CN210350803U - 一种多源协同的综合供能系统 - Google Patents

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黄森炯
许达
郑伟锋
史贵孟
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Abstract

本实用新型涉及一种多源协同的综合供能系统，包括：用于满足系统用能需求的能源单元；用于系统能源形式转换的能源转化装置；用于系统能源存储的蓄能模块；消耗系统能量的负荷单元；其特征在于，所述的综合供能系统还包括控制模块，信息检测模块、通信模块，所述的控制模块包括并离网开关、蓄能控制器、能源转化装置控制器、负荷工作状态管理器，根据能源网管理中心的调度指令控制系统内各个装置的工作状态。本实用新型可以用来实现多种能源的互补利用，提高各种能源的利用率。

Description

一种多源协同的综合供能系统
技术领域
本实用新型涉及多源协同供能技术，具体来说，是综合电网、分布式电源、天然气和生物质能提供电能、燃气、热能和冷能的能源系统。
背景技术
随着人类社会不断进步，经济飞速发展，对能源的消耗也随之与日俱增。目前的能源结构以一次能源为主，而传统化石能源具有不可再生性，日益枯竭，且会有产生废气等危害，这不仅给世界能源供应的可持续性带来了极大的挑战，同时也带来了巨大的环境问题。在这种情况下，大力发展清洁能源，构建多源互补的综合能源体系成为必然选择，以此缓解能源紧张、环境污染等困境。
由于不同能源系统发展的差异，供能往往都是单独规划、单独设计、独立运行，彼此间缺乏协调，由此造成了能源利用率低、供能系统整体安全性和自愈能力不强等问题。通过多源协同的综合供能系统协调调度，不仅能够利用各个能源系统在时空上的耦合机制，实现多能互补、能源梯级利用，还能够挖掘与利用用户参与综合需求响应的能力，改变用户的综合用能行为，实现多类型负荷需求的转移以及负荷需求间的替代，提升能源利用率。
实用新型内容
本实用新型提供一种多源协同的综合供能系统，用以实现多种能源的互补利用，提高各种能源的利用率。本实用新型所采用的技术方案如下：
一种多源协同的综合供能系统，包括：
用于满足系统用能需求的能源单元，包括电网、分布式电源，分布式电源或者通过并网装置将电能送入电网，或者将电能送至电转气设备转换成燃气供系统调度；
用于系统能源形式转换的能源转化装置，包括电转气设备、冷热电联产机组、燃气锅炉、热泵和电制冷机组，其中：冷热电联产机组，将燃气转化成电能、热能与冷能与相应的能源输出端口相接；燃气锅炉，将燃气转化成热能接至热能输出端口；电转气设备、热泵和电制冷机组分别将电能转化成燃气、热能和冷能与相应的能源输出端口相接，通过能源转化装置能够实现能源间的相互转化，系统能源侧的供能形式与负荷侧的获能方式均不再单一，有利于系统进行能源调度；
用于系统能源存储的蓄能模块，包括储能、储气、储热和蓄冷的装置，当系统能源剩余时将多余的能源存储至蓄能装置，一旦系统能源单元的供能不足，蓄能装置释放能源供给负荷单元；
消耗系统能量的负荷单元，包括消耗电能、燃气、热能和冷能的负载；
其特征在于，所述的综合供能系统还包括控制模块，信息检测模块、通信模块，其中，
信息检测模块，用于检测系统各个装置运行状况以及所处的环境参数，所述的信息检测模块包括智能电表、气体涡轮流量计、电能检测模块、气体检测模块和温度传感器等
用于收集检测模块数据的信息采集模块；
用于数据和指令传输的通信模块，所述的通信模块与信息采集模块、控制模块与能源网管理中心相接，用于将信息采集模块的数据传至能源网管理中心，能源网管理中心生成调度指令经其传至控制模块，从而控制整个系统的运行；
用于系统状态管理的控制模块，所述的控制模块包括并离网开关、蓄能控制器、能源转化装置控制器、负荷工作状态管理器，根据能源网管理中心的调度指令控制系统内各个装置的工作状态；
所述的并网装置采用具备即插即用功能的电力路由器，分布式电源、电网、冷热电联产机组的电力输出口与电力路由器的电源端口相接，电力负荷、电转气设备、热泵、电制冷装置接至电力路由器的负荷端口。
优选地，所述的通信模块采用多种通信方式相结合，其中远距离的电力设备采用电力线载波通信方式，近距离的设备采用Zigbee无线通信模块、以太网模块与RS-485通讯模块相结合的方式。
与现有技术相比，本实用新型提供一种多源协同的综合供能系统具备如下特点：作为多种能源和负荷需求的能源转换单元，可为不同场景下的能源输入输出提供接口，实现能源间的综合优化。通过电力路由器对系统内的电能进行调度，电力路由器提供即插即用的端口，再辅以合理的调度策略即可实现再生能源的最大使用。
附图说明
图1为本实用新型优选实施例提供的一种多源协同的综合供能系统的结构示意图；
图2为本实用新型优选实施例提供的一种多源协同的综合供能系统的智能控制结构图。
其中，1、电网，2、分布式电源，3、天然气，4、生物质能，5、能源单元，6、电转气设备，7、冷热电联产，8、燃气锅炉，9、热泵，10、电制冷，11、储能装置，12、储气装置，13、储热装置，14、蓄冷装置，15、电能负荷，16、燃气负荷，17、热能负荷，18、耗冷负荷，19、负荷单元，20、信息检测模块，21、信息采集模块，22、通信模块，23、控制模块，24、能源网管理中心。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明：
请参阅图1和图2，一种多源协同的综合供能系统，包括：
