CN110909988A - 一种生物质能和风能太阳能互补供能系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,包括如下步骤:根据每个产能母系统生成的能源分类,划分产能母系统中产生不同类型能源的供能能源系统;对不同供能能源系统中的相同类型能源耦合计算将相同类型的能源均衡输出;对不同供能能源系统中不同类型的能源耦合计算,实现产能母系统中多种不同类型的能源转换互补供能输出;本方案通过设置每种类型的能源调控单元,可实现三个不同供能系统中相同类型的能源统筹运用,实现整个产能母系统的能源均衡输出,并利用不同能量转换通道对应的补能因子调控输出能源参数实现整个产能母系统中多种不同类型的能源互补稳定输出。
Description
技术领域
本发明实施例涉及新能源产能技术领域,具体涉及一种生物质能和风能太阳能互补供能系统及方法。
背景技术
多能互补终端一体化系统是构建智慧城市、打造“互联网+”智慧区域能源系统的重要手段。通过天然气热电冷多联供、可再生能源和智能微网等方式,以实现多能协同供应和能源综合梯级利用是多能互补终端一体化系统的基本要求;综合能源效率最大化,热、电、冷、气、水等多种负荷就地平衡调节,供能经济合理是其主要发展目标。在园区、大型公共建筑、居民小区等集中用能区域,实施多能互补终端一体化系统,能使区域中电力、燃气、热力、供冷、供水管廊等基础设施的布局更加优化,能够为当地政府统筹解决能源供应,减少政府市政基础配套设施投入,提高供能质量,达到各方互惠共赢。
但是由于风能供能系统和太阳能供能系统均与天气有关,能量输出不稳定,而现有的多能源供能系统过于独立、缺少互补性和互动性,导致每种类型的能源输出均不稳定。
发明内容
为此,本发明实施例提供一种生物质能和风能太阳能互补供能系统及方法,采用不同能量转换通道对应的补能因子调控输出能源参数实现整个产能母系统中多种不同类型的能源互补稳定输出,以解决现有技术中每种类型的能源输出均不稳定的问题。
为了实现上述目的,本发明的实施方式提供如下技术方案:一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,包括如下步骤:
步骤100、根据每个产能母系统生成的能源分类,划分产能母系统中产生不同类型能源的供能能源系统;
步骤200、对不同供能能源系统中的相同类型能源耦合计算将相同类型的能源均衡输出;
步骤300、对不同供能能源系统中不同类型的能源耦合计算,实现产能母系统中多种不同类型的能源转换互补供能输出。
作为本发明的一种优选方案,在步骤100中,根据不同类型能源供能能源系统构建供需关系动态模型:
步骤101、划分确定每个产能母系统生成的能源分类,以及每个产能母系统中不同类型能源产出的上限和下限按照时间轴进行叠加形成产出曲线;
步骤102、采集用户对于不同类型能源的需求离散数据,并根据离散数据拟合关系式,并根据该拟合的关系式建立变化曲线,将该变化曲线按照时间轴延伸形成预测曲线,将预测曲线和产出曲线按照相同的时间轴进行叠合;
步骤103、按照叠合后的关系确定变化区间,并根据需求变化量的极值设定容错率。
作为本发明的一种优选方案,在步骤200中,将不同供能能源系统中的相同类型能源耦合计算均衡输出的方式具体为:
设定整个所述产能母系统的不同类型能源的标准输出参数以及用于调整电能、热能和生物能输出参数的调控因子;
将不同供能能源系统中相同类型的能源耦合输出,实时监控实际输出参数P输出、T输出和W输出,并与标准输出参数P标准、T标准和W标准对比;
利用不同类型能源对应的调控因子调控实际输出参数实现不同供能能源系统中相同类型的稳定均衡输出。
作为本发明的一种优选方案,在步骤200中,所述调控因子用于调整整个所述产能母系统的电能、热能和生物能的稳定输出,具体的实现公式为:
P标准=P输出=λ1P1,其中λ1为整个所述产能母系统的生物能调控因子;
T标准=T输出=λ2(T1+T2+T3),其中λ2为整个所述产能母系统的热能调控因子;
W标准=W输出=λ3(W1+W2+W3),其中λ3为整个所述产能母系统的的电能调控因子;
上述公式中的P1是指生物质能供能系统Q1产生的生物能,W1是指生物质能供能系统Q1产生的电能,T1是指生物质能供能系统Q1产生的热能;
W2是指风能供能系统Q2产生的电能,T2是指风能供能系统Q2产生的热能;
W3是指太阳能供能系统Q3产生的电能,T3是指太阳能供能系统Q3产生的热能。
作为本发明的一种优选方案,在步骤300中,将整个所述产能母系统的不同类型的能源耦合以满足一种能量类型的稳定输出,具体的实现步骤为:
构建生物质能供能系统Q1、风能供能系统Q2和太阳能供能系统Q3之间的能源互补供应关系,建立三个供能系统的不同类型能源的能量转换通道,并设定每个能量转换通道对应的补能因子;
将不同产能母系统中共与输出能源不同的互补能源类型通过对应的能量转换通道转换为输出能源;
利用不同能量转换通道对应的补能因子调控输出能源参数实现整个产能母系统中多种不同类型的能源互补稳定输出。
作为本发明的一种优选方案,所述补能因子用于将整个所述产能母系统的电能、热能和生物能相互转化实现互补供能达到某一种能源的均衡稳定输出,具体的实现公式为:
T标准=T输出=β1(W1+W2+W3)+β2P1+(T1+T2+T3);其中β1为整个所述产能母系统Q的电能转化为热能的补能因子,β2为整个所述产能母系统Q的生物能转化为热能的补能因子;
W标准=W输出=β3P1+(W1+W2+W3);其中β3为整个所述产能母系统的生物能转化为电能的补能因子;
上述公式中的P1是指生物质能供能系统Q1产生的生物能,W1是指生物质能供能系统Q1产生的电能,T1是指生物质能供能系统Q1产生的热能;
W2是指风能供能系统Q2产生的电能,T2是指风能供能系统Q2产生的热能;
W3是指太阳能供能系统Q3产生的电能,T3是指太阳能供能系统Q3产生的热能。
作为本发明的一种优选方案,根据调控因子对整个产能母系统的动态调整过程,并依据不同类型能源总需求和供给之间的关系,确定每种不同类型能源的缺损程度,并且设定该缺损程度分别对应一个阈值,当超过阈值时第三方能源接入的方式来平衡,当缺损程度处于阈值范围内时,建立不同类型能源的约束关系:
aPx+bWy+cTz=1,其中,x=1,y、z=1,2,3,分别对应不同供能系统中的生物能、电能和热能,a+b+c=1。
作为本发明的一种优选方案,在步骤300中,当不同供能能源系统中的相同类型能源输出参数小于标准输出参数时,不同供能能源系统中与输出能源类型不同的能源根据对比结果将互补能源改变为输出能源类型,实现能源的稳定均衡输出。
另外,本发明还提供了一种生物质能和风能太阳能互补供能系统,包括集热单元,用于采集太阳能供能系统的热能以及生物质能供能系统的热能;
蓄电单元,用于共同采集太阳能供能系统、生物质能供能系统和风能供能系统生成的直流电;
生物能蓄积单元,用于储存并过滤生物质能供能系统生成的沼气;
输出调控单元,用于调控热能温度、电能电压和沼气体积以确保能源的稳定输出;
互补均衡调控单元,用于调控集热单元、蓄电单元和生物能蓄积单元之间的能量转化以实现能源互补稳定输出。
作为本发明的一种优选方案,所述输出调控单元分别对应安装在集热单元、蓄电单元和生物能蓄积单元输出端口上,所述互补均衡调控单元分别安装在集热单元、蓄电单元和生物能蓄积单元之间进行能源的转化和交互,所述蓄电单元还连接有逆变转换单元,所述逆变转换单元将所述蓄电单元的直流电转换为标准幅值的交流电并入电网。
本发明的实施方式具有如下优点:
(1)本发明通过设置每种类型的能源调控单元,可实现三个不同供能系统中相同类型的能源统筹运用,实现整个产能母系统的能源均衡输出;
