CN113919603A - 一种用户侧综合能源舱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用户侧综合能源舱，该装置包括：外舱体、供电配电设备、控制柜和多个冷热设备；其中，外舱体的内部分割为两个独立的区域，分别为电能设备区及冷热设备区；多个冷热设备至少部分集成设置在冷热设备区内；供电配电设备和控制柜集成设置在电能设备区内。本发明采用模块化预制式结构设计，外舱体分割为电能设备区及冷热设备区，多个冷热设备至少部分集成设置在冷热设备区内，便于多个冷热设备之间连接和后续集中维护和调控，供电配电设备和控制柜亦可集中处理调整，可满足用户冷、热、电及生活热水等终端用能需求，融合冷、热、电、气为一体，提升能源利用效率，减少用户的用能成本，降低系统的碳排放量。

Description

一种用户侧综合能源舱

技术领域

本发明涉及能源装置技术领域，具体而言，涉及一种用户侧综合能源舱。

背景技术

综合能源系统整合了可再生能源、需求侧能源梯级利用以及资源综合利用等技术，是能源系统智能化、数字化、低碳化、生态化的最新发展模式。在国内推动“双碳”目标实现的大背景下，综合能源以其清洁高效、多能互补、智慧综合等技术优势，正日益成为未来能源技术的一个重要发展趋势。与此同时，随着用户个性化、多样化用能需求的日益增长，综合能源系统及综合能源服务日渐成为用户的更优选择，然而面向用户侧的综合能源集成装备方案仍然相对空白，提出综合能源装备级解决方案有着重要的实际应用价值与意义。

中国公开号为：CN212518510U，公开了一种园区综合能源装置，包括蓄电池安装箱体，所述蓄电池安装箱体的内部安装有第一蓄电池组和第二蓄电池组，所述第二蓄电池组与蒸汽发电机电性连接，所述蒸汽发电机的蒸汽进气端口处固定安装有蒸汽管，所述蒸汽管的另一端固定连接在加热水箱的上端面上，所述加热水箱侧表面的底端固定连接有加热管。该园区综合能源装置，可以利用集水池对园区内的雨水进行收集，然后通过输送泵将雨水导入加热水箱的内部，接着通过加热管对加热水箱内部的水进行加热，使其变为蒸汽并导入蒸汽发电机内，使其开始发电，接着通过第二蓄电池组对电能进行收集，高效的完成了废弃热能的再利用，以及能源形式的转换。

上述技术方案提供的园区综合能源装置，其系统的各个设备之间比较分散，系统集成程度较差。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种用户侧综合能源舱，旨在解决现有园区综合能源装置中设备分散布置集成程度较差的问题。

