通过冷水罐(或水池等其他储存形式)储存起来。辐射制冷装置在晚间辐射制冷效果较好时通过辐射制冷技术制取冷水 (或以某种储冷介质)蓄存起来。
[0029] 增益系统控制器201是本集成能源匹配系统的指挥官,可以实时地控制集成能源匹配系统各供能设备的产出与输入,使集成能源匹配系统电、冷、热输出能够完全满足用户需求,同时,该增益系统控制器201内嵌能效增益匹配的优化算法,在使集成能源匹配系统完全匹配用户需求的同时最大限度地降低能源消耗。
[0030] 如图1所示,该集成能源匹配系统可以作为独立的能源站,输入燃气等燃料,并且输出电能和冷/热水多种形式的能源。
[0031] 冷热电多联供装置101是唯一消耗燃料的装置。冷热电多联供装置101输出电力并提供给内部或外部的供电线路,以及输出冷水(夏季)或热水(冬季)并提供给内部或外部的冷/热水供给管路。
[0032] 风光互补光热一体化装置106将风能、太阳能形式的清洁能源转换成电能并提供给内部或外部的供电线路,以及输出热水并提供给储热装置104。
[0033] 储电装置103与内部的供电线路相连接,用于储存冷热电多联供装置101和风光互补光热一体化装置106产生的多余电能,并且与外部的供电线路相连接,补充性地向用户或内部系统输送电力。
[0034] 集冷装置107与储冷装置105相连接,从环境收集的冷能供给储冷装置105。
[0035] 储热装置104和储冷装置105可以直接向外部的冷/热水供给管路提供冷/热水,也可以提供给多工况可变介质热泵102,作为附加的冷/热源。
[0036] 多工况可变介质热泵102与内部的供电线路相连接,消耗一部分电能,将地表热能、水体热能等形式的清洁能源提升为冷/热能,输出冷水或热水并提供给外部的冷/热水
供给管路。
[0037] 在夏季,储冷装置105中储存的冷水可作为多工况可变介质热泵102的冷凝器的冷源,从而大大降低了热泵的电耗;在冬季,储热装置104中储存的热水可作为多工况可变介质热泵102的蒸发器的热源,也可大幅降低热泵电耗。
[0038] 增益系统控制器201来优化调度各个模块的运行参数和输入/输出参数,使整个集成能源匹配系统能够实时地完全响应用户对电、热、冷的用能需求。
[0039] 图2是根据本发明的集成能源匹配系统的一个实例的夏季工作状态示意图。
[0040] 冷热电多联供装置101包括燃气发电设备101-1、吸收式制冷设备101-2。
[0041] 燃气经由燃气管道61输入到燃气发电设备101-1中,在该燃气管道61上依次设置有截止阀1、压力表2、流量计3、过滤器4、减压阀5、压力表6、低压电磁阀7、高压电磁阀 8、电动阀9、压力表10,其中仪表用于获取燃气的流量和压力等传感信息,阀用于执行调节指令,以控制燃气的流量和压力。电动阀9从增益系统控制器201接收燃气流量信息73,因而是燃气管道61的主要执行部件。
[0042] 燃气发电设备101-1生产的电力经由电能输出控制器35分配至外部供电线路33, 或者经过AC/DC转换器36转换成直流电,然后输送至储电装置103中储存起来。电能输出控制器35从增益系统控制器201接收电能输出控制器信息77。
[0043] 吸收式制冷设备101-2包括冷凝器和蒸发器。燃气发电设备101-1产生的高温烟气经由包括电动烟气三通阀12的管路输送至吸收式制冷设备101-2,用于生产冷/热水。 电动烟气三通阀12从增益系统控制器201接收电动烟气三通阀开度信息74。此外,电动烟气三通阀12可控制地将燃气发电设备101-1产生的低温烟气提供至低温烟气管路21而排放掉。
[0044] 可选地,燃气发电设备101-1产生的缸套水也经由包括截止阀13和电动热水三通阀14的供水管路和包括截止阀16的回水管路提供给吸收式制冷设备101-2,用于生产冷/ 热水。利用风扇15提供散热。电动热水三通阀14从增益系统控制器201接收电动热水三通阀开度信息75。
