CN106988883B - 一种移动式冷热电三联供分布式能源站及其控制系统 - Google Patents

Abstract

一种移动式冷热电三联供分布式能源站，该能源站采用箱式结构，且该能源站包括的微型燃气轮机发电机组、烟气补燃型溴化锂空调机组、冷却塔以及能源站的控制系统、空调水系统、天然气系统、烟气系统、电气系统、自来水、排水系统和降震减噪系统均撬装在一个底座上，使得该能源站成为一个可移动系统。

Description

一种移动式冷热电三联供分布式能源站及其控制系统

技术领域

本发明属于新能源技术领域，特别涉及一种移动式冷热电三联供分布式能源站及其控制系统。

背景技术

天然气分布式能源系统是一项非常成熟的技术，其应用有30多年的历史，欧美国家已将其作为用能的重要方式，个别国家60％的供能采用该方式。而且，分布式能源系统已经成为天然气利用的首选方式。

天然气冷热电三联供能源系统是分布式能源系统的主要形式，一般采用项目定制实施方式，即根据项目需求进行非标设备和整体系统设计，然后采购系统各组成设备、材料和附件，在现场进行设备安装、管道施工、设备及系统调试和性能测试等。这种形式项目周期长，设备只能单批次非标设计，导致采购成本增高、采购设备的质量把控难度高、现场安装工作量大和现场作业风险高的风险，而且项目必须现场进行系统测试，测试条件无法保证，导致系统性能的测试数据不准确，系统验收困难。

现有技术中，有采用微型燃气轮机与壳程式换热器模块组合成热电联供机组。这种机组可在发电的同时循环加热热水，但却无法产生空调冷水，且仍需外加水泵、水箱等，无法实现系统可移动式模块化。

发明内容

本发明提供一种移动式冷热电三联供分布式能源站及其控制系统。

一种移动式冷热电三联供分布式能源站，该能源站采用箱式结构，且该能源站包括的微型燃气轮机发电机组、烟气补燃型溴化锂空调机组、冷却塔以及能源站的控制系统、空调水系统、天然气系统、烟气系统、电气系统、自来水、排水系统和降震减噪系统均撬装在一个底座上，使得该能源站成为一个可移动系统。

进一步的，微型燃气轮机发电机组、烟气补燃型溴化锂空调机组和冷却塔在能源站中的布局是顺序依次布置，

管道天然气接入微型燃气轮机发电机组和烟气补燃型溴化锂空调机组，

烟气补燃型溴化锂空调机组连接冷却塔，

自来水接入定压装置，

烟气系统包括紧急排烟口、正常排烟口和补燃排烟口，

电气系统的配电接入配电柜，

控制系统安装在控制柜中，

并网柜连接微型燃气轮机发电机组。

一种移动式冷热电三联供分布式能源站控制系统，控制系统包括3种模式：从最高控制等级到最低控制等级分别为“机旁”、“就地”和“远程”控制模式，

“机旁”即为用户在主设备自带的操作面板上对设备进行操作，属于最高操作等级；

“就地”模式为包括主设备在内的各设备、仪器仪表通过通讯协议将信息上传到控制柜的操作面板上，操作人员可在控制柜上对整个系统进行监测和控制，为用户正常使用中的常用模式；

“远程”模式中，控制柜上的信息可部分传输到用户的上位机，用户可在中心控制室对该系统进行监控；

当选择一种操作模式时，其它操作模式都处于自锁状态。

进一步的，控制步骤包括：

当微型燃气轮机发电机组启动前，先开启整个撬块的通风系统，通风系统与燃气进气阀组有条件的进行联动，开启通风后才能开启燃气进气阀组；

2台水泵和冷却塔与烟气补燃型溴化锂空调机组联动，泵组根据烟气补燃型溴化锂空调机组发出的指令进行启停控制；

烟气三通阀根据烟气补燃型溴化锂空调机组发出的指令进行控制；

如果冷却水或冷媒水管路水量不够，停止相应水泵工作。

进一步的，控制步骤还包括：

逆功保护，即，设置市电至少要有一定电力输入，确保在用户电负荷突然降低时微型燃气轮机发电机组不会产生倒送电的情况；

负载跟踪，即，根据电力负载的变化设置自动停机和手动开机，同时在负载变化的工况下，微型燃气轮机发电机组在设定的输出功率范围内，自动跟踪负载，调节微型燃气轮机发电机组的输出功率；