用于满足系统用能需求的能源单元5，所述的能源单元包括电网1、分布式电源2、天然气3和生物质能4。其中：所述的电网1为传统电力网，采用火力、水力发电等；所述的分布式电源2为太阳能发电、风能发电、潮汐能发电、储能等，分布式电源可通过并网装置将电能送入电网，或者将电能送至电转气设备6转换成燃气供系统调度；所述的天然气3为自然界中天然存在的油田气、泥火山气、煤层气等；所述的生物质能4为太阳能以化学能形式贮存在生物质内的能量，可转化成各种形式的燃料，例如沼气等；所述的天然气、生物质能的能量可直接以燃气形式输出，也可与冷热电联产机组7、燃气锅炉8相接转化成其他形式的能量。
用于系统能源形式转换的装置，所述的能源转化装置包括电转气设备6、冷热电联产机组7、燃气锅炉8、热泵9和电制冷机组10。其中：冷热电联产机组7，将燃气转化成电能、热能与冷能与相应的能源输出端口相接；燃气锅炉8，将燃气转化成热能接至热能输出端口；电转气设备6、热泵9和电制冷机组10分别将电能转化成燃气、热能和冷能与相应的能源输出端口相接。通过能源转化装置能够实现能源间的相互转化，系统能源侧的供能形式与负荷侧的获能方式均不再单一，有利于系统进行能源调度。
用于系统能源存储的蓄能模块，所述的蓄能模块包括储能11、储气12、储热13和蓄冷14的装置。当系统能源剩余时将多余的能源存储至蓄能装置，一旦系统能源单元的供能不足，蓄能装置释放能源供给负荷单元。
消耗系统能量的负荷单元19，所述的负荷单元包括消耗电能15、燃气16、热能17和冷能18的负载。
用于检测系统各个装置运行状况以及所处的环境参数的信息检测模块20，所述的信息检测模块包括智能电表、气体涡轮流量计、电能检测模块、气体检测模块、温度传感器等。
用于收集检测模块数据的信息采集模块21。
用于数据和指令传输的通信模块22，所述的通信模块与信息采集模块21、控制模块23与能源网管理中心24相接，用于将信息采集模块21的数据传至能源网管理中心24进行分析处理，生成调度指令经其传至控制模块23，从而控制整个系统的运行。
用于系统状态管理的控制模块23，所述的控制模块包括并离网开关、蓄能控制器、能源转化装置控制器、负荷工作状态管理器等，根据系统管理中心的调度指令控制系统内各个装置的工作状态。
作为优选，在上述优选实施例中：所述能源网管理中心24的中央处理器采用STM32单片机。
所述的通信模块22采用多种通信方式相结合，其中远距离的电力设备采用电力线载波通信方式，近距离的设备采用Zigbee无线通信模块、以太网模块与RS-485通讯模块相结合的方式。
所述的并网装置采用具备即插即用功能的电力路由器，分布式电源2、电网1、冷热电联产机组7的电力输出口与电力路由器的电源端口相接，电力负荷15、电转气设备6、热泵9、电制冷装置10接至电力路由器的负荷端口，由系统管理中心24通过控制模块23控制电力路由器的工作。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种多源协同的综合供能系统，包括：
用于满足系统用能需求的能源单元，包括电网、分布式电源，分布式电源或者通过并网装置将电能送入电网，或者将电能送至电转气设备转换成燃气供系统调度；
用于系统能源形式转换的能源转化装置，包括电转气设备、冷热电联产机组、燃气锅炉、热泵和电制冷机组，其中：冷热电联产机组，将燃气转化成电能、热能与冷能与相应的能源输出端口相接；燃气锅炉，将燃气转化成热能接至热能输出端口；电转气设备、热泵和电制冷机组分别将电能转化成燃气、热能和冷能与相应的能源输出端口相接，通过能源转化装置能够实现能源间的相互转化，系统能源侧的供能形式与负荷侧的获能方式均不再单一，有利于系统进行能源调度；
用于系统能源存储的蓄能模块，包括储能、储气、储热和蓄冷的装置，当系统能源剩余时将多余的能源存储至蓄能装置，一旦系统能源单元的供能不足，蓄能装置释放能源供给负荷单元；
消耗系统能量的负荷单元，包括消耗电能、燃气、热能和冷能的负载；
其特征在于，所述的综合供能系统还包括控制模块，信息检测模块、通信模块，其中，
信息检测模块，用于检测系统各个装置运行状况以及所处的环境参数，所述的信息检测模块包括智能电表、气体涡轮流量计、电能检测模块、气体检测模块和温度传感器等
用于收集检测模块数据的信息采集模块；
用于数据和指令传输的通信模块，所述的通信模块与信息采集模块、控制模块与能源网管理中心相接，用于将信息采集模块的数据传至能源网管理中心，能源网管理中心生成调度指令经其传至控制模块，从而控制整个系统的运行；
用于系统状态管理的控制模块，所述的控制模块包括并离网开关、蓄能控制器、能源转化装置控制器、负荷工作状态管理器，根据能源网管理中心的调度指令控制系统内各个装置的工作状态；
所述的并网装置采用具备即插即用功能的电力路由器，分布式电源、电网、冷热电联产机组的电力输出口与电力路由器的电源端口相接，电力负荷、电转气设备、热泵、电制冷装置接至电力路由器的负荷端口。
2.根据权利要求1所述的综合供能系统，其特征在于，所述的通信模块采用多种通信方式相结合，其中远距离的电力设备采用电力线载波通信方式，近距离的设备采用Zigbee无线通信模块、以太网模块与RS-485通讯模块相结合的方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112152199A (zh) * 2020-08-14 2020-12-29 国网山东综合能源服务有限公司 一种多能互补综合能源系统的能效优化方法及系统

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