[0045] 吸收式制冷设备101-2产生的冷/热水经由包括截止阀23、止逆阀M的供水管路输送至分水器30,并进一步提供给外部冷/热水管路32,用于向用户提供冷/热水。
[0046] 吸收式制冷设备101-2中的冷凝器还经由包括截止阀63的供水管路和包括止逆阀64、冷却水泵65、截止阀66的回水管路,与冷却塔62相连接,形成冷却水回路。
[0047] 吸收式制冷设备101-2中的蒸发器还经由包括止逆阀18、冷温水泵19、截止阀20 的管路与集水器四相连接。集水器四与冷/热水返回管路31相连接,用于回收用户使用之后的冷/热水,并提供给吸收式制冷设备101-2中的蒸发器进行二次利用。
[0048] 吸收式制冷设备101-2从增益系统控制器201接收吸收式制冷设备运行工况信息 78。
[0049] 多工况可变介质热泵102产生的冷/热水经由截止阀27、止逆阀28的供水管路输送至分水器30,并进一步提供给外部冷/热水管路32,用于向用户提供冷/热水。[0050] 多工况可变介质热泵102中的冷凝器还经由包括截止阀67、止逆阀68、冷却水泵 69、截止阀70的管路,与冷却塔62连接,形成冷却水回路。
[0051] 多工况可变介质热泵102中的蒸发器还经由包括止逆阀沈、冷温水泵25、截止阀 22的管路与集水器四相连接。集水器四与冷/热水返回管路31相连接,用于回收用户使用之后的冷/热水,并提供给多工况可变介质热泵102中的蒸发器进行二次利用。
[0052] 多工况可变介质热泵102从增益系统控制器201接收多工况可变介质热泵运行工况信息79。
[0053] 储电装置103(例如蓄电池)储存燃气发电设备101-1及风光互补一体化装置106 产生的电力。
[0054] 储电装置103所储存的电力经直流/交流变换,可以分配至外部供电线路33,或者根据多工况可变介质热泵102的用电需求,向多工况可变介质热泵102供电。
[0055] 储热装置104经由包括水泵51的供水管路和包括截止阀50的回水管路存储风光互补一体化装置106产生的热水。
[0056] 储热装置104所存储的一定温度的热水经由包括截止阀46、电动调节阀45、止逆阀44的供水管路和包括截止阀47、水泵48、止逆阀49的回水管路提供给多工况可变介质热泵102。电动调节阀45从增益系统控制器201接收储热装置运行工况调节信息76。
[0057] 储冷装置105经由包括水泵60的供水管路和包括截止阀58、截止阀59的回水管路存储导冷热管107-1和辐射制冷107-2产生的冷水。
[0058] 储冷装置105所存储的一定温度的冷水经由包括截止阀54、电动调节阀53、止逆阀52的供水管路和包括截止阀55、水泵56、止逆阀57的回水管路提供给多工况可变介质热泵102。电动调节阀53从增益系统控制器201接收储热装置运行工况调节信息80。
[0059] 该能源匹配系统在夏季用于供电和供冷,因而可以断开储热装置104的供水和回水管路(如虚线所示),而保持其他设备和管路处于工作状态。也即,关闭以下部件:位于储热装置104至多工况可变介质热泵102的供水管路上的止逆阀44、电动阀45和截止阀 46,以及回水管路上的截止阀47、水泵48和止逆阀49 ;位于储热装置104至风光互补光热一体化装置106的供水管路上的水泵51,以及回水管路上的截止阀50。
[0060] 增益系统控制器201获取实时的用户负荷需求信息、以及本能源匹配系统中的各设备和部件的运行状况信息,包括燃气流量信息73、电动烟气三通阀开度信息74、电动热水三通阀开度信息75、电能输出控制器信息77、吸收式制冷设备运行工况信息78、多工况可变介质热泵运行工况信息79、储冷装置输出冷水流量80,根据内嵌的优化程序进行优化调节,生成针对各设备和部件的调节指令,并实时调节其工作参数,使能源匹配系统能够满足用户用能需求并且尽可能地降低能源匹配系统的一次能源输入(如燃气)和自耗电。
