CN114256885B - 适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法 - Google Patents

适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114256885B
CN114256885B CN202111579395.1A CN202111579395A CN114256885B CN 114256885 B CN114256885 B CN 114256885B CN 202111579395 A CN202111579395 A CN 202111579395A CN 114256885 B CN114256885 B CN 114256885B
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
cold
heat
equipment
electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111579395.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114256885A (zh
Inventor
员盼锋
戴晓业
莫俊荣
丹慧杰
牛国平
杨培军
史琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
Original Assignee
Tsinghua University
Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University, Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202111579395.1A priority Critical patent/CN114256885B/zh
Publication of CN114256885A publication Critical patent/CN114256885A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114256885B publication Critical patent/CN114256885B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/007—Arrangements for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources
    • H02J3/0075—Arrangements for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources for providing alternative feeding paths between load and source according to economic or energy efficiency considerations, e.g. economic dispatch
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H02J3/144—Demand-response operation of the power transmission or distribution network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本申请涉及供电配电技术领域，特别涉及一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法，引入的储能设备与能量转化利用设备，进行协同调控，从系统供能侧和用户需求侧的匹配关系出发，结合储能及余热梯级利用等能源技术，提高火电厂综合能源系统能量输出的灵活性，以满足用户电、冷、热等多形式多比例的能量需求，以实现供需匹配，从而提高系统的综合能量利用率与经济性、环保性，解决了相关技术中的能源系统仅从供能侧出发，不考虑用户需求侧负荷变化，节能性和经济性较差的问题。

Description

适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法
技术领域
本申请涉及供电配电技术领域，特别涉及一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法。
背景技术
随着我国经济能源体系绿色低碳转型加速，可再生能源发电比例逐年提高，未来火电机组的年利用小时数将大幅下滑，依靠单纯的供电服务将难以适应我国能源转型和节能减排的现实需求。因此进行基于火电厂源侧的综合能源服务系统的研究意义重大。
综合能源系统指在规划、建设和运行等过程中，通过对多种能源的生产、传输、分配、转换、储存、消费等环节进行有机协调与优化，形成以满足冷、热、电等多种用能需求的能源产供销一体化系统。综合能源系统能够采用先进管理方法以及科学技术对能源系统中的不同能源进行整合，从而使不同的能源子系统可以协调规划、互补互济，从而实现能源的梯级利用，提高能源利用效率。火电厂若能借助综合能源服务的发展势头与政策导向，结合自身优势，构建基于火电厂源侧的综合能源服务体系，通过实现所在区域的多能耦合协同供应和能源综合梯级利用、制氢、碳捕集等，不仅可以提升火电厂自身盈利能力，同时可降低区域内企业的用能成本、提升能源利用效率、减少二氧化碳排放等，对于改善现有火电厂的经济性和环保性具有重要意义。
目前关于综合能源系统的研究多集中于分布式能源系统，立足于火电厂燃煤机组的综合能源系统方案研究较少。而在已有研究中，对基于火电厂的综合能源服务系统改造一般不考虑用户需求侧负荷变化，仅从供能侧出发，考虑通过对光伏发电、风力发电、储能等技术的综合利用以提高系统的灵活性，从而利用峰谷电价差套利，以达到较好的经济性。相关技术中公开的一种火力发电厂综合能源系统，其主要包括能量管控平台、光伏发电子站、储能子站、电解氢子站及锅炉富氧燃烧子站；光伏发电子站可作为电解制氢子站的电源，并将多余的光伏发电代替部分火力发电，给厂用设备提供电力；储能子站通过电能的存储与释放可以辅助火电机组参与电网调度；电解制氢电站利用光伏发电子站及锅炉富氧燃烧子站产生的电力产生氢气及氧气且功率可调，氢气可用于出售，而氧气可送入富氧燃烧子站，在电网负荷谷期可利用电解制氢子站对电负荷的需求，起到消纳光伏电力、提高火电机组低负荷运行能力的作用。发明的系统通过能量管理系统将储能系统、电解制氢系统、光伏发电系统协同调控，可起到减少储能系统容量配置、降低发电煤耗、提高投资回报率的作用。但该系统主要从能源供给侧出发，提高火电厂整体的发电效率与发电所带来的收益，对火电厂副产品高温蒸汽的梯级利用缺少考虑，且缺少从需求侧出发，考虑火电厂综合能源系统与其服务的用户在冷热电负荷上的供需匹配关系与用户负荷改变时的系统调控方法。若系统与用户间“供过于求”或“供不应求”，就会导致系统能量利用效率降低或购电购冷购热量大大增加，使火电厂综合能源系统节能性、经济性降低。因此火电厂综合能源系统的设计需综合考虑供能侧与需求侧的负荷特征与供需匹配关系，并提出相应的系统调控方法。
发明内容
本申请提供一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法，以解决相关技术中的能源系统仅从供能侧出发，不考虑用户需求侧负荷变化，节能性和经济性较差的问题。
本申请第一方面实施例提供一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统，包括：火电机组，用于利用燃料产生第一电能和输出蒸汽；光伏发电机组，用于利用太阳能产生第二电能；有机朗肯循环机组，用于利用所述火电机组产生的输出蒸汽产生第三电能；吸收式制冷机组，用于利用所述输出蒸汽产生第一冷能；热交换器供热设备，用于利用所述输出蒸汽产生第一热能；电驱动压缩式制冷设备，用于利用所述第一电能和所述第二电能中多余的第四电能产生第二冷能，电驱动压缩式热泵设备，用于利用所述第一电能和所述第二电能中多余的第四电能产生第二热能；储能设备，用于存储电能、冷能和热能；控制器，用于识别供能侧和用户需求侧的匹配关系，并基于所述匹配关系匹配对应的能源存储策略和/或余热梯级利用策略，并按照所述能源存储策略和/或余热梯级利用策略控制所述储能设备对所述火电机组、所述光伏发电机组进行储能的同时，和/或按照所述余热梯级利用策略控制所述有机朗肯循环机组、所述吸收式制冷机组、所述热交换器供热设备、所述电驱动压缩式制冷设备、所述电驱动压缩式热泵设备进行余热利用。