(2)本发明的整个产能母系统中与输出能源不同的互补能源类型通过对应的能量转换通道转换为输出能源。利用不同能量转换通道对应的补能因子调控输出能源参数实现整个产能母系统中多种不同类型的能源互补稳定输出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式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示例性的,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,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施方式中互补供能系统的结构框图;
图2为本发明实施方式中互补供能方法的流程示意图。
图中:
1-集热单元;2-蓄电单元;3-生物能蓄积单元;4-输出调控单元;5-互补均衡调控单元;6-逆变转换单元。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示,本发明还提供了一种生物质能和风能太阳能互补供能系统,包括采集太阳能供能系统的热能以及生物质能供能系统的热能的集热单元1;用于共同采集太阳能供能系统、生物质能供能系统和风能供能系统生成的直流电的蓄电单元2;用于储存并过滤生物质能供能系统生成的沼气的生物能蓄积单元3;用于调控热能温度、电能电压和沼气体积以确保能源的稳定输出的输出调控单元4;用于调控集热单元、蓄电单元和生物能蓄积单元之间的能量转化以实现能源互补稳定输出的互补均衡调控单元5。
输出调控单元4分别对应安装在集热单元1、蓄电单元2和生物能蓄积单元3输出端口上,所述互补均衡调控单元5分别安装在集热单元1、蓄电单元2和生物能蓄积单元3之间进行能源的转化和交互,所述蓄电单元2还连接有逆变转换单元6,所述逆变转换单元6将所述蓄电单元2的直流电转换为标准幅值的交流电并入电网。
实施例2
如图2所示,本发明提供了一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,本实施方式中利用生物质能供能系统、风能供能系统和太阳能供能系统产电、产热和产气,由于风能供能系统和太阳能供能系统均与天气有关,因此生物质能和风能太阳能耦合供能输出不稳定,本实施方式利用生物质能供能系统、风能供能系统和太阳能供能系统产生的电能、热能和沼气生物能进行能源转化进行互补供能,从而实现热能和电能的稳定均衡输出。
具体包括如下步骤:
步骤100、根据每个产能母系统Q不同的能量转化,划分每个产能母系统Q的供能能源系统生成的不同类型能源。
所述产能母系统Q具体包括生物质能供能系统Q1、风能供能系统Q2和太阳能供能系统Q3,整个所述产能母系统Q的总输出能源类型分为电能、热能和生物能。
需要补充说明的是,生物质能供能系统Q1以生物质作为媒介储存太阳能,属于可再生能源,当前较为有效地利用生物质能的方式为制取沼气,主要是利用城乡有机垃圾、秸杆、水和人畜粪便,通过厌氧消化产生可燃气体甲烷,因此生物质能可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能在发酵消化的同时还可以产生热能,并且利用生物质也可以产生电能,比较典型的案例就是利用导线连通橘子和苹果生电。
因此本实施方式的生物质能供能系统Q1的供能能源系统包括电能W1、热能T1和生物能P1,生物能P1具体指沼气,下文仍然用生物能指代沼气。
风能供能系统Q2发电的原理是由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀,引起大气层中压力分布不平衡,在水平气压梯度的作用下,空气沿水平方向运动形成风。风能资源的总储量非常巨大,风能是可再生的清洁能源,储量大、分布广,风能利用是综合性的工程技术,通过风力机将风的动能转化成电能和热能等。