[0061] 具体地,本能源匹配系统在夏季执行的控制方法如下所述:
[0062] (1)当用户电负荷需求增加/减小时
[0063] 增益系统控制器201向电能输出控制器35发出电能输出控制器调节指令77,改变进入储电装置103的电量以及对向外部供电线路33输出的电力,直至本能源匹配系统所生产的电力与用户电负荷需求平衡。
[0064] 若仍不能满足用户电负荷需求,则增益系统控制器201向燃气流量电动阀9发出燃气流量调节指令73而改变其开度,改变进入燃气发电设备101-1的燃气量,从而改变发电量,使之能够完全满足用户电负荷需求。
[0065] (2)当用户冷负荷需求增加时
[0066] 增益系统控制器201向电动热水三通阀14发出电动热水三通阀开度调节指令75 而增加其开度,进而增加吸收式制冷设备101-2的制冷量。而且,这可降低风扇15的耗电, 从而降低系统的自耗电。
[0067] 若仍不能满足冷负荷需求,则增益系统控制器201向电动烟气三通阀12发出电动烟气三通阀开度调节指令74而增加其开度,进而增加吸收式制冷设备101-2的制冷量。
[0068] 若仍不能满足冷负荷需求,则增益系统控制器201向电动阀53发出储冷装置输出冷水流量调节指令80而增加其开度,以增加进入多工况可变介质热泵102的冷水流量。并且,增益系统控制器201向多工况可变介质热泵102发出多工况可变介质热泵运行工况调节指令79而增加其制冷量,使之能够完全满足用户冷负荷需求。
[0069] (3)当用户冷负荷需求减小时
[0070] 增益系统控制器201向电动阀53发出储冷装置输出冷水流量调节指令80而减小其开度,以减小进入多工况可变介质热泵102的冷水流量。并且,增益系统控制器201向多工况可变介质热泵102发出多工况可变介质热泵运行工况调节指令79而减小其制冷量,直至多工况可变介质热泵102完全关闭。
[0071] 若仍不能满足冷负荷需求,则增益系统控制器201向电动热水三通阀14发出电动热水三通阀开度调节指令75而减小其开度,进而减小吸收式制冷设备101-2的制冷量。
[0072] 若仍不能满足冷负荷需求,则增益系统控制器201向电动烟气三通阀12发出电动烟气三通阀开度调节指令74而减小其开度,进而减小吸收式制冷设备101-2的制冷量,使之能够完全满足用户冷负荷需求。
[0073] 图3是根据本发明的集成能源匹配系统的一个实例的冬季工作状态示意图。
[0074] 该能源匹配系统在冬季用于供电和供热,因而可以断开储冷装置105的供水和回水管路以及制冷设备,如导冷热管107-1、辐射制冷107-2(如虚线所示),而保持其他设备和管路处于工作状态。也即,关闭以下部件:位于储冷装置105至多工况可变介质热泵102 的供水管路上的止逆阀52、电动阀53、截止阀54,以及回水管路上的截止阀55、水泵56、止逆阀57 ;位于储冷装置105至导冷热管107-1、辐射制冷107-2的供水管路上的水泵60,以及回水管路上的截止阀58、截止阀59。
[0075] 增益系统控制器201获取实时的用户负荷需求信息、以及本能源匹配系统中的各设备和部件的运行状况信息,包括燃气流量信息73、电动烟气三通阀开度信息74、电动热水三通阀开度信息75、储热装置输出热水流量信息76、电能输出控制器信息77、吸收式制冷设备运行工况信息78、多工况可变介质热泵运行工况信息79,根据内嵌的优化程序进行优化调节,生成针对各设备和部件的调节指令,并实时调节其工作参数,使能源匹配系统能够满足用户用能需求并且尽可能地降低能源匹配系统的一次能源输入(如燃气)和自耗 H1^ ο