本发明提出了一种用户侧综合能源舱，该装置包括：外舱体、供电配电设备、控制柜和多个冷热设备；其中，所述外舱体的内部分割为两个独立的区域，分别为电能设备区及冷热设备区；所述多个冷热设备中至少部分集成设置在所述冷热设备区内，用于供热、供冷、提供电能以及热水中的一种或多种；所述供电配电设备和所述控制柜集成设置在所述电能设备区内，所述供电配电设备用于将供电的冷热设备、配电网和/或光伏发电系统提供的电能转化为交流电，并将交流电分配给所述用户侧综合能源舱中的用电设备，所述控制柜用于对多个所述冷热设备进行控制，以对各所述冷热设备之间进行出力调配。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，所述控制柜包括：需求响应模块、就地控制模块和执行模块；其中，所述需求响应模块，用于接收电网供电设备发射的电网需求响应信号并获取用户是否参与信号，当用户是否参与信号显示用户参与电网需求响应时，根据电网需求响应信号，结合各冷热设备的输出信号以及需求信号，确定电网控制综合能源系统优化策略，并将电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号发送给就地控制模块；当用户是否参与信号显示用户不参与电网需求响应时，将各冷热设备的输出信号以及需求信号发送给就地控制模块；所述就地控制模块与所述需求响应模块相连接，用于接收电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号，根据电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号，确定综合能源优化控制策略并发送给所述执行模块；所述执行模块与所述就地控制模块相连接，用于接收所述综合能源优化控制策略，并根据综合能源优化控制策略确定各所述冷热设备的控制指令和状态设定值，对各所述冷热设备进行启停控制和输出功率控制，使得各冷热设备之间按照综合能源优化控制策略进行运行。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，所述综合能源优化控制策略包括：各供电设备之间的供电配比、供热设备的制热量、供冷设备的制冷量、各供热水设备的供热水配比；所述电网控制综合能源系统优化策略为电网供电设备对各冷热设备供电的变化量。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，所述输出信号包括：当前冷、热、电以及热水输出状态，所述需求信号包括：电负荷、热负荷、冷负荷以及热水负荷。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，所述外舱体包括：预制箱；分隔板，设置在所述预制箱的内部，用于将所述预制箱进行分割，形成电能设备区及冷热设备区；动力设备，设置所述预制箱上，用于对水循环提供动力；电器设备，设置在所述预制箱上，用于对所述预制箱内提供照明、供热或供冷、提供风力；安防设备，设置所述预制箱上。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，所述电器设备包括：空调、轴流风机、照明灯、温度传感器或烟雾传感器中的一种或多种；和/或，所述安防设备包括：视频监控、声光报警器、手动报警器、泄压窗、逃生门或灭火器中的一种或多种；和/或，所述动力设备包括：循环水泵及电磁阀。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，所述控制柜还分别与所述温度传感器、所述空调、所述轴流风机电连接，用于接收所述温度传感器检测的温度，在温度大于预设高温时，控制所述空调进行制冷并同时启动轴流风机进行通风；在温度小于预设低温时，控制所述空调进行制热。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，所述控制柜还分别与所述烟雾传感器、所述声光报警器电连接，用于接收所述烟雾传感器检测的烟雾浓度，在所述烟雾浓度大于第一预设浓度时，控制所述轴流风机开始启动，以进行排烟；在所述烟雾浓度大于第二预设浓度时，控制所述声光报警器进行报警。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，所述分隔板上设有室门，用于实现所述电能设备区和所述冷热设备区之间的连通。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，所述供电配电设备包括：电力电子变换装置和配电柜；其中，所述电力电子变换装置用于将供电的冷热设备、配电网以及光伏发电系统提供的电能转化为交流和直流电；所述配电柜与所述电力电子变换装置相连接，用于将所述电力电子变换装置提供的交流电分配给用电的冷热设备。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，多个所述冷热设备中含有微燃机发电系统、余热回收系统；所述微燃机发电系统用于利用天然气为工质生产电能；所述余热回收系统与所述微燃机发电系统的排烟口相连接，用于回收所述微燃机发电系统生产电能过程中产生的烟气的热量生产热水。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，多个所述冷热设备中还含有用于提供热水的电锅炉、用于供热或供冷的空气源热泵。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，多个所述冷热设备中还含有储热水箱，所述储热水箱分别与所述余热回收系统、所述电锅炉通过连接管路相连接。

进一步地，上述用户侧综合能源舱，所述多个所述冷热设备中还含有将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的燃料电池、通过输入少量的高品位能源实现由低品位热能向高品位热能转移的地源热泵、以相变储能材料为基础进行蓄热的相变蓄热设备中的一种或多种。

本发明提供的用户侧综合能源舱，采用模块化预制式结构设计，外舱体分割为电能设备区及冷热设备区，多个冷热设备至少部分集成设置在冷热设备区内，用于供热、供冷、提供电能以及热水中的一种或多种，供电配电设备和控制柜集成设置在电能设备区内，以便多个冷热设备之间便于连接和后续集中维护和调控，供电配电设备和控制柜亦可集中处理调整，可清洁高效的满足用户冷、热、电及生活热水等终端用能需求，以电力电子设备为核心，融合冷、热、电、气为一体，可大大提升终端供能系统的能源利用效率，减少用户的用能成本，降低系统的碳排放量。该用户侧综合能源舱以其灵活高效、绿色清洁、多能互补的优势，尤其适用于供能设备缺乏集中统一运维管理系统的小型园区如以办公区为主或以商业区为主以及办公和商业混合的小型园区、小型科技园区、小型酒店、观光休闲园区、寄宿制中学，具有非常良好的应用及商业前景。

进一步地，控制柜采用分模块即分层调控实现用户侧综合能源系统的优化管控，实现用户侧综合能源舱内各设备的协调运行与优化管控，同时实现用户侧综合能源舱与电网的友好互动，根据用户的实际需求为用户提供冷、热、电、生活热水等多种能源产品，为用户提供优质高效的综合能源服务，可以有效提升终端供能的综合能源利用效率，进一步推动用户侧节能降碳，提升系统的综合能效，降低用户的用能成本与二氧化碳排放量。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的用户侧综合能源舱的正视图；