黑启动，即，在微型燃气轮机发电机组在并网运行时，若市电出现欠压欠频情况下，用人工操作负载开关切断负载，微型燃气轮机发电机组将自动正常停机，手动从并网柜上将运行模式转换为孤岛模式，并开启。

本发明的系统集成在一个底座上，结构紧凑，外观整洁美观，占地面积小。可实现在工厂完成安装、调试，并出具出厂测试报告，节省大量的现场管理工作，项目周期短。由于系统基于模块化设计，可移动式模式，布置更加方便。

本发明的有益效果在于：

1)本能源站模块适用于面积在3000平方米以上的办公楼、宾馆、医院等建筑，对于面积在10000平方米以上的建筑，可采用多个模块组合。

2)本能源站模块噪音小，尺寸紧凑，功能齐全。多模块组合还可增强系统灵活性，提高部分负荷下运行效率，并保证供能安全性。

3)标准化模块设计，现场施工工作量小，可缩短项目周期。

4)一般可在办公楼、医院、宾馆、小型数据中心等地使用。同时对于项目周期短、用地紧张、用电安全性要求高的场所也可推广。具有产业化前景。

5)可移动式，对于布置场所适用范围广。

6)标准化集成能源站数据远传和后评估分析装置，可为客户提供增值服务，协助用户优化运行策略。

附图说明

图1是本发明的分布式能源系统流程图。

图2是本发明能源站的正视图。

图3是本发明能源站的俯视图。

图4是本发明能源站控制系统结构示意图。

其中，1——微型燃气轮机发电机组，2——烟气补燃型溴化锂空调机组，3——冷却塔，4——烟气入口，5——烟气出口，6——烟室排水口，7——溴机控制柜。

具体实施方式

如图1至3所示，本发明系统主要由1台美国Capstone公司生产的微型燃气轮机发电机组C65和1台额定制冷/制热量为240/294kW的烟气补燃型溴化锂空调机组，及其相应的控制系统、空调水系统、冷却水系统、天然气系统、烟气系统、电气系统、自来水、排水系统、降震减噪系统组成。

本发明以模块化设计并制造以微型燃气轮机发电机组、烟气补燃型冷温水机组和系统电力、电气装置(具有手、自动控制)为主要设备的可移动式冷热电三联供分布式能源站。使其撬装在一个底座上，采用箱式结构，完成系统的机电集成，成为一个可移动的冷热电三联供分布式能源站。能源站具有AC65kW工频电力和冷(热)空调水的输出接口，以及电源、燃料、补给水的输入接口，可以并网和孤网供电模式运行。可实现用户只需接入燃气、电力、空调水及自来水，本能源站即可正常运行，输出满足要求的电及空调冷、热。在保证功能的前提下，结构合理、紧凑。

图4是本发明能源站控制系统结构示意图。控制系统包括3种模式：从最高控制等级到最低控制等级分别为“机旁”、“就地”和“远程”控制模式，“机旁”即为用户在主设备自带的操作面板上对设备进行操作，属于最高操作等级；“就地”模式为包括主设备在内的各设备、仪器仪表通过通讯协议将信息上传到控制柜的操作面板上，操作人员可在控制柜上对整个系统进行监测和控制，为用户正常使用中的常用模式；“远程”模式中，控制柜上的信息可部分传输到用户的上位机，用户可在中心控制室对该系统进行监控；当选择一种操作模式时，其它操作模式都处于自锁状态。

当微型燃气轮机发电机组启动前，先开启整个撬块的通风系统，通风系统与燃气进气阀组有条件的进行联动，开启通风后才能开启燃气进气阀组；2台水泵和冷却塔与烟气补燃型溴化锂空调机组联动，泵组根据烟气补燃型溴化锂空调机组发出的指令进行启停控制；烟气三通阀根据烟气补燃型溴化锂空调机组发出的指令进行控制；如果冷却水或冷媒水管路水量不够，停止相应水泵工作。

本发明的控制系统还包括功能：

逆功保护，即，设置市电至少要有一定电力输入，确保在用户电负荷突然降低时微型燃气轮机发电机组不会产生倒送电的情况；

负载跟踪，即，根据电力负载的变化设置自动停机和手动开机，同时在负载变化的工况下，微型燃气轮机发电机组在设定的输出功率范围内，自动跟踪负载，调节微型燃气轮机发电机组的输出功率；

黑启动，即，在微型燃气轮机发电机组在并网运行时，若市电出现欠压欠频情况下，用人工操作负载开关切断负载，微型燃气轮机发电机组将自动正常停机，手动从并网柜上将运行模式转换为孤岛模式，并开启。

本发明的可移动的冷热电三联供分布式能源站为能源站产品，拥有产品型号(SAE-MCCHP65/240)并采用产品标准设计方式，实现在工厂预制生产和测试，出厂拥有合格测试报告，直接以合格产品形式应用于用户端，以多模块组合形式，根据用户需求进行智能调节运行模块数量，可适用大部分的酒店、医院、办公楼和商业建筑。

Claims (1)

1.一种移动式冷热电三联供分布式能源站控制系统，所述分布式能源站采用箱式结构，且该能源站包括的微型燃气轮机发电机组、烟气补燃型溴化锂空调机组、冷却塔以及能源站的控制系统、空调水系统、天然气系统、烟气系统、电气系统、自来水、排水系统和降震减噪系统均撬装在一个底座上，使得该能源站成为一个可移动系统，

微型燃气轮机发电机组、烟气补燃型溴化锂空调机组和冷却塔在能源站中的布局是顺序依次布置，管道天然气接入微型燃气轮机发电机组和烟气补燃型溴化锂空调机组，烟气补燃型溴化锂空调机组连接冷却塔，自来水接入定压装置，烟气系统包括紧急排烟口、正常排烟口和补燃排烟口，电气系统的配电接入配电柜，控制系统安装在控制柜中，并网柜连接微型燃气轮机发电机组，

所述控制系统包括3种模式：从最高控制等级到最低控制等级分别为“机旁”、“就地”和“远程”控制模式，

“机旁”即为用户在主设备自带的操作面板上对设备进行操作，属于最高操作等级；

“就地”模式为包括主设备在内的各设备、仪器仪表通过通讯协议将信息上传到控制柜的操作面板上，操作人员可在控制柜上对整个系统进行监测和控制，为用户正常使用中的常用模式；

“远程”模式中，控制柜上的信息可部分传输到用户的上位机，用户可在中心控制室对该系统进行监控；

当选择一种操作模式时，其它操作模式都处于自锁状态，

所述控制系统的控制步骤包括：

当微型燃气轮机发电机组启动前，先开启整个撬块的通风系统，通风系统与燃气进气阀组有条件的进行联动，开启通风后才能开启燃气进气阀组；

2台水泵和冷却塔与烟气补燃型溴化锂空调机组联动，泵组根据烟气补燃型溴化锂空调机组发出的指令进行启停控制；

烟气三通阀根据烟气补燃型溴化锂空调机组发出的指令进行控制；

如果冷却水或冷媒水管路水量不够，停止相应水泵工作，

所述控制系统具有的功能还包括：

逆功保护，即，设置市电至少要有一定电力输入，确保在用户电负荷突然降低时微型燃气轮机发电机组不会产生倒送电的情况；

负载跟踪，即，根据电力负载的变化设置自动停机和手动开机，同时在负载变化的工况下，微型燃气轮机发电机组在设定的输出功率范围内，自动跟踪负载，调节微型燃气轮机发电机组的输出功率；

黑启动，即，在微型燃气轮机发电机组在并网运行时，若市电出现欠压欠频情况下，用人工操作负载开关切断负载，微型燃气轮机发电机组将自动正常停机，手动从并网柜上将运行模式转换为孤岛模式，并开启。