[0076] 具体地,本能源匹配系统在冬季执行的控制方法如下所述:
[0077] (1)当用户电负荷需求增加/减小时
[0078] 增益系统控制器201向电能输出控制器35发出电能输出控制器调节指令77,改变进入储电装置103的电量以及对向外部供电线路33输出的电力,直至本能源匹配系统所生产的电力与用户电负荷需求平衡。
[0079] 若仍不能满足用户电负荷需求,则增益系统控制器201向燃气流量电动阀9发出燃气流量调节指令73而改变其开度,改变进入燃气发电设备101-1的燃气量,从而改变发电量,使之能够完全满足用户电负荷需求。
[0080] (2)当用户热负荷需求增加时
[0081] 增益系统控制器201向电动热水三通阀14发出电动热水三通阀开度调节指令75 而增加其开度,进而增加吸收式制冷设备101-2的制热量。而且,这可降低风扇15的耗电, 从而降低系统的自耗电。
[0082] 若仍不能满足热负荷需求,则增益系统控制器201向电动烟气三通阀12发出电动烟气三通阀开度调节指令74而增加其开度,进而增加吸收式制冷设备101-2的制热量。
[0083] 若仍不能满足热负荷需求,则增益系统控制器201向电动阀45发出储热装置输出热水流量调节指令76而增加其开度,以增加进入多工况可变介质热泵102的热水流量。并且,增益系统控制器201向多工况可变介质热泵102发出多工况可变介质热泵运行工况调节指令79而增加其制热量,使之能够完全满足用户热负荷需求。
[0084] (3)当用户热负荷需求减小时
[0085] 增益系统控制器201向电动阀45发出储热装置输出热水流量调节指令76而减小其开度,以减小进入多工况可变介质热泵102的热水流量。并且,增益系统控制器201向多工况可变介质热泵102发出多工况可变介质热泵运行工况调节指令79而减小其制热量,直至多工况可变介质热泵102完全关闭。
[0086] 若仍不能满足热负荷需求,则增益系统控制器201向电动热水三通阀14发出电动热水三通阀开度调节指令75而减小其开度,进而减小吸收式制冷设备101-2的制热量。
[0087] 若仍不能满足热负荷需求,则增益系统控制器201向电动烟气三通阀12发出电动烟气三通阀开度调节指令74而减小其开度,进而减小吸收式制冷设备101-2的制热量,使之能够完全满足用户热负荷需求。
[0088] 因此,尽管已经结合特定的优选实施例描述了本发明,但应当理解的是,本发明所包含的主旨并不限于这些具体的实施例。相反,本发明的主旨意在包含全部可替换、修改和等价物,这些都包含在所附权利要求的精神和范围内。
[0089] 附图标记列表[0090] 1截止阀[0091] 2压力表[0092] 3流量计[0093] 4过滤器[0094] 5减压阀[0095] 6压力表[0096] 7低压电磁阀[0097] 8高压电磁阀[0098] 9电动阀[0099] 10压力表[0100] 12电动烟气三[0101] 13截止阀[0102] 14电动热水三通阀[0103] 15风扇[0104] 16截止阀[0105] 18止逆阀[0106] 19冷温水泵[0107] 20截止阀[0108] 21低温烟气管路[0109] 22截止阀[0110] 23截止阀[0111] 24止逆阀[0112] 25冷温水泵[0113] 26止逆阀[0114] 27截止阀[0115] 28止逆阀[0116] 29集水器[0117] 30分水器[0118] 31冷/热水返回管路[0119] 32冷/热水供给管路[0120] 33外部供电线路33[0121] 35电能输出控制器[0122] 36整流器[0123] 38逆变器[0124] 44止逆阀[0125] 45电动阀[0126] 46截止阀[0127] 47截止阀[0128] 48水泵[0129] 49止逆阀[0130] 50截止阀[0131] 51水泵[0132] 52止逆阀[0133] 53电动阀[0134] 54截止阀[0135] 55截止阀[0136] 56水泵[0137] 57止逆阀[0138] 58截止阀[0139] 59截止阀[0140] 60 水泵
[0141] 61 燃气
[0142] 62冷却塔
[0143] 63截止阀
[0144] 64止逆阀
[0145] 65冷却水泵
[0146] 66截止阀
[0147] 67截止阀
[0148] 68止逆阀
[0149] 69冷却水泵
[0150] 70截止阀
[0151 ] 73燃气流量信息(调节指令)
[0152] 74电动烟气三通阀开度信息(调节指令)
[0153] 75电动热水三通阀开度信息(调节指令)
[0154] 76储热装置输出热水流量信息(调节指令)
[0155] 77电能输出控制器信息(调节指令)
[0156] 78吸收式制冷设备运行工况信息(调节指令)
[0157] 79多工况可变介质热泵运行工况信息(调节指令)
[0158] 80储冷装置输出冷水流量信息(调节指令)
[0159] 101冷热电多联供装置
[0160] 101-1燃气发电设备
[0161] 101-2吸收式制冷设备
[0162] 102多工况可变介质热泵
[0163] 103储电装置
[0164] 104储热装置
[0165] 105储冷装置
[0166] 106风光互补光热一体化装置
[0167] 107集冷装置
[0168] 107-1导冷热管
[0169] 107-1辐射制冷
[0170] 201增益系统控制器

Claims (17)

1. 一种集成能源匹配系统,包括:冷热电多联供装置(101),用于提供电能和冷/热介质;多工况可变介质热泵(102),用于提供冷/热介质;风光互补光热一体化装置(106),用于提供电能和热介质;集冷装置(107),用于提供冷介质;储电装置(103),用于储存冷热电多联供装置(101)和/或风光互补光热一体化装置 (106)提供的电能并提供给内部和/或外部的供电线路;储热装置(104),用于储存风光互补光热一体化装置(106)提供的热介质的能量,并且为多工况可变介质热泵(10¾提供工作介质;储冷装置(105),用于储存集冷装置(107)提供的冷介质的能量,并且多工况可变介质热泵(102)提供工作介质;以及增益系统控制器001),用于优化控制冷热电多联供装置(101)、多工况可变介质热泵 (102)、风光互补光热一体化装置(106)、集冷装置(107)、储电装置(10¾、储热装置(104)、 储冷装置(10¾的运行参数和输入/输出参数的至少之一,以满足用户对电能、冷/热介质的实时需求。
2.根据权利要求1所述的集成能源匹配系统,其中增益系统控制器(201)控制冷热电多联供装置(101)和多工况可变介质热泵(10¾至少之一的运行参数。
3.根据权利要求1或2所述的集成能源匹配系统,其中增益系统控制器控制冷热电多联供装置(101)、储热装置(104)和储冷装置(10¾至少之一的输入/输出参数。
4.根据权利要求3所述的集成能源匹配系统,其中冷热电多联供装置(101)的输入/ 输出参数包括燃气流量、电力输出线路的选择,储热装置(104)的输入/输出参数包括热介质流量,储冷装置(105)的输入/输出参数包括冷介质流量。
5.根据权利要求1所述的集成能源匹配系统,其中冷热电多联供装置(101)包括燃气发电设备(101-1)和吸收式制冷设备(101-2),燃气发电设备(101-1)产生的高温烟气和/ 或缸套水作为吸收式制冷设备(101-2)的工作介质。
6.根据权利要求5所述的集成能源匹配系统,其中增益系统控制器(201)优化控制燃气发电设备(101-1)至吸收式制冷设备(101-2)的输入/输出参数。
7.根据权利要求6所述的集成能源匹配系统,其中燃气发电设备(101-1)至吸收式制冷设备(101-¾的输入/输出参数包括高温烟气输出量和缸套水输出量中的至少之一。
8.根据权利要求1所述的集成能源匹配系统,其中冷/热介质包括水、空气、蒸汽、导热油中的至少之一。
9. 一种根据权利要求1至8中任一项所述的集成能源匹配系统的控制方法,当用户电负荷需求增加/减小时,执行以下步骤:a)根据用户电负荷需求,改变进入储电装置(103)的电量以及对向外部供电线路(33) 输出的电力;以及b)如果仍不能满足用户电负荷需求,则根据用户电负荷需求,改变冷热电多联供装置 (101)的发电量。
10.根据权利要求9所述的方法,其中在步骤b)中,通过改变提供给冷热电多联供装置 (101)的燃气流量来改变冷热电多联供装置(101)的发电量。
11. 一种根据权利要求1至8中任一项所述的集成能源匹配系统的控制方法,包括以下步骤:在夏季断开储热装置(104)的热介质管路,而保持其他设备和管路处于工作状态;以及在冬季断开储冷装置(10¾的冷介质管路以及制冷设备(107)、(108),而保持其他设备和管路处于工作状态。
12.根据权利要求11)所述的控制方法,当用户热负荷需求增加时,执行以下步骤:a)增加冷热电多联供装置(101)的制热量;以及b)如果仍不能满足热负荷需求,则增加进入多工况可变介质热泵(102)的热介质流量,并且增加多工况可变介质热泵(102)的制热量。
13.根据权利要求11所述的控制方法,当用户热负荷需求减小时,执行以下步骤:c)减小进入多工况可变介质热泵(10¾的热介质流量,并且减小多工况可变介质热泵 (102)的制热量;以及d)如果仍不能满足热负荷需求,则减小冷热电多联供装置(101)的制热量。
14.根据权利要求11所述的控制方法,当用户冷负荷需求增加时,执行以下步骤:e)增加冷热电多联供装置(101)的制冷量;以及f)如果仍不能满足冷负荷需求,则增加进入多工况可变介质热泵(102)的冷介质流量,并且增加多工况可变介质热泵(102)的制冷量。
15.根据权利要求11所述的控制方法,当用户冷负荷需求减小时,执行以下步骤:g)减小进入多工况可变介质热泵(10¾的冷介质流量,并且减小多工况可变介质热泵 (102)的制冷量;以及h)如果仍不能满足冷负荷需求,则减小冷热电多联供装置(101)的制冷量。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的控制方法,其中冷热电多联供装置(101)包括燃气发电设备(101-1)和吸收式制冷设备(101-2),燃气发电设备(101-1)产生的高温烟气和/或缸套水作为吸收式制冷设备(101-2)的工作介质,以及步骤a)和e)包括以下步骤:i)增加从燃气发电设备(101-1)向吸收式制冷设备(101-2)提供的缸套水量;以及 j)如果仍不能满足用户的热/冷负荷需求,则增加从燃气发电设备(101-1)向吸收式制冷设备(101-¾提供的高温烟气量。
17.根据权利要求12-15中任一项所述的控制方法,其中冷热电多联供装置(101)包括燃气发电设备(101-1)和吸收式制冷设备(101-2),燃气发电设备(101-1)产生的高温烟气和/或缸套水作为吸收式制冷设备(101-2)的工作介质,以及步骤d)和h)包括以下步骤:i)减小从燃气发电设备(101-1)向吸收式制冷设备(101-2)提供的缸套水量;以及 j)如果仍不能满足用户的热/冷负荷需求,则减小从燃气发电设备(101-1)向吸收式制冷设备(101-¾提供的高温烟气量。
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