图2为本发明实施例提供的用户侧综合能源舱的全剖俯视图；

图3为本发明实施例提供的用户侧综合能源舱的后视图；

图4为本发明实施例提供的用户侧综合能源舱的左侧试图；

图5为本发明实施例提供的用户侧综合能源舱的右侧视图；

图6为本发明实施例提供的控制柜的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1至图5，其示出了本发明实施例提供的用户侧综合能源舱的优选结构。如图所示，该用户侧综合能源舱包括：外舱体1、供电配电设备、控制柜2和多个冷热设备；其中，

外舱体1的内部分割为两个独立的区域，分别为电能设备区11及冷热设备区12。具体地，外舱体1可以为箱体式结构，以作为壳体对内部设备进行防护。外舱体1的内部分为两个设备区，如图2所示，左侧为电能设备区，右侧为冷热设备区。

多个冷热设备至少部分集成设置在冷热设备区12内，用于供热、供冷、提供电能以及热水中的一种或多种。具体地，冷热设备区12内安装布置有多个冷热设备，使得多个冷热设备集成在冷热设备区12内，以便于多个冷热设备的集中维护和调控以及多个冷热设备之间的连接和相互作用。其中，多个冷热设备中含有微燃机发电系统3、余热回收系统、用于提供热水的电锅炉4、用于供热或供冷的空气源热泵5；其中，微燃机发电系统3用于利用天然气为工质生产电能以进行发电；余热回收系统与微燃机发电系统的排烟口相连接，用于回收微燃机发电系统生产电能过程中产生的烟气的热量生产热水，可为用户提供生活热水，提高能源的利用效率，减少温室气体的排放。该微燃机发电系统3可设有排烟管31，用于将多余烟气排出至外舱体1的外部，以避免冷热设备区12内的烟雾浓度大；电锅炉4一方面可用于热水负荷的调峰，另一方面可作为备用，在燃气供应不足时依然可保证热水的正常供应；空气源热泵5的空气源热泵水箱51可设置在冷热设备区12内，空气源热泵5的空气源热泵外机52可设置在外舱体1的外部，空气源热泵5的风机盘管设置在所需供热或供冷的用户室内，风机盘管通过管路与空气源热泵水箱51连接，空气源热泵5通过消耗电能为用户提供空调冷/热；该空气源热泵5的水循环系统为独立系统，不与电锅炉4、余热回收系统及储热水箱6的水循环系统耦合，保障空气源热泵5的水循环恒压。多个冷热设备中还可含有储热水箱6和连接管路，储热水箱6可与余热回收系统、电锅炉4相连接，以存储余热回收系统、电锅炉4生产的热水，进而通过循环系统供给用户；该储热水箱6可连接有补水系统，以维持储热水箱6的水位基本恒定，储热水箱的水循环系统通过强制水循环使得水箱的水温维持恒定。当然，冷热设备区12内亦可根据实际情况设有将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的燃料电池、通过输入少量的高品位能源例如电能等实现由低品位热能向高品位热能转移的地源热泵、以相变储能材料为基础进行蓄热的相变蓄热设备等设备。其中，外舱体1也可以为建筑物，并可通过建筑物进行两个区域的划分。

供电配电设备和控制柜2集成设置在电能设备区11内，供电配电设备将供电的冷热设备、配电网（图中未示出）以及光伏发电系统（图中未示出）提供的电能转化为交直流电，并将其分配给用户侧综合能源舱中的用电设备，控制柜2用于对多个冷热设备进行控制，以对各冷热设备之间进行出力调配。具体地，供电配电设备可与供电设备例如配电网、光伏发电系统和微燃机发电系统3相连接，用于接收电网发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统3提供的电能，对其进行转换，使其转化为交流电，并对其进行分配，使其分配给多个冷热设备中的用电设备例如电锅炉4和空气源热泵5等，以对其进行供电；该供电配电设备还可连接有储能系统例如储能电池，其一方面可消纳吸收系统多余电能，另一方面又可在电源供给不足时及时放电支撑装备的正常运行，提高系统的可靠性。控制柜2可以为就地控制柜，可以为其他形式控制柜，本实施例中对其不做任何限定；外舱体1内的各设备可通过通信设备将信息上传至控制柜2，控制柜2通过综合能源优化控制策略对用户侧能源舱内设备进行启停及优化管控，例如启停控制以及输出功率控制，以控制各设备的出力调配。

