CN107575928A - 一种农村分布式风电供暖系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农村分布式风电供暖系统及方法，所述农村分布式风电供暖系统包括农村区域电网、分布式风力发电系统、分布式或集中式电供暖设施。分布式风力发电系统与农村区域电网连接；农村区域电网与分布式或集中式电供暖设施电连接；分布式风力发电系统能够直接与分布式或集中式电供暖设施电连接，或通过农村区域电网与分布式或集中式电供暖设施电连接。本发明通过清洁能源的分布式利用，利用零排放的清洁的电供热方式解决农户冬季采暖委托，可极大地减少冬季农村散烧煤供热的污染和能源浪费，从而为北方的冬季雾霾治理提供清洁解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及能源利用领域，尤其涉及一种对高速公路收费站、休息区和检查站进行分布式能源利用的农村分布式风电供暖系统及方法。
背景技术
分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式。目前高速公路收费站、休息区和检查站利用的能源多为电网集中供电、热网集中供热，少数现有技术利用太阳能和风能发电，与电网供电结合保持高速公路用电系统正常运行。现有技术存在能源利用率低、能源结构单一等缺点。
申请号为CN201610598923.0的中国专利申请，公开了一种智能化供能微网，包括终端集成管理控制器、热油储能模块和高压气蓄能模块，其中终端集成管理控制器的能源输入端组连接有地热供应装置、燃气发电机、光伏发电机或风力发电机；热油储能模块由太阳能光热供能，热油储能模块和高压气蓄能模块与终端集成管理控制器相连，燃气发电机、光伏发电机和风力发电机为终端集成管理控制器供电。采用该方案，用户可选择适宜的方式组网，将地热、燃气发电机、光伏发电机和风力发电机多余能量“储存”在高压气或高温热油中，多能互补，并能适时将能量输出；在采用高压气蓄能时，通过引入射流泵可以实现中低压气体的循环回收利用，且可以重复循环利用，效率更高。
申请号为CN201310257580.8的中国专利申请提供一种零碳建筑多能互补综合能源利用系统，其特征在于，它由综合监控微网系统装置、太阳能发电装置、风力发电装置、储存电能装置、用电装置及辅助装置经电连接联成一有机整体。它的效果在于：1、能源,综合利用完善，用能与能源供应可做到协调统一；2、基本可满足建筑内的常规用电需求；3、具有并网功能；4、具有同时融合并网运行和离网运行的功能；5、综合监控系统装置将可再生能源发电和节能设备完美融合,在一起使用，达到能源的综合利用最优化，该系统可广泛用于离网、并网性需求的居民住宅、别墅、工厂、学校、医院、岛屿、旅游景点等场所。
发明内容
本发明提供了一种农村分布式风电供暖系统，包括农村区域电网、分布式风力发电系统、分布式或集中式电供暖设施，其特征在于：
所述分布式风力发电系统能够与所述农村区域电网连接；
所述农村区域电网与所述分布式或集中式电供暖设施电连接；
所述分布式风力发电系统能够直接与所述分布式或集中式电供暖设施电连接，或通过所述农村区域电网与所述分布式或集中式电供暖设施电连接；
在非供热季节，所述分布式风力发电系统提供的风电全部上所述农村区域电网；
在供热季节，所述风电可以直接给集中式电供热系统供电，或通过所述农村区域电网给集中式电供热系统供电；采用所述风电加热出的热水通过集中式供热管网供热，和/或通过所述农村区域电网给分户电锅炉、空气源热泵、电暖气供电。
进一步的，所述分布式风力发电系统包括水平轴式风机和垂直轴式风机。
进一步的，所述分布式风力发电系统安装于农村村级或镇级区域电网内，所发电量用于区域电网供电和/或风电供暖，也能够通过蓄电池蓄电。
进一步的，所述的集中式电供热系统可以是电锅炉，也可以是大型空气源、污水源热泵或地下水源热泵中的任意一种或几种的组合。
进一步的，所述电锅炉可以是固体蓄热电锅炉、电加热管锅炉、相变蓄热电锅炉、电磁加热锅炉、电极热水锅炉或电极蒸汽锅炉中的一种或几种的组合。
进一步的，所述的集中式电供热系统中可采用固体蓄热、相变蓄热或水蓄热。
进一步的，所述的水蓄热可以是蓄热水罐，蓄热水池，也可以是跨季节自然水体蓄热，所述水蓄热温度范围为40度到320度。