可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：电解制氢设备，用于利用所述第一电能、所述第二电能和所述第三电能中多余的电能产生氢气和氧气；碳捕集设备，用于消耗所述第一电能、所述第二电能和所述第三电能中多余的电能对锅炉排烟中的二氧化碳进行碳捕集。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述储能设备包括：储电设备，用于存储所述第一电能、所述第二电能和/或所述第三电能；储冷设备，用于存储所述第一冷能和/或所述第二冷能；储热设备，用于存储所述第一热能和/或所述第二热能。
可选地，在本申请的一个实施例中，由所述第一电能和所述第二电能得到的输出电能，其中，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能大于或等于所述用户需求侧的所需电力且所述供能侧的输出蒸汽大于或等于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将多余的第一输出电能存储至所述储电设备，并在所述储电设备储满后，利用所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备将多余的第二输出电能转化为冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并在所述储冷设备和所述储热设备均储满后，将多余的第三输出电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备工作；以及
利用所述吸收式制冷机组或所述热交换器供热设备将多余的输出蒸汽转化为冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并在所述储冷设备和所述储热设备均储满后，将多余的输出蒸汽用于所述有机朗肯循环机组中产生所述第三电能，并存储到所述储电设备中，在所述储电设备储满后，将多余的电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备工作。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能小于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽大于或等于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能提供至用户，且将所述输出蒸汽量用于满足所述冷、热负荷所需的蒸汽量的同时，计算所述多余的输出蒸汽产生的所述第三电能，其中，在所述第三电能大于或等于未满足的所需电力时，将未满足的所需电力需要的输出蒸汽量通入所述有机朗肯循环机组，且将第一剩余的输出蒸汽通过所述吸收式制冷机组或所述热交换器供热设备转化为所述冷能或所述热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并且存储满后，将第二剩余的输出蒸汽用于所述有机朗肯循环机组中产生所述第三电能，并储存到所述储电设备中，且在存储满后，将剩余的第三电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备；在所述第三电能小于所述未满足的所需电力时，将全部的多余的输出蒸汽通入所述有机朗肯循环机组中以产生所述第三电能，通过所述储电设备释放存储的电量以补足所述未满足的所需电力，并在使用所述储电设备释放电能后，不足以满足的所需电力的部分利用提高所述火电机组负荷或电网购电进行补足。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能大于或等于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽小于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能提取所需电力提供至所述用户，将所述输出蒸汽全部用于产生冷、热负荷提供给所述用户，其中，计算多余的输出电能全部用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中所能产生的最大可能冷热负荷，并与用户冷热负荷不足量对比，其中，在所述最大可能冷热负荷大于或等于所述用户冷热负荷不足量时，将部分多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中以补充用户冷热负荷不足，并将剩余的多余输出电能储存到所述储电设备中，并且在存储满后，将剩余的多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，以将产生的冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并且在存储满后，将剩余的输出电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备；在所述最大可能冷热负荷小于所述用户冷热负荷不足量时，将全部的多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中以产生冷负荷或热负荷，余下的冷负荷或热负荷不足通过所述储冷设备或所述储热设备释放以进行补足，并且在所述储冷设备或所述储热设备释放后仍不足以满足所述用户冷热负荷时，通过所述储电设备释放电能以用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，在仍无法满足所述用户冷热负荷时，不足以满足的用户冷热负荷的部分利用提高所述火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能小于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽小于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能和所述输出蒸汽全部用于满足用户电、冷、热负荷需求，且不足负荷通过所述储电设备、所述储冷设备、所述储热设备释放能量以进行补充，其中，若所述储冷储热设备释放的能量仍无法满足所述用户冷热负荷需求，则提取部分所述储电设备中的电能以用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，以及若所述储电设备中储存电能全部耗尽后仍无法满足所述用户电、冷、热负荷需求，则不足以满足的负荷的部分利用提高所述火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
本申请第二方面实施例提供一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源调控方法，利用上述的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统，包括以下步骤：识别供能侧和用户需求侧的匹配关系；基于所述匹配关系匹配对应的能源存储策略和/或余热梯级利用策略，按照所述能源存储策略和/或余热梯级利用策略控制所述储能设备对所述火电机组、所述光伏发电机组进行储能；以及按照所述余热梯级利用策略控制所述有机朗肯循环机组、所述吸收式制冷机组、所述热交换器供热设备、所述电驱动压缩式制冷设备、所述电驱动压缩式热泵设备进行余热利用。
可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能大于或等于所述用户需求侧的所需电力且所述供能侧的输出蒸汽大于或等于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将多余的第一输出电能存储至所述储电设备，并在所述储电设备储满后，利用所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备将多余的第二输出电能转化为冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并在所述储冷设备和所述储热设备均储满后，将多余的第三输出电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备工作；以及
利用所述吸收式制冷机组或所述热交换器供热设备将多余的输出蒸汽转化为冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并在所述储冷设备和所述储热设备均储满后，将多余的输出蒸汽用于所述有机朗肯循环机组中产生所述第三电能，并存储到所述储电设备中，在所述储电设备储满后，将多余的电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备工作。