显然可以得知，本实施例中，用户侧综合能源舱采用模块化结构设计，外舱体1分割为电能设备区11及冷热设备区12，多个冷热设备集成设置在冷热设备区内，用于供热、供冷、提供电能以及热水，供电配电设备和控制柜集成设置在电能设备区内，以便多个冷热设备之间便于连接和后续集中维护和调控，供电配电设备和控制柜亦可集中处理调整，可清洁高效的满足用户冷、热、电及生活热水等终端用能需求，可大大提升终端供能系统的能源利用效率，减少用户的用能成本，降低系统的碳排放量。该用户侧综合能源舱以其灵活高效、绿色清洁、多能互补的优势，尤其适用于供能设备缺乏集中统一运维管理系统的小型园区如以办公区为主、商业区为主以及办公、商业混合的小型园区、小型科技园区、小型酒店、观光休闲园区、寄宿制中学，具有非常良好的应用及商业前景。

继续参见图1至图5，外舱体1包括：预制箱13、分隔板14、动力设备、电器设备和安防设备；其中，

分隔板14设置在预制箱13的内部，并且，分隔板14沿预制箱13的宽度（如图2所示的竖直方向）设置，用于将预制箱13沿其长度方向（如图2所示的水平方向）进行分割，形成电能设备区11及冷热设备区12；并且，分隔板14上设有室门141，用于实现电能设备区11和冷热设备区12之间的连通。具体地，如图1所示，预制箱13的正面设有双开舱门131，预制箱13的内侧壁可设有保温层，预制箱13通过分隔板14分隔为两室即左右两区，两室之间设置的分隔板14上设有室门141，以实现两区的相互连通；在本实施例中，电能设备区11可铺设有防静电地板，以实现静电防护，确保安全性。

动力设备设置在冷热设备区12所在侧，用于对水循环提供动力。具体地，动力设备包括循环水泵53及电磁阀。如图2所示，循环水泵53与空气源热泵外机52相连接，用于为空气源热泵水箱51内的储水提供动力，并且，连接管路上设有电磁阀；当然，储热水箱6、电锅炉4和余热回收系统亦可设有循环水泵和电磁阀。

电器设备设置在预制箱13上，用于对预制箱13内提供照明、供热或供冷、提供风力。具体地，电器设备包括：空调7、轴流风机8、照明灯、温度传感器和烟雾传感器，用于保证预制箱13内的通风和照明，并按照设定的温度自动开启空调7和轴流风机8；如图2所示，电能设备区11和冷热设备区12的对应箱体上均可设有轴流风机8，以确保两区的通风。电器设备还包括燃气计量表箱19，以计量燃气用量。

安防设备设置预制箱13上。具体地，安防设备包括：视频监控、声光报警器15、手动报警器16、门禁19、泄压窗17、逃生门18和灭火器，用于保护舱内人员的人身安全；其中，如图4所示，声光报警器15、手动报警器16和逃生门18设置在预制箱13的左箱板上；如图3所示，泄压窗17可设置在预制箱13上，并且，位于冷热设备区12以对冷热设备区12进行泄压。

在本实施例中，控制柜2还分别与温度传感器、空调7、轴流风机8电连接，用于接收温度传感器检测的温度，在温度大于预设高温时，控制空调7进行制冷并同时启动轴流风机8进行通风；在温度小于预设低温时，控制空调7进行制热，以按照设定的温度自动开启空调7和轴流风机8。

在本实施例中，控制柜2还分别与烟雾传感器、声光报警器15电连接，用于接收烟雾传感器检测的烟雾浓度，在烟雾浓度大于第一预设浓度时，控制轴流风机8开始启动，以进行排烟；在烟雾浓度大于第二预设浓度时，控制声光报警器15进行报警。其中，第二预设浓度大于第一预设浓度。