进一步的，所述的农村分布式风电供暖系统还包括：农村建筑屋顶，所述农村建筑屋顶可以布置光伏发电板用于分布式发电，也可以在所述农村建筑屋顶安装太阳能集热器。
进一步的，所述的农村分布式风电供暖系统，还包括：农村多能互补控制平台，所述控制平台包括电量热量测量装置，电量热量控制装置和数据处理分析装置，所述电量热量测量装置测得的数据传输到所述数据处理分析装置，经分析后所述电量热量控制装置控制充电、放电和蓄热、放热的传输方向及传输量。
进一步的，所述农村多能互补控制平台还包括远程传输模块，所述远程传输模块将所述电量热量测量装置采集的数据分析处理后远程传输至能效评估平台，以实现对所述分布式风电供暖系统的实时监测和远程控制。
一种采用所述的农村分布式风电供暖系统进行供暖的方法，其特征在于采用以下步骤进行电力提供：
S1通过所述分布式风力发电系统提供风电；
S2判断供电季节是否为供热季节，当所述供电季节为非供热季节则执行步骤S3，当所述供电季节为供热季节则执行步骤S3’；
S3将所述风电输送至所述农村区域电网提供电力；
S3’将所述风电直接输送至分布式或集中式电供暖设施用于供暖，或将所述风电通过所述农村区域电网输送至分布式或集中式电供暖设施用于供暖。
进一步的，当所述电供暖设施为分布式电供暖设施，将所述电力输送至分户电锅炉、空气源热泵、电暖气供电中的一种或几种的组合；当所述电供暖设施为集中式电供暖设施，将所述电力输送至集中式电供暖设施，所述集中式电供暖设施通过集中式供热管网进行供热。
进一步的，所述的农村分布式风电供暖系统进行供暖的方法还包括，采用农村多能互补控制平台对电量热量进行控制，其中，所述农村多能互补控制平台包括：电量热量测量装置，电量热量控制装置和数据处理分析装置
所述电量热量进行控制包括以下步骤：
S1采用所述电量热量测量装置获得测试数据；
S2将所述测试数据传输到所述数据处理分析装置进行分析；
S3根据分析结果，采用所述电量热量控制装置控制充电、放电和蓄热、放热的传输方向及传输量。
进一步的，所述的农村分布式风电供暖系统进行供暖的方法还包括以下步骤：采用远程传输模块，将经过分析的所述测试数据远程传输至能效评估平台，以实现对所述分布式风电供暖系统的实时监测和远程控制。
本发明通过清洁能源的分布式利用，利用零排放的清洁的电供热方式解决农户冬季采暖委托，可极大地减少冬季农村散烧煤供热的污染和能源浪费，从而为北方的冬季雾霾治理提供清洁解决方案。
附图说明
图1：本发明第一实施例的示意图；
图2：本发明第二实施例的示意图；
图3：本发明第三实施例的示意图；
图4：本发明第四实施例的示意图。
具体实施方式
为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例对本发明作更为详细的描述，实施例只对本发明具有示例性作用，而不具有任何限制性的作用；任何本领域技术人员在本发明的基础上做出的非实质性修改，都应属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供了农村分布式风电供暖系统。如图1所示，图中打斜线的为电网接线系统；实线为热水管网系统，提供建筑供热和生活热水。
本实施例的农村分布式风电供暖系统，包括农村区域电网、分布式风力发电系统、分布式或集中式电供暖设施；
所述分布式风力发电系统能够与所述农村区域电网连接；
所述农村区域电网与所述分布式或集中式电供暖设施电连接；
所述分布式风力发电系统能够直接与所述分布式或集中式电供暖设施电连接，或通过所述农村区域电网与所述分布式或集中式电供暖设施电连接；
在非供热季节，所述分布式风力发电系统提供的风电全部上所述农村区域电网；
在供热季节，所述风电可以直接给集中式电供热系统供电，或通过所述农村区域电网给集中式电供热系统供电；采用所述风电加热出的热水通过集中式供热管网供热，和/或通过所述农村区域电网给分户电锅炉、空气源热泵、电暖气供电。
在本发明的部分实施方式中，所述分布式风力发电系统包括水平轴式风机和垂直轴式风机。
在本发明的部分实施方式中，所述分布式风力发电系统安装于农村村级或镇级区域电网内，所发电量用于区域电网供电和/或风电供暖，也能够通过蓄电池蓄电。
在本发明的部分实施方式中，所述的集中式电供热系统可以是电锅炉，也可以是大型空气源、污水源热泵或地下水源热泵中的任意一种或几种的组合。