可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能小于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽大于或等于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能提供至用户，且将所述输出蒸汽量用于满足所述冷、热负荷所需的蒸汽量的同时，计算所述多余的输出蒸汽产生的所述第三电能，其中，在所述第三电能大于或等于未满足的所需电力时，将未满足的所需电力需要的输出蒸汽量通入所述有机朗肯循环机组，且将第一剩余的输出蒸汽通过所述吸收式制冷机组或所述热交换器供热设备转化为所述冷能或所述热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并且存储满后，将第二剩余的输出蒸汽用于所述有机朗肯循环机组中产生所述第三电能，并储存到所述储电设备中，且在存储满后，将剩余的第三电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备；在所述第三电能小于所述未满足的所需电力时，将全部的多余的输出蒸汽通入所述有机朗肯循环机组中以产生所述第三电能，通过所述储电设备释放存储的电量以补足所述未满足的所需电力，并在使用所述储电设备释放电能后，不足以满足的所需电力的部分利用提高所述火电机组负荷或电网购电进行补足。
可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能大于或等于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽小于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能提取所需电力提供至所述用户，将所述输出蒸汽全部用于产生冷、热负荷提供给所述用户，其中，计算多余的输出电能全部用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中所能产生的最大可能冷热负荷，并与用户冷热负荷不足量对比，其中，在所述最大可能冷热负荷大于或等于所述用户冷热负荷不足量时，将部分多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中以补充用户冷热负荷不足，并将剩余的多余输出电能储存到所述储电设备中，并且在存储满后，将剩余的多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，以将产生的冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并且在存储满后，将剩余的输出电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备；在所述最大可能冷热负荷小于所述用户冷热负荷不足量时，将全部的多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中以产生冷负荷或热负荷，余下的冷负荷或热负荷不足通过所述储冷设备或所述储热设备释放以进行补足，并且在所述储冷设备或所述储热设备释放后仍不足以满足所述用户冷热负荷时，通过所述储电设备释放电能以用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，在仍无法满足所述用户冷热负荷时，不足以满足的用户冷热负荷的部分利用提高所述火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能小于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽小于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能和所述输出蒸汽全部用于满足用户电、冷、热负荷需求，且不足负荷通过所述储电设备、所述储冷设备、所述储热设备释放能量以进行补充，其中，若所述储冷储热设备释放的能量仍无法满足所述用户冷热负荷需求，则提取部分所述储电设备中的电能以用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，以及若所述储电设备中储存电能全部耗尽后仍无法满足所述用户电、冷、热负荷需求，则不足以满足的负荷的部分利用提高所述火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
本申请实施例的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法，具有以下有益效果：
1)，综合考虑系统供能侧和用户需求侧的匹配关系，对系统产生能量进行梯级利用，所提系统与调控方法可适用于多种不同形式用户负荷情景，并保证系统具有较高的能量利用率，可在全年用户负荷波动以及需求比例变化下保持高效运行，具有一定的普适性。
2)，通过储电、储冷、储热设备以及有机朗肯循环机组、电驱动压缩式制冷、电驱动压缩式热泵等设备的协同调控作用，实现多种能量的灵活储存与转化，起到平抑可再生能源与用户负荷波动，降低蓄能成本，减少由于负荷波动造成的火电机组频繁变工况运行的情况发生，提高了火电机组的运行效率、安全性与寿命。
3)，通过引入电解制氢设备与碳捕集设备，不仅可以消纳多余电力，灵活调节系统电力输出从而改善供需匹配，还能产生有用产物氢气用于售卖和减少系统二氧化碳排放，提高了系统的经济性与环保性。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统结构示意图；
图2为根据本申请实施例提供的一种具体的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统结构示意图；
图3为根据本申请实施例提供的一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统的调控方法的流程图。
附图标记：
系统各个设备：1-火电机组；2-光伏发电机组；3-有机朗肯循环机组；4-吸收式制冷机组；5-热交换器供热设备；6-电解制氢设备；7-碳捕集设备；8-电驱动压缩式制冷设备；9-电驱动压缩式热泵设备；10-储电设备；11-储冷设备；12-储热设备；13-燃气补燃锅炉；14-电负荷；15-冷负荷；16-热负荷；17-氢气；
用户基本负荷：14-电负荷；15-冷负荷；16-热负荷；
系统额外产品：17-氢气；
系统能量流：(1)-供给火电厂燃料；(2)-供给燃气补燃锅炉燃料；(3)-火电机组输出电能；(4)-光伏发电机组输出电能；(5)-有机朗肯循环机组输出电能；(6)储存电能；(7)-释放电能；(8)-供给用户电能；(9)-供给电解制氢设备电能；(10)-供给碳捕集设备电能；(11)-供给电驱动压缩式制冷设备电能；(12)-供给电驱动压缩式热泵设备电能；(13)-火电机组输出蒸汽；(14)-供给有机朗肯循环机组蒸汽；(15)-供给吸收式制冷机组蒸汽；(16)-供给热交换器供热设备蒸汽；(17)-电驱动压缩式制冷设备输出冷量；(18)-电驱动压缩式热泵设备输出热量；(19)-吸收式制冷机组输出冷量；(20)-热交换器供热设备输出热量；(21)-储存冷量；(22)-释放冷量；(23)-储存热量；(24)-释放热量；(25)-燃气补燃锅炉输出热量；(26)-电解制氢设备输出氢气；(27)-供给用户冷量；(28)-供给用户热量。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
具体而言，图1为根据本申请实施例提供的一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统结构示意图。
如图1所示，该适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统20包括：火电机组1、光伏发电机组2、有机朗肯循环机组3、吸收式制冷机组4、热交换器供热设备5、电驱动压缩式制冷设备8、电驱动压缩式热泵设备9、储能设备18和控制器19。
其中，火电机组1，用于利用燃料产生第一电能和输出蒸汽。光伏发电机组2，用于利用太阳能产生第二电能；有机朗肯循环机组3，用于利用火电机组产生的输出蒸汽产生第三电能；吸收式制冷机组4，用于利用输出蒸汽产生第一冷能；热交换器供热设备5，用于利用输出蒸汽产生第一热能；电驱动压缩式制冷设备8，用于利用第一电能和第二电能中多余的第四电能产生第二冷能，电驱动压缩式热泵设备9，用于利用第一电能和第二电能中多余的第四电能产生第二热能；储能设备18，用于存储电能、冷能和热能；控制器19，用于识别供能侧和用户需求侧的匹配关系，并基于匹配关系匹配对应的能源存储策略和/或余热梯级利用策略，并按照能源存储策略和/或余热梯级利用策略控制储能设备对火电机组、光伏发电机组进行储能的同时，和/或按照余热梯级利用策略控制有机朗肯循环机组、吸收式制冷机组、热交换器供热设备、电驱动压缩式制冷设备、电驱动压缩式热泵设备进行余热利用。