继续参见图2，供电配电设备包括：电力电子变换装置9和配电柜10；其中，电力电子变换装置9用于将供电的冷热设备、电网供电设备以及光伏发电系统提供的电能转化为交流电和直流电；配电柜10与电力电子变换装置9相连接，用于将电力电子变换装置9提供的交流电分配给用电的冷热设备。电力电子变换装置9是一个包含多个DC/DC模块和DC/AC模块的多端口装置，输入端可以接入用户侧的光伏发电系统、微燃机发电系统、储能系统等分布式能源及电网供电设备，并通过电力电子变换装置9进行电能变换后通过输出端输出交流/直流电，为综合能源舱内的空气源热泵5、电锅炉4以及外舱体1上或外舱体1外的动力设备、电器设备、安防设备等设备供电，并为用户提供需要的直流/交流电。接入的储能系统例如储能电池一方面可消纳吸收系统多余电能，另一方面又可在电源供给不足时及时放电支撑装备的正常运行，提高系统的可靠性。配电柜10接入电力电子变换装备9的交流输出端口，并为空气源热泵5、电锅炉4、动力设备、电器设备、安防设备供电；安防设备自带适配器，可直接接入交流电。其中，电力电子变换装备9的直流输出端口用于提供直流电，为用户提供直流供电端口。

参见图6，其为本发明实施例提供的控制柜的结构框图。如图所示，控制柜3可以包括：需求响应模块310、就地控制模块320和执行模块330；其中，

需求响应模块310用于接收用户是否参与信号以及接收电网供电设备发送的电网需求响应信号，当用户是否参与信号显示用户参与电网需求响应时，根据电网需求响应信号，结合各冷热设备的输出信号以及需求信号，确定电网控制综合能源系统优化策略，并将电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号发送给就地控制模块；当用户是否参与信号显示用户不参与电网需求响应时，将各冷热设备的输出信号以及需求信号发送给就地控制模块。具体地，需求响应模块310可获取用户是否参与信号，即获取用户是否参与电网需求响应信号的信号；其中，电网需求响应信号是指当电力批发市场价格升高或系统可靠性受威胁时，电力用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号；用户是否参与信号是指用户接收到电网需求响应信号时是否改变其固有的习惯用电模式，达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应。需求响应模块310可与冷热设备相连接，以接收各冷热设备的输出信号以及需求信号；需求响应模块310还与电网供电设备相连接，用于接收电网供电设备发射的电网需求响应信号；当用户是否参与信号显示用户参与电网需求响应时，即用户接收到电网需求响应信号时确定改变其固有的习惯用电模式，达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应，根据电网需求响应信号，结合各冷热设备的输出信号以及需求信号，确定电网控制综合能源系统优化策略，并将电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号发送给就地控制模块320；当用户是否参与信号显示用户不参与电网需求响应时，将各冷热设备的输出信号以及需求信号发送给就地控制模块320；其中，电网控制综合能源系统优化策略为电网供电设备对各冷热设备供电的变化量，即电网供电设备对该用户侧综合能源舱内用电设备供电的变化量，也就是，该用户侧综合能源舱内用电设备需要电网供电设备供电的变化量，一般体现为减少量；设备的输出信号包括：当前冷、热、电以及热水输出状态，例如：电锅炉4的热水输出量、空气源热泵5的工作模式以及制冷量或制热量；需求信号包括：电负荷、热负荷、冷负荷以及热水负荷，其中，电负荷为用户所有用电设备单位时间向用户侧综合能源舱取用的电功率总和，热负荷为所需供热房间需要维持房间热平衡单位时间所需供给的热量，冷负荷为所需供冷房间需要维持房间热平衡单位时间所需供给的冷量，热水负荷为满足用户热水需求量单位时间所需供给的热量。在本实施例中，需求响应模块310主要为实现综合能源舱与电网供电设备的互动制定控制策略，通过电网侧的安全协议和通信链路把电网控制综合能源系统优化策略传达到综合能源系统的管控层即就地控制模块320，完成需求响应的控制。