在本发明的部分实施方式中，所述电锅炉可以是固体蓄热电锅炉、电加热管锅炉、相变蓄热电锅炉、电磁加热锅炉、电极热水锅炉或电极蒸汽锅炉中的一种或几种的组合。
在本发明的部分实施方式中，所述的集中式电供热系统中可采用固体蓄热、相变蓄热或水蓄热。
在本发明的部分实施方式中，所述的水蓄热可以是蓄热水罐，蓄热水池，也可以是跨季节自然水体蓄热，所述水蓄热温度范围为40度到320度。
在本发明的部分实施方式中，所述的农村分布式风电供暖系统还包括：农村建筑屋顶，所述农村建筑屋顶可以布置光伏发电板用于分布式发电，也可以在所述农村建筑屋顶安装太阳能集热器。
在本发明的部分实施方式中，所述的农村分布式风电供暖系统，还包括农村多能互补控制平台，所述控制平台包括电量热量测量装置，电量热量控制装置和数据处理分析装置，所述电量热量测量装置测得的数据传输到所述数据处理分析装置，经分析后所述电量热量控制装置控制充电、放电和蓄热、放热的传输方向及传输量。
在本发明的部分实施方式中，所述农村多能互补控制平台还包括远程传输模块，所述远程传输模块将所述电量热量测量装置采集的数据分析处理后远程传输至能效评估平台，以实现对所述分布式风电供暖系统的实时监测和远程控制。
实施例2：
本实施例提供了农村分布式风电供暖系统。如图2所示，系统架构基本与实施例1相同，不同之处在于系统中供热系统全部依靠集中式的电供热系统供热，电供热设备可以是大型电锅炉，也可以是大型空气源热泵、污水源热泵或地下水源热泵中的一种或几种组合。集中式电供热设备加热出的热水先经过蓄热水体蓄热，然后再经过集中供热管网给村级或镇级区域的建筑供热，其中的蓄热水体可以是大型蓄热水罐或跨季节自然水体蓄热。
实施例3：
本实施例提供了农村分布式风电供暖系统。如图3所示，系统架构基本与实施例1相同，不同之处在于系统全部依靠分布式的分户电采暖设备供热，分户电采暖设备是分户电锅炉、空气源热泵、电暖气中的任意一种或组合。
实施例4：
本实施例提供了农村分布式风电供暖系统。如图4所示，系统架构基本与实施例3相同，不同之处在于系统中既有分布式风电，也有分布式屋顶光伏，它们发出的电在供热季全部供给分布式的分户电采暖设备供热，分户电采暖设备是分户电锅炉、空气源热泵、电暖气中的任意一种或组合。
本发明实施例还包括一种采用所述的农村分布式风电供暖系统进行供暖的方法，其特征在于采用以下步骤进行电力提供：
S1通过所述分布式风力发电系统提供风电；
S2判断供电季节是否为供热季节，当所述供电季节为非供热季节则执行步骤S3，当所述供电季节为供热季节则执行步骤S3’；
S3将所述风电输送至所述农村区域电网提供电力；
S3’将所述风电直接输送至分布式或集中式电供暖设施用于供暖，或将所述风电通过所述农村区域电网输送至分布式或集中式电供暖设施用于供暖。
当所述电供暖设施为分布式电供暖设施，将所述电力输送至分户电锅炉、空气源热泵、电暖气供电中的一种或几种的组合；当所述电供暖设施为集中式电供暖设施，将所述电力输送至集中式电供暖设施，所述集中式电供暖设施通过集中式供热管网进行供热。
在本发明的部分实施方式中，还可采用农村多能互补控制平台对电量热量进行控制，其中，所述农村多能互补控制平台包括：电量热量测量装置，电量热量控制装置和数据处理分析装置
所述电量热量进行控制包括以下步骤：
S1采用所述电量热量测量装置获得测试数据；
S2将所述测试数据传输到所述数据处理分析装置进行分析；
S3根据分析结果，采用所述电量热量控制装置控制充电、放电和蓄热、放热的传输方向及传输量。
在本发明的部分实施方式中，还包括以下步骤：采用远程传输模块，将经过分析的所述测试数据远程传输至能效评估平台，以实现对所述分布式风电供暖系统的实时监测和远程控制。
尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本发明，但本领域的技术人员可以理解，可以作出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本发明的范围。以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (14)
1.一种农村分布式风电供暖系统，包括农村区域电网、分布式风力发电系统、分布式或集中式电供暖设施，其特征在于：
所述分布式风力发电系统与所述农村区域电网连接；