可选地，在本申请的实施例中，适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统20还包括：电解制氢设备6，用于利用第一电能、第二电能和第三电能中多余的电能产生氢气和氧气。碳捕集设备7，用于消耗第一电能、第二电能和第三电能中多余的电能对锅炉排烟中的二氧化碳进行碳捕集。
可选地，在本申请的实施例中，储能设备18包括：储电设备10，用于存储第一电能、第二电能和/或第三电能。储冷设备11，用于存储第一冷能和/或第二冷能。储热设备12，用于存储第一热能和/或第二热能。
具体地，如图2所示，展示了一种具体的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统的结构。本申请的实施例在传统火电厂综合能源系统的基础上，通过新引入的储能设备(储电设备10、储冷设备11、储热设备12)与能量转化利用设备(有机朗肯循环机组3、电解制氢设备6、碳捕集设备7、电驱动压缩式制冷设备8、电驱动压缩式热泵设备9)间的协同调控作用，实现对用户负荷的平抑波动、对系统冷热电负荷输出比例的灵活调节，可适应用户负荷波动及负荷需求比例变化，在全年时间高效运行，实现系统与用户间的供需匹配，在提高火电厂综合能源系统的能量利用率、经济性与环保性的同时能有效保证用户负荷需求得以满足。
适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统中各个组件的作用如下：
火电机组1：一般以额定工况运行，产生电力和高温蒸汽，可直供用户，也可通过下游多种形式的能量利用设备进行转化储存后利用。
光伏发电机组2：利用太阳能产生电力，与火电机组一同满足下游用电需求，可起到减少火电机组负载，降低化石燃料消耗，消纳可再生能源，减少碳排放的作用。
有机朗肯循环机组3：适用于用户冷热需求较少的情景，可将火电机组产生的高温蒸汽作为驱动热源，进行余热深度发电，将多余的蒸汽余热转化为电力，从而改变火电厂综合能源系统的冷热电输出比例，减少火电机组负载，降低化石燃料消耗。
吸收式制冷机组4：利用火电机组高温蒸汽作为驱动热源为用户提供制冷需求的冷量。
热交换器供热设备5：通过与火电机组高温蒸汽换热为用户提供生活热水、采暖等需求的热量。
电解制氢设备6：可利用富余电力通过电解水制取氢气且功率可调，产生的氢气可提供给用户或装罐储存后卖出，而另一副产物氧气亦可装罐卖出，从而实现一定的经济收益。该设备可起到消纳多余电力、提高系统经济性的作用。
碳捕集设备7：可利用富余电力对火电机组锅炉排烟进行碳捕集且功率可调，起到消纳多余电力、减少二氧化碳排放、提高系统环保性的作用。
电驱动压缩式制冷设备8：适用于用户电需求较少而冷需求较多的情景，可将多余电力转化为冷量，从而改变火电厂综合能源系统的冷热电输出比例，降低向外购冷量，实现系统与用户供需匹配。
电驱动压缩式热泵设备9：适用于用户电需求较少而热需求较多的情景，可将多余电力转化为热量，从而改变火电厂综合能源系统的冷热电输出比例，降低补燃购热量，实现系统与用户供需匹配。
储电设备10：在用户电负荷需求较少或光伏发电量较大时储存电力，而在用户电负荷需求较大或光伏发电量较少时释放电力，起到平抑电负荷波动、降低可再生能源不稳定性对用户负荷的冲击、维持火电机组额定工况稳定运行的作用。
储冷设备11：在用户冷负荷需求较少时储存来自吸收式制冷机组的冷量，也可在用户冷、电负荷需求均较少时储存来自电驱动压缩式制冷设备的冷量，并在用户冷负荷需求较大时释放冷量，起到平抑冷负荷波动、与电驱动压缩式制冷设备协同作用间接消纳多余电力从而降低储电设备容量、维持火电机组额定工况稳定运行的作用。
储热设备12：在用户热负荷需求较少时储存来自热交换器供热设备的热量，也可在用户热、电负荷需求均较少时储存来自电驱动压缩式热泵设备的热量，并在用户热负荷需求较大时释放热量，起到平抑热负荷波动、与电驱动压缩式热泵设备协同作用间接消纳多余电力从而降低储电设备容量、维持火电机组额定工况稳定运行的作用。
燃气补燃锅炉13：当系统热输出不足以满足用户热负荷需求时启用，通过补燃的方式保证用户热负荷需求得到满足。
在本申请的实施例中，通过控制器19对火电厂综合能源系统进行调控，在调控中同时考虑功能侧的能量供给和用户侧的能量需求。
可选地，在本申请的实施例中，控制器19进一步用于当匹配关系为供能侧的输出电能大于或等于用户需求侧的所需电力且供能侧的输出蒸汽大于或等于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将多余的第一输出电能存储至储电设备，并在储电设备储满后，利用电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备将多余的第二输出电能转化为冷能或热能储存到储冷设备或储热设备中，并在储冷设备和储热设备均储满后，将多余的第三输出电能用于电解制氢设备或碳捕集设备工作；以及
利用吸收式制冷机组或热交换器供热设备将多余的输出蒸汽转化为冷能或热能储存到储冷设备或储热设备中，并在储冷设备和储热设备均储满后，将多余的输出蒸汽用于有机朗肯循环机组中产生第三电能，并存储到储电设备中，在储电设备储满后，将多余的电能用于电解制氢设备或碳捕集设备工作。
可选地，在本申请的实施例中，控制器19进一步用于当匹配关系为供能侧的输出电能小于用户需求侧的所需电力，且供能侧的输出蒸汽大于或等于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将输出电能提供至用户，且将输出蒸汽量用于满足冷、热负荷所需的蒸汽量的同时，计算多余的输出蒸汽产生的第三电能，其中，
在第三电能大于或等于未满足的所需电力时，将未满足的所需电力需要的输出蒸汽量通入有机朗肯循环机组，且将第一剩余的输出蒸汽通过吸收式制冷机组或热交换器供热设备转化为冷能或热能储存到储冷设备或储热设备中，并且存储满后，将第二剩余的输出蒸汽用于有机朗肯循环机组中产生第三电能，并储存到储电设备中，且在存储满后，将剩余的第三电能用于电解制氢设备或碳捕集设备；
在第三电能小于未满足的所需电力时，将全部的多余的输出蒸汽通入有机朗肯循环机组中以产生第三电能，通过储电设备释放存储的电量以补足未满足的所需电力，并在使用储电设备释放电能后，不足以满足的所需电力的部分利用提高火电机组负荷或电网购电进行补足。
可选地，在本申请的实施例中，控制器19进一步用于当匹配关系为供能侧的输出电能大于或等于用户需求侧的所需电力，且供能侧的输出蒸汽小于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将输出电能提取所需电力提供至用户，将输出蒸汽全部用于产生冷、热负荷提供给用户，其中，计算多余的输出电能全部用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中所能产生的最大可能冷热负荷，并与用户冷热负荷不足量对比，其中，
在最大可能冷热负荷大于或等于用户冷热负荷不足量时，将部分多余输出电能用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中以补充用户冷热负荷不足，并将剩余的多余输出电能储存到储电设备中，并且在存储满后，将剩余的多余输出电能用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中，以将产生的冷能或热能储存到储冷设备或储热设备中，并且在存储满后，将剩余的输出电能用于电解制氢设备或碳捕集设备；
在最大可能冷热负荷小于用户冷热负荷不足量时，将全部的多余输出电能用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中以产生冷负荷或热负荷，余下的冷负荷或热负荷不足通过储冷设备或储热设备释放以进行补足，并且在储冷设备或储热设备释放后仍不足以满足用户冷热负荷时，通过储电设备释放电能以用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中，在仍无法满足用户冷热负荷时，不足以满足的用户冷热负荷的部分利用提高火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
可选地，在本申请的实施例中，控制器19进一步用于当匹配关系为供能侧的输出电能小于用户需求侧的所需电力，且供能侧的输出蒸汽小于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将输出电能和输出蒸汽全部用于满足用户电、冷、热负荷需求，且不足负荷通过储电设备、储冷设备、储热设备释放能量以进行补充，其中，若储冷储热设备释放的能量仍无法满足用户冷热负荷需求，则提取部分储电设备中的电能以用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中，以及若储电设备中储存电能全部耗尽后仍无法满足用户电、冷、热负荷需求，则不足以满足的负荷的部分利用提高火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