在本实施方式中风能供能系统Q2的供能能源系统具体为电能W2,和热能T2。
太阳能是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式辐射),主要表现就是常说的太阳光线,在现代一般用作发电或者为热水器提供能源,太阳能的利用主要有光热转换和光电转换两种方式,因此本实施方式的太阳能供能系统Q3的供能能源系统包括电能W3和热能T3。
在步骤100中,根据不同类型能源供能能源系统构建供需关系动态模型:
步骤101、划分确定每个产能母系统生成的能源分类,以及每个产能母系统中不同类型能源产出的上限和下限按照时间轴进行叠加形成产出曲线;
步骤102、采集用户对于不同类型能源的需求离散数据,并根据离散数据拟合关系式,并根据该拟合的关系式建立变化曲线,将该变化曲线按照时间轴延伸形成预测曲线,将预测曲线和产出曲线按照相同的时间轴进行叠合;
步骤103、按照叠合后的关系确定变化区间,并根据需求变化量的极值设定容错率。
通过时间轴的叠加和预测,并且可以具体计算出每种能源的预计需求量,然后根据预计需求量提前确定相应的变化区间,并且在确定变化区间之前还设置有可允许的动态调整范围,从而适应复杂的变化过程,满足互补过程中的前瞻性、灵活性和可靠性。
在统计每个供能系统产生的能量后,需要将不同供能系统中的相同类型的能源耦合稳定输出,由于季节不同或者天气不同,风能供能系统Q2和太阳能供能系统Q3产生的能源不稳定,因此需要对每种类型的能源输出进行调控,保证稳定输出,具体的实现步骤如下:步骤200、对不同供能能源系统中相同类型的能源耦合计算,将相同类型的能源耦合计算实现相同类型的能源均衡输出。
将不同供能能源系统中的相同类型能源耦合计算均衡输出的方式具体操作为:
设定整个所述产能母系统的不同类型能源的标准输出参数以及用于调整电能、热能和生物能输出参数的调控因子。
例如按照需求分别设定热能标准输出温度为60℃,电能并入电网中的标准输出电压值为220V,生物能的标准输出密度为0.7174Kg/m3,当整个产能母系统中的热能输出温度、输出电压和生物能输出密度分别均大于对应的标准参数时,则需要利用调控因子调控能源输出参数直至符合输出标准。
也就是说,将不同供能能源系统中相同类型的能源耦合输出,实时监控实际输出参数P输出、T输出和W输出,并与标准输出参数P标准、T标准和W标准对比。利用不同类型能源对应的调控因子调控实际输出参数实现不同供能能源系统中相同类型的稳定均衡输出。
调控因子用于调整整个所述产能母系统的电能、热能和生物能的稳定输出,具体的实现公式为:
P标准=P输出=λ1P1,其中λ1为整个所述产能母系统的生物能调控因子;
T标准=T输出=λ2(T1+T2+T3),其中λ2为整个所述产能母系统的热能调控因子;
W标准=W输出=λ3(W1+W2+W3),其中λ3为整个所述产能母系统的的电能调控因子;
步骤200中对应的是不同供能能源系统中的相同类型能源输出参数大于标准参数的情景,也就是说不需要其他进行能量转换,三个供能系统中的相同类型能量本体耦合即可实现正常的能源输出,因此本实施方式的调控因子可选用用于降低热能输出温度的冷水管道、用于稳定电能幅值的镇流器以及用于降低生物能输出气压的限流阀。
也就是说,将生物质能供能系统Q1的天然气输出管道密度过大时,通过调控限流阀稳定天然气的输出,避免对输出管道的压力过大,因此λ1具体是指限流阀调控天然气输出的参数。
将生物质能供能系统Q1的热能输出管道、风能供能系统Q2的热能输出管道和太阳能供能系统Q3的热能输出管道的输出端口耦合并入一个管道,在热能输出管道的温度过高时,则通入冷水降低热能的输出温度直至符合标准温度输出,λ2具体是指冷水的通入量中和温度的参数。