就地控制模块320与需求响应模块310相连接，用于接收电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号，根据电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号，确定综合能源优化控制策略并发送给执行模块330。具体地，当用户是否参与信号显示用户参与电网需求响应时，需求响应模块310发送电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号发送给就地控制模块320，就地控制模块320根据电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号，确定综合能源优化控制策略并发送给执行模块330；当用户是否参与信号显示用户不参与电网需求响应时，需求响应模块310仅将各冷热设备的输出信号以及需求信号发送给就地控制模块320，就地控制模块320根据各冷热设备的输出信号以及需求信号确定综合能源优化控制策略并发送给执行模块330，相当于电网控制综合能源系统优化策略即电网供电设备对各冷热设备供电的变化量为0。在本实施例中，就地控制模块320主要进行用户侧综合能源舱的优化策略控制，确定综合能源系统优化策略，以通过综合能源系统优化策略实现用户侧能源舱设备的启停控制、出力配比控制等功能，实现综合能源舱的优化管控。其中，综合能源优化控制策略包括：各供电设备之间的供电配比、供热设备的需求输出制热量、供冷设备的需求输出制冷量、各供热水设备的供热水配比，也就是说，电网发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统3等的供电配比，空气源热泵5的需求输出制热量或需求输出制冷量，各供热水设备即电锅炉4和余热回收系统等的供热水配比。

执行模块330与就地控制模块320相连接，用于接收综合能源优化控制策略，并根据综合能源优化控制策略确定各冷热设备的控制指令和状态设定值，对各冷热设备进行启停控制和输出功率控制，使得各冷热设备之间按照综合能源优化控制策略进行运行。具体地，执行模块330可以发出对各个设备的控制指令和状态设定值，它可以为用户侧综合能源舱和各设备之间的接口部分，通过执行模块330与各设备组合进行控制，实现用户侧综合能源舱的整体协调管控。

显然可以得知，本实施例中，控制柜3采用分模块调控的思路，通过需求响应模块310、就地控制模块320和执行模块330调控实现用户侧综合能源系统的优化管控，实现用户侧综合能源舱内各设备的协调运行与优化管控，同时实现用户侧综合能源舱与电网的友好互动，根据用户的实际需求为用户提供冷、热、电、生活热水等多种能源产品，为用户提供优质高效的综合能源服务，可以有效提升终端供能的综合能源利用效率，进一步推动用户侧节能降碳，提升系统的综合能效，降低用户的用能成本与二氧化碳排放量。

综上，本实施例提供的用户侧综合能源舱，采用模块化预制式结构设计，外舱体1分割为电能设备区11及冷热设备区12，多个冷热设备集成设置在冷热设备区内，用于供热、供冷、提供电能以及热水，供电配电设备和控制柜集成设置在电能设备区内，以便多个冷热设备之间便于连接和后续集中维护和调控，供电配电设备和控制柜亦可集中处理调整，可清洁高效的满足用户冷、热、电及生活热水等终端用能需求，以电力电子设备为核心，融合冷、热、电、气为一体，可大大提升终端供能系统的能源利用效率，减少用户的用能成本，降低系统的碳排放量。该用户侧综合能源舱以其灵活高效、绿色清洁、多能互补的优势，尤其适用于供能设备缺乏集中统一运维管理系统的小型园区如以办公区为主、商业区为主以及办公、商业混合的小型园区、小型科技园区、小型酒店、观光休闲园区、寄宿制中学，具有非常良好的应用及商业前景。

进一步地，控制柜3采用分模块即分层调控实现用户侧综合能源系统的优化管控，实现用户侧综合能源舱内各设备的协调运行与优化管控，同时实现用户侧综合能源舱与电网的友好互动，根据用户的实际需求为用户提供冷、热、电、生活热水等多种能源产品，为用户提供优质高效的综合能源服务，可以有效提升终端供能的综合能源利用效率，进一步推动用户侧节能降碳，提升系统的综合能效，降低用户的用能成本与二氧化碳排放量。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种用户侧综合能源舱，其特征在于，包括：外舱体、供电配电设备、控制柜和多个冷热设备；其中，

所述外舱体的内部分割为两个独立的区域，分别为电能设备区及冷热设备区；

所述多个冷热设备中至少部分集成设置在所述冷热设备区内，用于供热、供冷、提供电能以及热水中的一种或多种；

所述供电配电设备和所述控制柜集成设置在所述电能设备区内，所述供电配电设备用于将供电的冷热设备、配电网和/或光伏发电系统提供的电能转化为交流电，并将交流电分配给所述用户侧综合能源舱中的用电设备，所述控制柜用于对多个所述冷热设备进行控制，以对各所述冷热设备之间进行出力调配。

2.根据权利要求1所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，所述控制柜包括：需求响应模块、就地控制模块和执行模块；其中，

所述需求响应模块，用于接收电网供电设备发射的电网需求响应信号并获取用户是否参与信号，当用户是否参与信号显示用户参与电网需求响应时，根据电网需求响应信号，结合各冷热设备的输出信号以及需求信号，确定电网控制综合能源系统优化策略，并将电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号发送给就地控制模块；当用户是否参与信号显示用户不参与电网需求响应时，将各冷热设备的输出信号以及需求信号发送给就地控制模块；

所述就地控制模块与所述需求响应模块相连接，用于接收电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号，根据电网控制综合能源系统优化策略、各冷热设备的输出信号以及需求信号，确定综合能源优化控制策略并发送给所述执行模块；

所述执行模块与所述就地控制模块相连接，用于接收所述综合能源优化控制策略，并根据综合能源优化控制策略确定各所述冷热设备的控制指令和状态设定值，对各所述冷热设备进行启停控制和输出功率控制，使得各冷热设备之间按照综合能源优化控制策略进行运行。

3.根据权利要求2所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，

所述综合能源优化控制策略包括：各供电设备之间的供电配比、供热设备的制热量、供冷设备的制冷量、各供热水设备的供热水配比；

所述电网控制综合能源系统优化策略为电网供电设备对各冷热设备供电的变化量。

4.根据权利要求2所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，

所述输出信号包括：当前冷、热、电以及热水输出状态，所述需求信号包括：电负荷、热负荷、冷负荷以及热水负荷。

5.根据权利要求1至4任一项所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，所述外舱体包括：

预制箱；

分隔板，设置在所述预制箱的内部，用于将所述预制箱进行分割，形成电能设备区及冷热设备区；

动力设备，设置所述预制箱上，用于对水循环提供动力；

电器设备，设置在所述预制箱上，用于对所述预制箱内提供照明、供热或供冷、提供风力；

安防设备，设置所述预制箱上。

6.根据权利要求5所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，

所述电器设备包括：空调、轴流风机、照明灯、温度传感器或烟雾传感器中的一种或多种；

和/或，所述安防设备包括：视频监控、声光报警器、手动报警器、泄压窗、逃生门或灭火器中的一种或多种；

和/或，所述动力设备包括：循环水泵及电磁阀。

7.根据权利要求6所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，

所述控制柜还分别与所述温度传感器、所述空调、所述轴流风机电连接，用于接收所述温度传感器检测的温度，在温度大于预设高温时，控制所述空调进行制冷并同时启动轴流风机进行通风；在温度小于预设低温时，控制所述空调进行制热。

8.根据权利要求7所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，

所述控制柜还分别与所述烟雾传感器、所述声光报警器电连接，用于接收所述烟雾传感器检测的烟雾浓度，在所述烟雾浓度大于第一预设浓度时，控制所述轴流风机开始启动，以进行排烟；在所述烟雾浓度大于第二预设浓度时，控制所述声光报警器进行报警。

9.根据权利要求5所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，

所述分隔板上设有室门，用于实现所述电能设备区和所述冷热设备区之间的连通。

10.根据权利要求1至4任一项所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，所述供电配电设备包括：电力电子变换装置和配电柜；其中，

所述电力电子变换装置用于将供电的冷热设备、配电网以及光伏发电系统提供的电能转化为交流和直流电；

所述配电柜与所述电力电子变换装置相连接，用于将所述电力电子变换装置提供的交流电分配给用电的冷热设备。

11.根据权利要求1至4任一项所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，

多个所述冷热设备中含有微燃机发电系统、余热回收系统；

所述微燃机发电系统用于利用天然气为工质生产电能；

所述余热回收系统与所述微燃机发电系统的排烟口相连接，用于回收所述微燃机发电系统生产电能过程中产生的烟气的热量生产热水。

12.根据权利要求11所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，

多个所述冷热设备中还含有用于提供热水的电锅炉、用于供热或供冷的空气源热泵。

13.根据权利要求12所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，

多个所述冷热设备中还含有储热水箱，所述储热水箱分别与所述余热回收系统、所述电锅炉通过连接管路相连接。

14.根据权利要求1至4任一项所述的用户侧综合能源舱，其特征在于，

所述多个所述冷热设备中还含有将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的燃料电池、通过输入少量的高品位能源实现由低品位热能向高品位热能转移的地源热泵、以相变储能材料为基础进行蓄热的相变蓄热设备中的一种或多种。

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