结合图2所示，详细描述控制器19的调控过程。
1)预设火电机组1以额定工况运行，计算此时火电机组1与光伏发电机组2的电力输出P1_2(t)与蒸汽输出G1(t)。
2)计算满足用户当前时刻电负荷需求所需电力Puser(t)，以及冷、热负荷需求所需要的高温蒸汽量Guser(t)。
3)比较系统电力蒸汽输出与用户电力蒸汽需求，根据比较结果可得四种情形以及相应的调控方法。
4)①P1_2(t)≥Puser(t),G1(t)≥Guser(t)：在为用户提供满足其需求所需要的电力和蒸汽量基础上，对于多余电力负荷(P1_2(t)-Puser(t))，优先储存到储电设备10中，若储电设备已充满电负荷，则考虑通过电驱动压缩式制冷设备8或电驱动压缩式热泵设备9将多余电力负荷转化为冷量或热量储存到储冷设备11或储热设备12中，若储冷与储热设备也均充满冷热负荷，则根据系统经济性或环保性需求，将多余电力用于电解制氢设备6或碳捕集设备7；对于多余高温蒸汽(G1(t)-Guser(t))，优先考虑通过吸收式制冷机组4或热交换器供热设备5转化为冷量或热量储存到储冷设备11或储热设备12中，若储冷与储热设备也均充满冷热负荷，则将多余高温蒸汽用于有机朗肯循环机组3中产生电负荷，产生的电负荷优先储存到储电设备中10中，若储电设备已充满电负荷，则将该部分电力根据系统经济性或环保性需求用于电解制氢设备6或碳捕集设备7。
②P1_2(t)<Puser(t)，G1(t)≥Guser(t)：火电机组1与光伏发电机组2的电力输出P1_2(t)全部提供给用户，系统蒸汽输出G1(t)中提取Guser(t)的蒸汽量用于满足用户冷、热负荷需求。对于多余高温蒸汽(G1(t)-Guser(t))，计算该部分高温蒸汽全部通入有机朗肯循环机组3中所能产生的最大可能电负荷P3,max(t)，若P3,max(t)≥(Puser(t)-P1_2(t))，则只需将部分高温蒸汽通入有机朗肯循环机组3中即可补充用户电负荷不足，剩余高温蒸汽则通过吸收式制冷机组4或热交换器供热设备5转化为冷量或热量储存到储冷设备11或储热设备12中，若储冷与储热设备均充满冷热负荷，则将剩余高温蒸汽也用于有机朗肯循环机组3中产生电负荷，产生的电负荷优先储存到储电设备中10中，若储电设备已充满电负荷，则将该部分电力根据系统经济性或环保性需求用于电解制氢设备6或碳捕集设备7；若P3,max(t)<(Puser(t)-P1_2(t))，则将全部多余高温蒸汽通入有机朗肯循环机组3中以产生电负荷，余下的电负荷不足通过储电设备10释放电量补足，若使用储电设备10释放电量后仍不足以满足用户电负荷，则通过提高火电机组负荷或电网购电的方式以满足用户负荷需求。
③P1_2(t)≥Puser(t)，G1(t)<Guser(t)：火电机组1与光伏发电机组2的电力输出P1_2(t)中提取Puser(t)的电力用于满足用户电负荷需求，而系统蒸汽输出量G1(t)全部用于产生冷、热负荷提供给用户。对于多余电力输出(P1_2(t)≥Puser(t)),计算该部分电力全部用于电驱动压缩式制冷设备8或电驱动压缩式热泵设备9中所能产生的最大可能冷热负荷Q7_8,max(t),并与用户冷热负荷不足量Quser,lack(t)对比，若Q7_8,max(t)≥Quser,lack(t),则只需将部分电力用于电驱动压缩式制冷设备8或电驱动压缩式热泵设备9中即可补充用户冷热负荷不足，剩余电力优先储存到储电设备10中，若储电设备已充满电负荷，则将剩余电力也用于电驱动压缩式制冷设备8或电驱动压缩式热泵设备9中产生冷负荷或热负荷并储存到储冷设备11或储热设备12中，若储冷与储热设备也均充满冷热负荷，则根据系统经济性或环保性需求，将剩余电力用于电解制氢设备6或碳捕集设备7；若Q7_8,max(t)<Quser,lack(t)，则将全部多余电力用于电驱动压缩式制冷设备8或电驱动压缩式热泵设备9中产生冷负荷或热负荷，余下的冷负荷或热负荷不足通过储冷设备11或储热设备12释放冷量热量补足，若使用储冷设备11或储热设备12释放冷量热量后仍不足以满足用户冷热负荷，则通过储电设备10释放电量并将释放电量用于电驱动压缩式制冷设备8或电驱动压缩式热泵设备9中，若此时仍无法满足用户冷热负荷，则通过提高火电机组负荷或电网购电制冷、燃气补燃锅炉13补燃的方式以满足用户负荷需求。
④P1_2(t)<Puser(t)，G1(t)<Guser(t)：电力输出P1_2(t)与蒸汽输出G1(t)全部用于满足用户电、冷、热负荷需求，不足负荷通过储电设备10、储冷设备11、储热设备12释放能量补充，若储冷储热设备释放的能量仍无法满足用户冷热负荷需求，则可提取一部分储电设备10中的电量用于电驱动压缩式制冷设备8或电驱动压缩式热泵设备9中。若储电设备10中储存能量全部耗尽后仍无法满足用户电、冷、热负荷需求，则通过提高火电机组负荷或电网购电、燃气补燃锅炉13补燃的方式以满足用户需求。
根据本申请实施例提出的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统，通过新引入的储能设备与能量转化利用设备间的协同调控作用，实现对用户负荷的平抑波动、对系统冷热电负荷输出比例的灵活调节，可适应用户负荷波动及负荷需求比例变化，在全年时间高效运行，实现系统与用户间的供需匹配，在提高火电厂综合能源系统的能量利用率、经济性与环保性的同时能有效保证用户负荷需求得以满足。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源调控方法。
图3为根据本申请一个实施例的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源调控方法流程图。
如图3所示，该适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源调控方法，利用上述实施例的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统，适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源调控方法包括以下步骤：
步骤S101，识别供能侧和用户需求侧的匹配关系。
步骤S102，基于匹配关系匹配对应的能源存储策略和/或余热梯级利用策略，按照能源存储策略和/或余热梯级利用策略控制储能设备对火电机组、光伏发电机组进行储能。
步骤S103，按照余热梯级利用策略控制有机朗肯循环机组、吸收式制冷机组、热交换器供热设备、电驱动压缩式制冷设备、电驱动压缩式热泵设备进行余热利用。
可选地，在本申请的一个实施例中，适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源调控方法还包括：
当匹配关系为供能侧的输出电能大于或等于用户需求侧的所需电力且供能侧的输出蒸汽大于或等于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将多余的第一输出电能存储至储电设备，并在储电设备储满后，利用电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备将多余的第二输出电能转化为冷能或热能储存到储冷设备或储热设备中，并在储冷设备和储热设备均储满后，将多余的第三输出电能用于电解制氢设备或碳捕集设备工作；以及
利用吸收式制冷机组或热交换器供热设备将多余的输出蒸汽转化为冷能或热能储存到储冷设备或储热设备中，并在储冷设备和储热设备均储满后，将多余的输出蒸汽用于有机朗肯循环机组中产生第三电能，并存储到储电设备中，在储电设备储满后，将多余的电能用于电解制氢设备或碳捕集设备工作。
可选地，在本申请的一个实施例中，适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源调控方法还包括：
当匹配关系为供能侧的输出电能小于用户需求侧的所需电力，且供能侧的输出蒸汽大于或等于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将输出电能提供至用户，且将输出蒸汽量用于满足冷、热负荷所需的蒸汽量的同时，计算多余的输出蒸汽产生的第三电能，其中，
在第三电能大于或等于未满足的所需电力时，将未满足的所需电力需要的输出蒸汽量通入有机朗肯循环机组，且将第一剩余的输出蒸汽通过吸收式制冷机组或热交换器供热设备转化为冷能或热能储存到储冷设备或储热设备中，并且存储满后，将第二剩余的输出蒸汽用于有机朗肯循环机组中产生第三电能，并储存到储电设备中，且在存储满后，将剩余的第三电能用于电解制氢设备或碳捕集设备；