在耦合将生物质能供能系统Q1、风能供能系统Q2和太阳能供能系统Q3的直流电能输出端口耦合,在将三个供能系统的直流电耦合蓄能后,统一经过逆变转换器将直流电转化为交流电,由于将三个供能系统的电能输出端并入电网中对电能的幅值有要求,因此在电能输出不稳定是通过镇流器控制输出,λ3具体是指镇流器稳定电能输出的参数。
因此通过设定调控因子,可实现三个不同供能系统中相同类型的能源统筹运用,实现整个产能母系统的能源均衡输出。
而当整个供能系统的某一种类型的能源数据低于标准输出参数时,则需要利用供能系统中的其他类型的能源转化为该类型的数据能源,具体的实现步骤如下。
步骤300、对不同供能能源系统中不同类型的能源耦合计算,实现整个产能母系统中多种不同类型的能源互补稳定输出。
此步骤对应的供能情景具体是指:当不同供能能源系统中的相同类型能源输出参数小于标准输出参数时,不同供能能源系统中与输出能源类型不同的能源根据对比结果将互补能源改变为输出能源类型,实现能源的稳定均衡输出。
将互补能源改变为输出能源类型的方式具体为:将电能转发为热能、将生物能转化为热能以及将生物能转化为电能。
因此将整个所述产能母系统的不同类型的能源耦合以满足一种能量类型的稳定输出,具体的实现步骤为:
构建生物质能供能系统Q1、风能供能系统Q2和太阳能供能系统Q3之间的能源互补供应关系,建立三个供能系统以及同一供能系统的不同类型能源的能量转换通道,并设定每个能量转换通道对应的补能因子。
首先需要说明的是,三个供能系统均包含热能和电能,因此三个供能系统两两连接,通过相应的能量转换通道进行生物能、电能和热能的转换,电能转换为热能的能源转换通道可以为电热器,生物能转换为热能的能源转换通道可以为燃烧器,生物能转换为电能的能量转换通道可以为沼气发电机,也就是说,本实施方式的能量转到通道就是指将一种能源转换为另一种能量的工具,将转换后的能量与同种类型的能量连接耦合输出。因此本实施方式的补能因子具体就是指能源转换的量。
将整个产能母系统中与输出能源不同的互补能源类型通过对应的能量转换通道转换为输出能源。利用不同能量转换通道对应的补能因子调控输出能源参数实现整个产能母系统中多种不同类型的能源互补稳定输出。
所述补能因子用于将整个所述产能母系统的电能、热能和生物能相互转化实现互补供能达到某一种能源的均衡稳定输出,具体的实现公式为:
T标准=T输出=β1(W1+W2+W3)+β2P1+(T1+T2+T3);其中β1为整个所述产能母系统Q的电能转化为热能的补能因子,β2为整个所述产能母系统Q的生物能转化为热能的补能因子。
也就是说,当整个产能母系统Q(即生物质能供能系统Q1、风能供能系统Q2和太阳能供能系统Q3的集合)输出的热量相比标准热量参数较小,则需要三个供能系统的电能或者生物质能供能系统Q1的生物质能转换为热能。由于生物质能供能系统的工作比较稳定,在实际的使用时常利用生物能转化为热能,实现能量互补。
W标准=W输出=β3P1+(W1+W2+W3);其中β3为整个所述产能母系统的生物能转化为电能的补能因子。
当整个产能母系统Q(即生物质能供能系统Q1、风能供能系统Q2和太阳能供能系统Q3的集合)输出的电能电压幅值相比标准电能参数较小,则需要优选利用生物质能供能系统Q1的生物质能转换为电能,通常利用沼气发电机进行发电,实现能量互补,从而实现三个不同供能系统中的不同能源的统筹耦合,实现整个供能系统的不同类型的能源互补以使得不同类型的能量均衡输出。
根据调控因子对整个产能母系统的动态调整过程,并依据不同类型能源总需求和供给之间的关系,确定每种不同类型能源的缺损程度,并且设定该缺损程度分别对应一个阈值,当超过阈值时第三方能源接入的方式来平衡,当缺损程度处于阈值范围内时,建立不同类型能源的约束关系:
aPx+bWy+cTz=1,其中,x=1,y、z=1,2,3,分别对应不同供能系统中的生物能、电能和热能,a+b+c=1。