所述农村区域电网能够与所述分布式或集中式电供暖设施电连接；
所述分布式风力发电系统能够直接与所述分布式或集中式电供暖设施电连接，或通过所述农村区域电网与所述分布式或集中式电供暖设施电连接；
在非供热季节，所述分布式风力发电系统提供的风电全部上所述农村区域电网；
在供热季节，所述风电可以直接给集中式电供热系统供电，或通过所述农村区域电网给集中式电供热系统供电，采用所述风电加热出的热水通过集中式供热管网供热，和/或通过所述农村区域电网给分户电锅炉、空气源热泵、电暖气供电。
2.根据权利要求1所述的农村分布式风电供暖系统，其特征在于：所述分布式风力发电系统包括水平轴式风机和垂直轴式风机。
3.根据权利要求1所述的农村分布式风电供暖系统，其特征在于：分布式风力发电系统安装于农村村级或镇级区域电网内，所发电量用于区域电网供电和/或风电供暖，也能够通过蓄电池蓄电。
4.根据权利要求1所述的农村分布式风电供暖系统，其特征在于：所述的集中式电供热系统可以是电锅炉，也可以是大型空气源、污水源热泵或地下水源热泵中的任意一种或几种的组合。
5.根据权利要求4所述的农村分布式风电供暖系统，其特征在于：所述电锅炉可以是固体蓄热电锅炉、电加热管锅炉、相变蓄热电锅炉、电磁加热锅炉、电极热水锅炉或电极蒸汽锅炉中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述的农村分布式风电供暖系统，其特征在于：所述的集中式电供热系统中可采用固体蓄热、相变蓄热或水蓄热。
7.根据权利要求6所述的农村分布式风电供暖系统，其特征在于：所述的水蓄热可以是蓄热水罐，蓄热水池，也可以是跨季节自然水体蓄热，所述水蓄热温度范围为40度到320度。
8.根据权利要求1所述的农村分布式风电供暖系统，其特征在于还包括：农村建筑屋顶，所述农村建筑屋顶可以布置光伏发电板用于分布式发电，也可以在所述农村建筑屋顶安装太阳能集热器。
9.根据权利要求1所述的农村分布式风电供暖系统，其特征在于：还包括农村多能互补控制平台，所述控制平台包括电量热量测量装置，电量热量控制装置和数据处理分析装置，所述电量热量测量装置测得的数据传输到所述数据处理分析装置，经分析后所述电量热量控制装置控制充电、放电和蓄热、放热的传输方向及传输量。
10.根据权利要求9所述的农村分布式风电供暖系统，其特征在于：所述农村多能互补控制平台还包括远程传输模块，所述远程传输模块将所述电量热量测量装置采集的数据分析处理后远程传输至能效评估平台，以实现对所述分布式风电供暖系统的实时监测和远程控制。
11.一种采用权利要求1-9中任意一项所述的农村分布式风电供暖系统进行供暖的方法，其特征在于采用以下步骤进行电力提供：
S1通过所述分布式风力发电系统提供风电；
S2判断供电季节是否为供热季节，当所述供电季节为非供热季节则执行步骤S3，当所述供电季节为供热季节则执行步骤S3’；
S3将所述风电输送至所述农村区域电网提供电力；
S3’将所述风电直接输送至分布式或集中式电供暖设施用于供暖，或将所述风电通过所述农村区域电网输送至分布式或集中式电供暖设施用于供暖。
12.根据权利要求11所述的农村分布式风电供暖系统进行供暖的方法，其特征在于当所述电供暖设施为分布式电供暖设施，将所述电力输送至分户电锅炉、空气源热泵、电暖气供电中的一种或几种的组合；当所述电供暖设施为集中式电供暖设施，将所述电力输送至集中式电供暖设施，所述集中式电供暖设施通过集中式供热管网进行供热。
13.根据权利要求11所述的农村分布式风电供暖系统进行供暖的方法，其特征在于还包括，采用农村多能互补控制平台对电量热量进行控制，其中，所述农村多能互补控制平台包括：电量热量测量装置，电量热量控制装置和数据处理分析装置
所述电量热量进行控制包括以下步骤：
S1采用所述电量热量测量装置获得测试数据；
S2将所述测试数据传输到所述数据处理分析装置进行分析；
S3根据分析结果，采用所述电量热量控制装置控制充电、放电和蓄热、放热的传输方向及传输量。
14.根据权利要求13所述的农村分布式风电供暖系统进行供暖的方法，其特征在于，还包括以下步骤：采用远程传输模块，将经过分析的所述测试数据远程传输至能效评估平台，以实现对所述分布式风电供暖系统的实时监测和远程控制。
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