在第三电能小于未满足的所需电力时，将全部的多余的输出蒸汽通入有机朗肯循环机组中以产生第三电能，通过储电设备释放存储的电量以补足未满足的所需电力，并在使用储电设备释放电能后，不足以满足的所需电力的部分利用提高火电机组负荷或电网购电进行补足。
可选地，在本申请的一个实施例中，适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源调控方法还包括：
当匹配关系为供能侧的输出电能大于或等于用户需求侧的所需电力，且供能侧的输出蒸汽小于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将输出电能提取所需电力提供至用户，将输出蒸汽全部用于产生冷、热负荷提供给用户，其中，计算多余的输出电能全部用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中所能产生的最大可能冷热负荷，并与用户冷热负荷不足量对比，其中，
在最大可能冷热负荷大于或等于用户冷热负荷不足量时，将部分多余输出电能用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中以补充用户冷热负荷不足，并将剩余的多余输出电能储存到储电设备中，并且在存储满后，将剩余的多余输出电能用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中，以将产生的冷能或热能储存到储冷设备或储热设备中，并且在存储满后，将剩余的输出电能用于电解制氢设备或碳捕集设备；
在最大可能冷热负荷小于用户冷热负荷不足量时，将全部的多余输出电能用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中以产生冷负荷或热负荷，余下的冷负荷或热负荷不足通过储冷设备或储热设备释放以进行补足，并且在储冷设备或储热设备释放后仍不足以满足用户冷热负荷时，通过储电设备释放电能以用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中，在仍无法满足用户冷热负荷时，不足以满足的用户冷热负荷的部分利用提高火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
可选地，在本申请的一个实施例中，适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源调控方法还包括：当匹配关系为供能侧的输出电能小于用户需求侧的所需电力，且供能侧的输出蒸汽小于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将输出电能和输出蒸汽全部用于满足用户电、冷、热负荷需求，且不足负荷通过储电设备、储冷设备、储热设备释放能量以进行补充，其中，若储冷储热设备释放的能量仍无法满足用户冷热负荷需求，则提取部分储电设备中的电能以用于电驱动压缩式制冷设备或电驱动压缩式热泵设备中，以及若储电设备中储存电能全部耗尽后仍无法满足用户电、冷、热负荷需求，则不足以满足的负荷的部分利用提高火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
需要说明的是，前述对适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统实施例的解释说明也适用于该实施例的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统的调控方法，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统的调控方法，通过新引入的储能设备与能量转化利用设备间的协同调控作用，实现对用户负荷的平抑波动、对系统冷热电负荷输出比例的灵活调节，可适应用户负荷波动及负荷需求比例变化，在全年时间高效运行，实现系统与用户间的供需匹配，在提高火电厂综合能源系统的能量利用率、经济性与环保性的同时能有效保证用户负荷需求得以满足。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

Claims (10)

1.一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统，其特征在于，包括：
火电机组，用于利用燃料产生第一电能和输出蒸汽；
光伏发电机组，用于利用太阳能产生第二电能；
有机朗肯循环机组，用于利用所述火电机组产生的输出蒸汽产生第三电能；
吸收式制冷机组，用于利用所述输出蒸汽产生第一冷能；
热交换器供热设备，用于利用所述输出蒸汽产生第一热能；
电驱动压缩式制冷设备，用于利用所述第一电能和所述第二电能中多余的第四电能产生第二冷能；
电驱动压缩式热泵设备，用于利用所述第一电能和所述第二电能中多余的第四电能产生第二热能；
储能设备，用于存储电能、冷能和热能；以及
控制器，用于识别供能侧和用户需求侧的匹配关系，并基于所述匹配关系匹配对应的能源存储策略和/或余热梯级利用策略，并按照所述能源存储策略和/或余热梯级利用策略控制所述储能设备对所述火电机组、所述光伏发电机组进行储能的同时，和/或按照所述余热梯级利用策略控制所述有机朗肯循环机组、所述吸收式制冷机组、所述热交换器供热设备、所述电驱动压缩式制冷设备、所述电驱动压缩式热泵设备进行余热利用；
电解制氢设备，用于利用所述第一电能、所述第二电能和所述第三电能中多余的电能产生氢气和氧气；
碳捕集设备，用于消耗所述第一电能、所述第二电能和所述第三电能中多余的电能对锅炉排烟中的二氧化碳进行碳捕集；
所述储能设备包括：
储电设备，用于存储所述第一电能、所述第二电能和/或所述第三电能；
储冷设备，用于存储所述第一冷能和/或所述第二冷能；
储热设备，用于存储所述第一热能和/或所述第二热能。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，由所述第一电能和所述第二电能得到的输出电能，其中，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能大于或等于所述用户需求侧的所需电力且所述供能侧的输出蒸汽大于或等于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将多余的第一输出电能存储至所述储电设备，并在所述储电设备储满后，利用所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备将多余的第二输出电能转化为冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并在所述储冷设备和所述储热设备均储满后，将多余的第三输出电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备工作；以及
利用所述吸收式制冷机组或所述热交换器供热设备将多余的输出蒸汽转化为冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并在所述储冷设备和所述储热设备均储满后，将多余的输出蒸汽用于所述有机朗肯循环机组中产生所述第三电能，并存储到所述储电设备中，在所述储电设备储满后，将多余的电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备工作。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能小于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽大于或等于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能提供至用户，且将所述输出蒸汽量用于满足所述冷、热负荷所需的蒸汽量的同时，计算所述多余的输出蒸汽产生的所述第三电能，其中，
在所述第三电能大于或等于未满足的所需电力时，将未满足的所需电力需要的输出蒸汽量通入所述有机朗肯循环机组，且将第一剩余的输出蒸汽通过所述吸收式制冷机组或所述热交换器供热设备转化为所述冷能或所述热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并且存储满后，将第二剩余的输出蒸汽用于所述有机朗肯循环机组中产生所述第三电能，并储存到所述储电设备中，且在存储满后，将剩余的第三电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备；