在上述中,根据调整的动态过程,设定约束关系,可以有效的将各种能源的变换约束的有限的范围内,从而可以避免在整个系统内某个形式的能源枯竭导致后续需求时无法供应,并且在设定约束关系之后,当在阈值范围内无法供应时将通过外接能源的方式补充,以确保本系统供应的可靠性和应变的灵活性。
作为本实施方式的优选,将不同供能能源系统中的电能耦合均衡输出的具体实现步骤为:
预设可并入电网的标准交流电压值以及对应交流电压的标准直流电压值;
将生物质能供能系统、风能供能系统和太阳能供能系统生成的直流电串联,将串联直流电压值与标准直流电压值对比;
串联直流电压值小于标准直流电压值时,利用生物质能供能系统的生物能二次发电补充电压值直至串联直流电压值与标准直流电压值相等;
将串联直流电压值通过逆变器将直流电能转换成交流电能并入电网。
由于太阳能生产的电能根据太阳的照射强度有关,风能的生电也与天气相关,因此整个产能母系统中的太阳能生电不稳定,为了提高稳定性,本实施方式先将直流电能串联储存,带直流电能的蓄值达到可以生成标准交流电的标准时,再利用逆变器进行交直流转变并入电网,降低了每个供能系统交流电耦合的难度,并且保证产能母系统的电能稳定输出。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤100、根据每个产能母系统生成的能源分类,划分产能母系统中产生不同类型能源的供能能源系统;
步骤200、对不同供能能源系统中的相同类型能源耦合计算,将相同类型的能源均衡输出;
步骤300、对不同供能能源系统中不同类型的能源耦合计算,实现产能母系统中多种不同类型的能源转换互补供能输出。
2.根据权利要求1所述的一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,其特征在于,在步骤100中,根据不同类型能源供能能源系统构建供需关系动态模型:
步骤101、划分确定每个产能母系统生成的能源分类,以及每个产能母系统中不同类型能源产出的上限和下限按照时间轴进行叠加形成产出曲线;
步骤102、采集用户对于不同类型能源的需求离散数据,并根据离散数据拟合关系式,并根据该拟合的关系式建立变化曲线,将该变化曲线按照时间轴延伸形成预测曲线,将预测曲线和产出曲线按照相同的时间轴进行叠合;
步骤103、按照叠合后的关系确定变化区间,并根据需求变化量的极值设定容错率。
3.根据权利要求2所述的一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,其特征在于,在步骤200中,将不同供能能源系统中的相同类型能源耦合计算均衡输出的方式具体为:
设定整个所述产能母系统的不同类型能源的标准输出参数以及用于调整电能、热能和生物能输出参数的调控因子;
将不同供能能源系统中相同类型的能源耦合输出,实时监控实际输出参数P输出、T输出和W输出,并与标准输出参数P标准、T标准和W标准对比;
利用不同类型能源对应的调控因子调控实际输出参数实现不同供能能源系统中相同类型的稳定均衡输出。
4.根据权利要求3所述的一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,其特征在于,在步骤200中,所述调控因子用于调整整个所述产能母系统的电能、热能和生物能的稳定输出,具体的实现公式为:
P标准=P输出=λ1P1,其中λ1为整个所述产能母系统的生物能调控因子;
T标准=T输出=λ2(T1+T2+T3),其中λ2为整个所述产能母系统的热能调控因子;
W标准=W输出=λ3(W1+W2+W3),其中λ3为整个所述产能母系统的的电能调控因子;
上述公式中的P1是指生物质能供能系统Q1产生的生物能,W1是指生物质能供能系统Q1产生的电能,T1是指生物质能供能系统Q1产生的热能;
W2是指风能供能系统Q2产生的电能,T2是指风能供能系统Q2产生的热能;
W3是指太阳能供能系统Q3产生的电能,T3是指太阳能供能系统Q3产生的热能。
5.根据权利要求4所述的一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,其特征在于,根据调控因子对整个产能母系统的动态调整过程,并依据不同类型能源总需求和供给之间的关系,确定每种不同类型能源的缺损程度,并且设定该缺损程度分别对应一个阈值,当超过阈值时第三方能源接入的方式来平衡,当缺损程度处于阈值范围内时,建立不同类型能源的约束关系:
aPx+bWy+cTz=1,其中,x=1,y、z=1,2,3,分别对应不同供能系统中的生物能、电能和热能,a+b+c=1。
6.根据权利要求1所述的一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,其特征在于,在步骤300中,当不同供能能源系统中的相同类型能源输出参数小于标准输出参数时,不同供能能源系统中与输出能源类型不同的能源根据对比结果将互补能源改变为输出能源类型,实现能源的稳定均衡输出。
7.根据权利要求4所述的一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,其特征在于:在步骤300中,将整个所述产能母系统的不同类型的能源耦合以满足一种能量类型的稳定输出,具体的实现步骤为:
构建生物质能供能系统Q1、风能供能系统Q2和太阳能供能系统Q3之间的能源互补供应关系,建立三个供能系统的不同类型能源的能量转换通道,并设定每个能量转换通道对应的补能因子;
将不同产能母系统中共与输出能源不同的互补能源类型通过对应的能量转换通道转换为输出能源;
利用不同能量转换通道对应的补能因子调控输出能源参数实现整个产能母系统中多种不同类型的能源互补稳定输出。
8.根据权利要求7所述的一种生物质能和风能太阳能互补供能方法,其特征在于,所述补能因子用于将整个所述产能母系统的电能、热能和生物能相互转化实现互补供能达到某一种能源的均衡稳定输出,具体的实现公式为:
T标准=T输出=β1(W1+W2+W3)+β2P1+(T1+T2+T3);其中β1为
整个所述产能母系统Q的电能转化为热能的补能因子,β2为整个所述产能母系统Q的生物能转化为热能的补能因子;
W标准=W输出=β3P1+(W1+W2+W3);其中β3为整个所述产能母系统的生物能转化为电能的补能因子;
上述公式中的P1是指生物质能供能系统Q1产生的生物能,W1是指生物质能供能系统Q1产生的电能,T1是指生物质能供能系统Q1产生的热能;
W2是指风能供能系统Q2产生的电能,T2是指风能供能系统Q2产生的热能;
W3是指太阳能供能系统Q3产生的电能,T3是指太阳能供能系统Q3产生的热能。
9.一种生物质能和风能太阳能互补供能系统,其特征在于,包括:
集热单元(1),用于采集太阳能供能系统的热能以及生物质能供能系统的热能;
蓄电单元(2),用于共同采集太阳能供能系统、生物质能供能系统和风能供能系统生成的直流电;
生物能蓄积单元(3),用于储存并过滤生物质能供能系统生成的沼气;
输出调控单元(4),用于调控热能温度、电能电压和沼气体积以确保能源的稳定输出;
互补均衡调控单元(5),用于调控集热单元、蓄电单元和生物能蓄积单元之间的能量转化以实现能源互补稳定输出。
10.根据权利要求9所述的一种生物质能和风能太阳能互补供能系统,其特征在于,所述输出调控单元(4)分别对应安装在集热单元(1)、蓄电单元(2)和生物能蓄积单元(3)输出端口上,所述互补均衡调控单元(5)分别安装在集热单元(1)、蓄电单元(2)和生物能蓄积单元(3)之间进行能源的转化和交互,所述蓄电单元(2)还连接有逆变转换单元(6),所述逆变转换单元(6)将所述蓄电单元(2)的直流电转换为标准幅值的交流电并入电网。
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