CN103034204A - 一种冷热电联供系统及其调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种冷热电联供系统，包括：三联供系统、冷负荷、热负荷和电负荷，还包括蓄冰空调、电空调和需求选择系统，三联供系统向电负荷、电空调和蓄冰空调提供电力，向冷负荷和热负荷提供制冷和热能，电空调和蓄冰空调也可以向冷负荷提供制冷，系统中电力供应、制冷和热能供应的调配通过需求选择系统控制实现。本发明提供的冷热电联供系统结构简单，容易实现，运行模式多样，供电方式灵活，供电量充足。在峰谷电价差异较大的地区使用这种包含蓄冰空调的冷热电联供系统，比原有单纯的三联供系统更经济；并实现大电网的削峰填谷作用，提高能源的利用率，减少大电网的再建设。

Description

一种冷热电联供系统及其调度方法

技术领域

本发明涉及微网并网运行、孤岛运行技术领域，特别涉及一种冷热电联供系统及其调度方法。

背景技术

目前我国很多地区用电高峰时严重缺电，低谷时又有大量的电能得不到充分利用，使得用电高峰时不得不拉闸限电，影响了对用户供电的连续性；低谷时，又使大量的发电、输电、配电容量得不到充分利用，影响了电网的经济运行。从经济性角度来说，没有充分发挥实施峰谷电价的意义，在非高峰阶段消费电力，支付低价格；在高峰阶段降低电力消耗，降低用电成本，不能最大限度的利用峰谷电价差，节省用电成本。

目前冷热电联供系统以天然气为主要燃料，带动燃气发电机组运行，产生的电力满足用户的电负荷，系统排出的废热通过余热利用设备向用户供热、供冷；而蓄冰空调是利用夜间电网低负荷期的廉价电力进行制冰，在白天电网供电紧张的情况下，停止制冷机组运行，空调系统利用夜间制冷机组所制的冰作为冷源，提供给需要供冷的场所。但是对于多种运行模式来说供电方式不灵活，供负荷需求不充足，在一些冷负荷需求大的地区，单纯使用三联供或是单纯使用蓄冰空调是不能完全满足冷负荷的需求，造成用户需求的缺失。而且现阶段的技术很少有既能起到削峰填谷的作用，又可以满足具有综合能源（冷/热/电）需求的负荷、并最大化提高能源利用效率的系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以减少电网再建设，又能满足高需求冷负荷，并且能提高能源的综合利用率，又起到削峰填谷作用的冷热电联供系统及其调度方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种冷热电联供系统，包括：三联供系统、冷负荷、热负荷和电负荷，其特征在于，还包括蓄冰空调、电空调和需求选择系统。

所述三联供系统进一步包括：燃气轮机、发电机、余热回收装置和制冷机。

所述余热回收装置连接所述热负荷，所述制冷机连接所述冷负荷，所述发电机连接所述蓄冰空调和电空调，所述蓄冰空调和电空调进一步连接所述冷负荷，所述发电机和所述电负荷与电网相连接，所述需求选择系统分别与所述三联供系统、所述冷负荷和所述热负荷相连接。

所述蓄冰空调为双工况蓄冰空调，在制冷的同时可以向冰桶蓄冰。

一种冷热电联供系统调度方法，包括以下步骤：

步骤1、选择系统的运行模式：孤岛运行时采用以电定冷模式，进入步骤2；并网运行时采用以冷定电模式，进入步骤7；

步骤2、判断电网的情况：如果电网处于电价的高峰期则进入步骤3；如果电网处于电价的低谷期则进入步骤4；

步骤3、开启三联供系统，燃气轮机带动发电机产生的电能完全匹配电网在高峰期时用户对电负荷的需求，即P_{CCHP_ele}＝P_ele，其排放的烟气送入热回收装置，通过制冷机制冷补偿冷负荷的需求；

如果三联供系统制冷不能完全满足冷负荷的需求，即P_{CCHP_cooling}<P_cooling，则通过蓄冰空调制冷满足冷负荷需求；

如果蓄冰空调的冰桶中的冰已耗尽不能再制冷，仍有冷负荷需求，此时开启电空调补偿余下的冷负荷；

如果三联供系统制冷能完全满足冷负荷的需求，即P_{CCHP_cooling}≥P_cooling，则不开启其他设备；

步骤4、电网处于电价低谷期，则判断是否有冷负荷需求：如果有冷负荷需求则进入步骤5；如果没有冷负荷需求则进入步骤6；

步骤5、P_cooling≥0，由于电空调的COP=5，蓄冰空调的COP=4，则先利用电空调制冷；

如果电空调制冷不能完全满足冷负荷需求，即P_cooling<P_ref，则蓄冰空调利用低电价蓄冰的同时补偿冷负荷的需求；

如果P_cooling<P_ref，则蓄冰空调利用低电价蓄冰；

步骤6、P_cooling<0，则蓄冰空调利用低电价蓄冰；

步骤7、以冷定电模式，开启三联供系统，热回收装置回收燃气轮机排放的高温烟气，其产生的热能通过制冷机制冷将完全匹配用户对于冷负荷的需求，即P_{CCHP_cooling}＝P_cooling，此时燃气轮机带动发电机产生的电能通常不能完全匹配用户的电负荷需求；

如果三联供发出的电能多余电负荷的需求，即P_{CCHP_ele}≥P_ele，此时判断电网的情况：

如果电网处于电价高峰期，三联供系统发出的多余的电能卖给大电网；

如果电网处于电价低谷期，三联供系统发出的多余的电供给蓄冰空调蓄冰至100%；

如果还有多余的电能，则卖给大电网，蓄冰空调利用低电价蓄冰；

如果三联供系统发出的电能不能完全满足电负荷的需求，即P_{CCHP_ele}<P_ele，则需从大电网购电补足电负荷需求。

本发明实施例提供的冷热电联供系统及其调度方法，结构简单，容易实现，运行模式多样，供电方式灵活，供电量充足。在峰谷电价差异较大的地区使用这种包含蓄冰空调的冷热电联供系统，比原有单纯的三联供系统更经济；并实现大电网的削峰填谷作用，提高能源的利用率，减少大电网的再建设。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的冷热电联供系统的结构框图；

图2是本发明提供的冷热电联供系统中三联供系统的结构图；

图3是本发明提供的冷热电联供系统的结构图；

图4是本发明提供的冷热电联供系统调度方法的流程图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。

实施例一

图1是本发明提供的冷热电联供系统的结构框图。如图1所示，本实施例实现本发明提供的一种冷热电联供系统，包括：三联供系统、冷负荷、热负荷和电负荷，还包括蓄冰空调、电空调和需求选择系统。三联供系统向电负荷、电空调和蓄冰空调提供电力，向冷负荷和热负荷提供制冷和热能，电空调和蓄冰空调也可以向冷负荷提供制冷，系统中电力供应、制冷和热能供应的调配通过需求选择系统控制实现。

实施例二

图2是本发明提供的冷热电联供系统中三联供系统的结构图。如图2所示，本实施例实现本发明提供的一种冷热电联供系统中的三联供系统，包括：燃气轮机、发电机、余热回收装置和制冷机。燃气轮机带动发电机产生的电能以提供系统中对电负荷的需求，其排放的烟气送入热回收装置，通过制冷机制冷补偿冷负荷的需求。

实施例三

图3是本发明提供的冷热电联供系统的结构图。如图3所示，本实施例实现本发明提供的一种冷热电联供系统，包括：三联供系统、冷负荷、热负荷和电负荷，蓄冰空调、电空调和需求选择系统。

三联供系统包括：燃气轮机、发电机、余热回收装置和制冷机。

余热回收装置连接热负荷，制冷机连接冷负荷，发电机连接蓄冰空调和电空调，蓄冰空调和电空调进一步连接冷负荷，发电机和电负荷与电网相连接，需求选择系统分别与三联供系统、冷负荷和热负荷相连接。

蓄冰空调为双工况蓄冰空调，在制冷的同时可以向冰桶蓄冰。

实施例四

图4是本发明提供的冷热电联供系统调度方法的流程图。如图4所示，本实施例实现本发明提供的一种冷热电联供系统调度方法，包括以下步骤：

步骤1、选择系统的运行模式：孤岛运行时采用以电定冷模式，进入步骤2；并网运行时采用以冷定电模式，进入步骤7；

步骤2、判断电网的情况：如果电网处于电价的高峰期则进入步骤3；如果电网处于电价的低谷期则进入步骤4；

步骤3、开启三联供系统，燃气轮机带动发电机产生的电能完全匹配电网在高峰期时用户对电负荷的需求，即P_{CCHP_ele}＝P_ele，其排放的烟气送入热回收装置，通过制冷机制冷补偿冷负荷的需求；

如果三联供系统制冷不能完全满足冷负荷的需求，即P_{CCHP_cooling}<P_cooling，则通过蓄冰空调制冷满足冷负荷需求；

如果蓄冰空调的冰桶中的冰已耗尽不能再制冷，仍有冷负荷需求，此时开启电空调补偿余下的冷负荷；

如果三联供系统制冷能完全满足冷负荷的需求，即P_{CCHP_cooling}≥P_cooling，则不开启其他设备；

步骤4、电网处于电价低谷期，则判断是否有冷负荷需求：如果有冷负荷需求则进入步骤5；如果没有冷负荷需求则进入步骤6；

步骤5、P_cooling≥0，由于电空调的COP=5，蓄冰空调的COP=4，则先利用电空调制冷；

如果电空调制冷不能完全满足冷负荷需求，即P_cooling<P_ref，则蓄冰空调利用低电价蓄冰的同时补偿冷负荷的需求；

如果P_cooling<P_ref，则蓄冰空调利用低电价蓄冰；

步骤6、P_cooling<0，则蓄冰空调利用低电价蓄冰；

步骤7、以冷定电模式，开启三联供系统，热回收装置回收燃气轮机排放的高温烟气，其产生的热能通过制冷机制冷将完全匹配用户对于冷负荷的需求，即P_{CCHP_cooling}＝P_cooling，此时燃气轮机带动发电机产生的电能通常不能完全匹配用户的电负荷需求；

如果三联供发出的电能多余电负荷的需求，即P_{CCHP_ele}≥P_ele，此时判断电网的情况：

如果电网处于电价高峰期，三联供系统发出的多余的电能卖给大电网；

如果电网处于电价低谷期，三联供系统发出的多余的电供给蓄冰空调蓄冰至100%；

如果还有多余的电能，则卖给大电网，蓄冰空调利用低电价蓄冰；

如果三联供系统发出的电能不能完全满足电负荷的需求，即P_{CCHP_ele}<P_ele，则需从大电网购电补足电负荷需求。

本发明实施例提供的冷热电联供系统结构简单，容易实现，运行模式多样，供电方式灵活，供电量充足。在峰谷电价差异较大的地区使用这种包含蓄冰空调的冷热电联供系统，比原有单纯的三联供系统更经济；并实现大电网的削峰填谷作用，提高能源的利用率，减少大电网的再建设。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种冷热电联供系统，包括：三联供系统、冷负荷、热负荷和电负荷，其特征在于，还包括蓄冰空调、电空调和需求选择系统。

2.根据权利要求1所述的冷热电联供系统，其特征在于，所述三联供系统进一步包括：燃气轮机、发电机、余热回收装置和制冷机。

3.根据权利要求2所述的冷热电联供系统，其特征在于，所述余热回收装置连接所述热负荷，所述制冷机连接所述冷负荷，所述发电机连接所述蓄冰空调和电空调，所述蓄冰空调和电空调进一步连接所述冷负荷，所述发电机和所述电负荷与电网相连接，所述需求选择系统分别与所述三联供系统、所述冷负荷和所述热负荷相连接。

4.根据权利要求4所述的冷热电联供系统，其特征在于，所述蓄冰空调为双工况蓄冰空调，在制冷的同时可以向冰桶蓄冰。

5.一种冷热电联供系统调度方法，包括以下步骤：

步骤1、选择系统的运行模式：孤岛运行时采用以电定冷模式，进入步骤2；并网运行时采用以冷定电模式，进入步骤7；

步骤2、判断电网的情况：如果电网处于电价的高峰期则进入步骤3；如果电网处于电价的低谷期则进入步骤4；

步骤3、开启三联供系统，燃气轮机带动发电机产生的电能完全匹配电网在高峰期时用户对电负荷的需求，即P_{CCHP_ele}＝P_ele，其排放的烟气送入热回收装置，通过制冷机制冷补偿冷负荷的需求；

如果三联供系统制冷不能完全满足冷负荷的需求，即P_{CCHP_cooling}<P_cooling，则通过蓄冰空调制冷满足冷负荷需求；

如果蓄冰空调的冰桶中的冰已耗尽不能再制冷，仍有冷负荷需求，此时开启电空调补偿余下的冷负荷；

如果三联供系统制冷能完全满足冷负荷的需求，即P_{CCHP_cooling}≥P_cooling，则不开启其他设备；

步骤4、电网处于电价低谷期，则判断是否有冷负荷需求：如果有冷负荷需求则进入步骤5；如果没有冷负荷需求则进入步骤6；

步骤5、P_cooling≥0，由于电空调的COP=5，蓄冰空调的COP=4，则先利用电空调制冷；

如果电空调制冷不能完全满足冷负荷需求，即P_cooling<P_ref，则蓄冰空调利用低电价蓄冰的同时补偿冷负荷的需求；

如果P_cooling<P_ref，则蓄冰空调利用低电价蓄冰；

步骤6、P_cooling<0，则蓄冰空调利用低电价蓄冰；

步骤7、以冷定电模式，开启三联供系统，热回收装置回收燃气轮机排放的高温烟气，其产生的热能通过制冷机制冷将完全匹配用户对于冷负荷的需求，即P_{CCHP_cooling}＝P_cooling，此时燃气轮机带动发电机产生的电能通常不能完全匹配用户的电负荷需求；

如果三联供发出的电能多余电负荷的需求，即P_{CCHP_ele}≥P_ele，此时判断电网的情况：

如果电网处于电价高峰期，三联供系统发出的多余的电能卖给大电网；

如果电网处于电价低谷期，三联供系统发出的多余的电供给蓄冰空调蓄冰至100%；

如果还有多余的电能，则卖给大电网，蓄冰空调利用低电价蓄冰；

如果三联供系统发出的电能不能完全满足电负荷的需求，即P_{CCHP_ele}<P_ele，则需从大电网购电补足电负荷需求。

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