在所述第三电能小于所述未满足的所需电力时，将全部的多余的输出蒸汽通入所述有机朗肯循环机组中以产生所述第三电能，通过所述储电设备释放存储的电量以补足所述未满足的所需电力，并在使用所述储电设备释放电能后，不足以满足的所需电力的部分利用提高所述火电机组负荷或电网购电进行补足。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能大于或等于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽小于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能提取所需电力提供至所述用户，将所述输出蒸汽全部用于产生冷、热负荷提供给所述用户，其中，计算多余的输出电能全部用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中所能产生的最大可能冷热负荷，并与用户冷热负荷不足量对比，其中，
在所述最大可能冷热负荷大于或等于所述用户冷热负荷不足量时，将部分多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中以补充用户冷热负荷不足，并将剩余的多余输出电能储存到所述储电设备中，并且在存储满后，将剩余的多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，以将产生的冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并且在存储满后，将剩余的输出电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备；
在所述最大可能冷热负荷小于所述用户冷热负荷不足量时，将全部的多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中以产生冷负荷或热负荷，余下的冷负荷或热负荷不足通过所述储冷设备或所述储热设备释放以进行补足，并且在所述储冷设备或所述储热设备释放后仍不足以满足所述用户冷热负荷时，通过所述储电设备释放电能以用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，在仍无法满足所述用户冷热负荷时，不足以满足的用户冷热负荷的部分利用提高所述火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步用于当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能小于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽小于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能和所述输出蒸汽全部用于满足用户电、冷、热负荷需求，且不足负荷通过所述储电设备、所述储冷设备、所述储热设备释放能量以进行补充，其中，若所述储冷储热设备释放的能量仍无法满足所述用户冷热负荷需求，则提取部分所述储电设备中的电能以用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，以及若所述储电设备中储存电能全部耗尽后仍无法满足所述用户电、冷、热负荷需求，则不足以满足的负荷的部分利用提高所述火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
6.一种适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源调控方法，利用权利要求1-5所述的适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统，其特征在于，包括以下步骤：
识别供能侧和用户需求侧的匹配关系；
基于所述匹配关系匹配对应的能源存储策略和/或余热梯级利用策略，按照所述能源存储策略和/或余热梯级利用策略控制所述储能设备对所述火电机组、所述光伏发电机组进行储能；以及
按照所述余热梯级利用策略控制所述有机朗肯循环机组、所述吸收式制冷机组、所述热交换器供热设备、所述电驱动压缩式制冷设备、所述电驱动压缩式热泵设备进行余热利用。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能大于或等于所述用户需求侧的所需电力且所述供能侧的输出蒸汽大于或等于冷、热负荷所需的蒸汽量时，将多余的第一输出电能存储至所述储电设备，并在所述储电设备储满后，利用所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备将多余的第二输出电能转化为冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并在所述储冷设备和所述储热设备均储满后，将多余的第三输出电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备工作；以及
利用所述吸收式制冷机组或所述热交换器供热设备将多余的输出蒸汽转化为冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并在所述储冷设备和所述储热设备均储满后，将多余的输出蒸汽用于所述有机朗肯循环机组中产生所述第三电能，并存储到所述储电设备中，在所述储电设备储满后，将多余的电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备工作。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能小于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽大于或等于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能提供至用户，且将所述输出蒸汽量用于满足所述冷、热负荷所需的蒸汽量的同时，计算所述多余的输出蒸汽产生的所述第三电能，其中，
在所述第三电能大于或等于未满足的所需电力时，将未满足的所需电力需要的输出蒸汽量通入所述有机朗肯循环机组，且将第一剩余的输出蒸汽通过所述吸收式制冷机组或所述热交换器供热设备转化为所述冷能或所述热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并且存储满后，将第二剩余的输出蒸汽用于所述有机朗肯循环机组中产生所述第三电能，并储存到所述储电设备中，且在存储满后，将剩余的第三电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备；
在所述第三电能小于所述未满足的所需电力时，将全部的多余的输出蒸汽通入所述有机朗肯循环机组中以产生所述第三电能，通过所述储电设备释放存储的电量以补足所述未满足的所需电力，并在使用所述储电设备释放电能后，不足以满足的所需电力的部分利用提高所述火电机组负荷或电网购电进行补足。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能大于或等于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽小于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能提取所需电力提供至所述用户，将所述输出蒸汽全部用于产生冷、热负荷提供给所述用户，其中，计算多余的输出电能全部用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中所能产生的最大可能冷热负荷，并与用户冷热负荷不足量对比，其中，
在所述最大可能冷热负荷大于或等于所述用户冷热负荷不足量时，将部分多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中以补充用户冷热负荷不足，并将剩余的多余输出电能储存到所述储电设备中，并且在存储满后，将剩余的多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，以将产生的冷能或热能储存到所述储冷设备或所述储热设备中，并且在存储满后，将剩余的输出电能用于所述电解制氢设备或所述碳捕集设备；
在所述最大可能冷热负荷小于所述用户冷热负荷不足量时，将全部的多余输出电能用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中以产生冷负荷或热负荷，余下的冷负荷或热负荷不足通过所述储冷设备或所述储热设备释放以进行补足，并且在所述储冷设备或所述储热设备释放后仍不足以满足所述用户冷热负荷时，通过所述储电设备释放电能以用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，在仍无法满足所述用户冷热负荷时，不足以满足的用户冷热负荷的部分利用提高所述火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：当所述匹配关系为所述供能侧的输出电能小于所述用户需求侧的所需电力，且所述供能侧的输出蒸汽小于所述冷、热负荷所需的蒸汽量时，将所述输出电能和所述输出蒸汽全部用于满足用户电、冷、热负荷需求，且不足负荷通过所述储电设备、所述储冷设备、所述储热设备释放能量以进行补充，其中，若所述储冷储热设备释放的能量仍无法满足所述用户冷热负荷需求，则提取部分所述储电设备中的电能以用于所述电驱动压缩式制冷设备或所述电驱动压缩式热泵设备中，以及若所述储电设备中储存电能全部耗尽后仍无法满足所述用户电、冷、热负荷需求，则不足以满足的负荷的部分利用提高所述火电机组负荷、电网购电或者燃气补燃锅炉补燃的方式进行补足。
CN202111579395.1A 2021-12-22 2021-12-22 适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法 Active CN114256885B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111579395.1A CN114256885B (zh) 2021-12-22 2021-12-22 适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111579395.1A CN114256885B (zh) 2021-12-22 2021-12-22 适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114256885A CN114256885A (zh) 2022-03-29
CN114256885B true CN114256885B (zh) 2023-03-07

Family

ID=80794190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111579395.1A Active CN114256885B (zh) 2021-12-22 2021-12-22 适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114256885B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114844102A (zh) * 2022-05-13 2022-08-02 西安西热锅炉环保工程有限公司 适用于火力发电厂的综合能源系统、运行方法及存储介质
CN114977309A (zh) * 2022-06-29 2022-08-30 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种结合氢能应用的火电厂综合能源服务系统
CN115528713B (zh) * 2022-11-28 2023-04-07 国网上海能源互联网研究院有限公司 用户侧燃料电池综合能源系统低碳运行控制方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109184916A (zh) * 2018-08-27 2019-01-11 同济大学 综合能源路由器设备及能源转换的方法
CN113240279A (zh) * 2021-05-14 2021-08-10 国网山东省电力公司电力科学研究院 基于综合需求侧响应的综合能源系统运行控制方法及系统
CN113381398A (zh) * 2021-05-10 2021-09-10 华电电力科学研究院有限公司 适用于工业园区的多能互补综合能源供能系统
CN113794227A (zh) * 2021-08-13 2021-12-14 南方电网科学研究院有限责任公司 一种实现碳循环的综合能源系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030125843A1 (en) * 2001-11-28 2003-07-03 P.V.K. Prasad Heating, cooling and power configuration and management system
WO2016106726A1 (zh) * 2014-12-31 2016-07-07 深圳市爱能森科技有限公司 风电、光伏、光热和介质储热联合供能系统
CN107730047A (zh) * 2017-10-25 2018-02-23 广东电网有限责任公司电网规划研究中心 一种综合能源多能互补系统的网格化协调规划方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109184916A (zh) * 2018-08-27 2019-01-11 同济大学 综合能源路由器设备及能源转换的方法
CN113381398A (zh) * 2021-05-10 2021-09-10 华电电力科学研究院有限公司 适用于工业园区的多能互补综合能源供能系统
CN113240279A (zh) * 2021-05-14 2021-08-10 国网山东省电力公司电力科学研究院 基于综合需求侧响应的综合能源系统运行控制方法及系统
CN113794227A (zh) * 2021-08-13 2021-12-14 南方电网科学研究院有限责任公司 一种实现碳循环的综合能源系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于供需能量平衡的用户侧综合能源系统电/热储能设备综合优化配置;郑国太等;《电力系统保护与控制》;20180816(第16期);第8-18页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114256885A (zh) 2022-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114256885B (zh) 适应用户负荷需求变化的火电厂综合能源系统及调控方法
CN108154309B (zh) 计及冷热电多负荷动态响应的能源互联网经济调度方法
CN111950807B (zh) 计及不确定性与需求响应的综合能源系统优化运行方法
CN110991000B (zh) 计及固体氧化物燃料电池和电转气的能量枢纽建模方法
CN112464477A (zh) 计及需求响应的多能耦合综合能源运行仿真方法
CN110826815A (zh) 一种考虑综合需求响应的区域综合能源系统运行优化方法
CN109523065A (zh) 一种基于改进量子粒子群算法的微能源网优化调度方法
CN110163415B (zh) 一种变工况特性下的多能流系统多目标模糊协同优化方法
CN113256045A (zh) 考虑风光不确定性的园区综合能源系统日前经济调度方法
CN110165715A (zh) 一种将电动汽车储能式充电站接入虚拟电厂的方法
CN110991735B (zh) 一种考虑aa-caes的热电联供系统优化调度方法
CN113435095A (zh) 一种用于综合能源系统的优化调度的方法及系统
CN114759599A (zh) 光氢燃料电池热电联供系统、容量配置方法及介质
CN113128868A (zh) 一种区域综合能源系统调度优化方法及装置
CN113313305A (zh) 一种基于非合作博弈的综合能源系统优化调度方法
CN117649089A (zh) 一种集成氢能的综合能源系统鲁棒低碳优化调度方法
CN111125611B (zh) 面向多场景的冷-热-电微能网群两阶段优化调度方法
CN216530583U (zh) 结合储能与可再生能源技术的火电厂综合能源供电系统
CN116187648A (zh) 基于热电解耦的虚拟电厂热电联合优化调度方法
CN112528210A (zh) 一种冷热电联供系统及控制方法
CN112781092A (zh) 基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统和方法
Luo et al. Optimal Scheduling of Integrated Energy System Considering Integrated Demand Response
CN114362152B (zh) 综合能源系统多时间尺度调度方法
CN114759610B (zh) 一种基于风光虚拟同步机的风光燃储综合能源系统
Amladi et al. Reversible Solid Oxide Cells for Energy Storage in the Netherlands: Thermodynamics and Fuel Selection

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant