專利名稱：多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)及方法
背景技術(shù)：
冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)是一項先進的清潔能源高效利用技術(shù)，是一種建立在能源梯階利用概念基礎(chǔ)上，將供熱(供暖和供熱水)、制冷及發(fā)電過程一體化的分布式能源綜合利用系統(tǒng)。在提高人們工作與生活品質(zhì)的前提下，大幅度節(jié)約能源，是低碳城市能源建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。因此在世界范圍內(nèi)受到普遍重視。
目前冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的研究與應(yīng)用有三種類型I、樓宇型——直接向建筑物或小規(guī)模建筑群供冷、供熱(包括熱水)、供電，其發(fā)電能力從IOKW(或以下)級到100KW級。樓宇型過于分散，聯(lián)網(wǎng)、并網(wǎng)及調(diào)度管理極為復(fù)雜。另外，樓宇型一般采用微型燃氣輪機，發(fā)電效率低，如采用燃氣內(nèi)燃機，余熱品位較低。主要設(shè)備依賴進口，設(shè)備單位發(fā)電功率投資成本高。由于不同樓宇的結(jié)構(gòu)、規(guī)模、使用功能、位置、圍護結(jié)構(gòu)的不同，因此，樓宇型技術(shù)集成方案及評價方式差異大，難以形成統(tǒng)一的技術(shù)標準和相關(guān)產(chǎn)業(yè)標準，所以難以普及推廣和形成相關(guān)產(chǎn)業(yè)集群。2、熱電廠型一由大型熱電廠和區(qū)域空調(diào)向城鎮(zhèn)范圍進行冷熱電供應(yīng)，管網(wǎng)半徑可達5-10Km，其發(fā)電能力達幾百MW。熱電廠型由于受燃氣供應(yīng)壓力條件制約，需大型燃氣輪機采用降壓運行技術(shù)，因此發(fā)電效率下降，另外，在聯(lián)供系統(tǒng)經(jīng)濟運行半徑內(nèi)，冷熱電供應(yīng)量遠大于冷熱電的實際需求，聯(lián)供系統(tǒng)難以實現(xiàn)經(jīng)濟運行，關(guān)鍵設(shè)備依賴進口，投資造價聞。3、區(qū)域型——由中小型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)向一個區(qū)域供應(yīng)冷、熱、電，如住宅區(qū)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)建筑群、大學(xué)校園、政府辦公區(qū)等，其發(fā)電能力在1-20麗之間，工業(yè)區(qū)一般在50MW-100MW之間。區(qū)域型一般采用中小燃氣輪機,發(fā)電效率較高,與大型燃氣輪機發(fā)電機組相比，由于輸配電電能損失小，因此實際能效與大型燃氣輪機發(fā)電機組相當(dāng)。中小型燃氣輪機技術(shù)成熟，且實現(xiàn)了國產(chǎn)化，國內(nèi)配套設(shè)備齊全，所以綜合投資效益較高。區(qū)域型是目前國內(nèi)外主要研究和應(yīng)用的模式?，F(xiàn)有的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)方案主要以樓宇型和熱電廠型為主，現(xiàn)有的區(qū)域型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)方案只是樓宇型方案的簡單容量增加。目前冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)方案普遍存在以下幾個問題I、對建筑冷、熱、電負荷的動態(tài)性及不同步匹配性、系統(tǒng)的變工況特性考慮不充分，系統(tǒng)集成方案忽視了聯(lián)供系統(tǒng)變工況運行對能源梯級利用的充分性和聯(lián)供系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的不利影響，導(dǎo)致設(shè)計工況與實際運行工況差距大，實際能源利用率低。2、沒有考慮與其它能源供應(yīng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，如與大電網(wǎng)、其它分布式發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行。因此導(dǎo)致冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)與其它能源供應(yīng)系統(tǒng)之間在供能方面的復(fù)雜沖突矛盾，使冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)之間及與其它能源供應(yīng)系統(tǒng)難以實現(xiàn)互補協(xié)調(diào)運行。3、冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的互聯(lián)及并網(wǎng)問題。現(xiàn)有的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)方案沒有將互聯(lián)及并網(wǎng)運行問題融入到系統(tǒng)集成方案中，而現(xiàn)有的微網(wǎng)與熱網(wǎng)又是在孤立的進行研究與應(yīng)用，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、微網(wǎng)、熱網(wǎng)、區(qū)域內(nèi)其它類型分布式發(fā)電系統(tǒng)這四者之間沒有整合設(shè)計。4、沒有考慮系統(tǒng)外部能源供應(yīng)出現(xiàn)問題，如燃氣供應(yīng)和系統(tǒng)內(nèi)部局部出現(xiàn)故障時冷熱電的正常供應(yīng)的互補與備用方案。這將直接影響到人們的學(xué)習(xí)、工作、生活的正常進行及社會穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)存在的不足，提出一種區(qū)域型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)具有如下幾個特點I、由于建筑及建筑群之間存在使用功能、位置、外部環(huán)境、圍護結(jié)構(gòu)等方面的差異，因此其冷熱電負荷的動態(tài)性也存在差異性。本發(fā)明充分利用這一差異特點，首次提出多源鏈式微網(wǎng)和多源環(huán)狀熱網(wǎng)的組合聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使各能源站的冷、熱、電負荷實現(xiàn)相鄰互補， 這樣可以減少設(shè)備的裝機容量和數(shù)量，降低冷熱電動態(tài)負荷匹配調(diào)控的難度和減小匹配調(diào)控過程對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的影響。2、首次提出區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)和建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)的主從結(jié)構(gòu)模式和調(diào)控模式，使負荷匹配方式和削峰填谷方式更具多樣性和靈活性，有利于供熱與供冷經(jīng)濟運行半徑的協(xié)調(diào)。3、注重與外部其它能源系統(tǒng)的協(xié)同互補，使系統(tǒng)具備與大電網(wǎng)、分布式發(fā)電系統(tǒng)、系統(tǒng)外部高、中、低溫?zé)嵩吹膮f(xié)同互補。4、首次將區(qū)域冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、微網(wǎng)、熱網(wǎng)、分布式發(fā)電系統(tǒng)進行了全面整合集成。5、首次提出大電網(wǎng)、多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)、區(qū)域內(nèi)分布式發(fā)電系統(tǒng)分級調(diào)度管理方法。即大電網(wǎng)對多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)進行調(diào)度管理，多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)對所在區(qū)域的分布式發(fā)電系統(tǒng)進行調(diào)度管理。6、注重系統(tǒng)外部能源供應(yīng)出現(xiàn)問題和內(nèi)部系統(tǒng)局部出現(xiàn)故障時，可迅速采用互補和備用方案，保障冷熱電的正常供應(yīng)，確保人們的學(xué)習(xí)、工作、生活的正常進行及社會穩(wěn)定。為了解決現(xiàn)有冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的不足和實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其區(qū)域冷熱電聯(lián)供能源站之間的協(xié)同互補利用，多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)與大電網(wǎng)、分布式發(fā)電系統(tǒng)、系統(tǒng)外部高、中、低溫?zé)嵩吹膮f(xié)同互補利用。以解決冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)冷熱電負荷的動態(tài)負荷匹配難題，提高冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的能源綜合與梯級利用的充分性及能源利用實際效率。所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其所述各相鄰能源站之間互為備用、橫向調(diào)節(jié)和負荷互補。區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站與大型集中式發(fā)電廠、熱電廠等有著不同的特點，它是一種分布式能源系統(tǒng)，供能范圍相對較小，供能量也相對較少，其供能方式是就近生產(chǎn)，就近利用，就近互補，不需要構(gòu)建極其復(fù)雜的放射狀微網(wǎng)和熱網(wǎng)，相鄰能源站之間互為備用，橫向調(diào)節(jié)和負荷互補，就能夠?qū)崿F(xiàn)冷熱電負荷的動態(tài)同步均衡。所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其所述區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)和建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)的關(guān)系是主從關(guān)系，并通過多源鏈式微網(wǎng)和多源環(huán)狀熱網(wǎng)將其集成為一個統(tǒng)一的區(qū)域型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，區(qū)域冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)，既可實現(xiàn)橫向調(diào)控，又可實現(xiàn)縱向調(diào)控；可實現(xiàn)區(qū)域冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的動態(tài)過程協(xié)同，冷熱電負荷的動態(tài)變化和負荷匹配互補。從而使冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)充分實現(xiàn)能源綜合與梯級利用的目的。所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其所述區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)中經(jīng)高溫余熱鍋爐排出的低溫?zé)煔猓懦龅牡蜏責(zé)煔鉁囟韧ǔＴ?0°C以下，作為低溫余熱鍋爐的熱源，如果低溫余熱鍋爐的熱水用于生活，在工程實踐中發(fā)現(xiàn)是一種浪費，因為熱網(wǎng)中蒸汽熱水經(jīng)供熱回收的熱水或用于溴化鋰制冷機制冷后回收的熱水和太陽能熱水器供應(yīng)的熱水完全可以滿足生活熱水的供應(yīng)；如果低溫余熱鍋爐的熱水作為溴化鋰制冷機的驅(qū)動熱源，其熱水溫度偏低。因此在訂制高溫余熱鍋爐時，使排出的低溫?zé)煔鉁囟冗_到100°C，這樣既可以降低高溫余熱鍋爐的造價，又可以滿足制冷和除濕的要求，提高了低溫?zé)煔獾睦脙r值，通過改善燃氣輪機的運行環(huán)境，提高發(fā)電效率，充分利用低品位的熱能，多生廣聞品位的電能。
所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，與其它能源系統(tǒng)的互補，根據(jù)能源品位對口的原則，通過鏈式微網(wǎng)和環(huán)狀熱網(wǎng)實現(xiàn)其它能源系統(tǒng)與區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)及建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)協(xié)同互補。所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，將區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)、建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)、多源鏈式微網(wǎng)和多源環(huán)狀熱網(wǎng)的有機整合，是指這四個部分整合成了一個統(tǒng)一的多源冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，而不是簡單的拼湊。本發(fā)明的有益效果是，借助系統(tǒng)工程理論提出了區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)及建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)、鏈式微網(wǎng)和環(huán)狀熱網(wǎng)的結(jié)構(gòu)模式及整合集成方法，解決了冷、熱、電負荷動態(tài)同步匹配調(diào)控和微型分布式能源系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)并網(wǎng)難題。進一步挖掘了區(qū)域型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的能源綜合梯級利用及對大電網(wǎng)削峰填谷的潛能，改善大電網(wǎng)、大發(fā)電機組的動態(tài)負荷特性，與現(xiàn)有冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)相比，其能源綜合與梯級利用效果更為顯著。


圖I是區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3是相鄰DCHP能源站高溫集汽缸和高溫分汽缸的連接圖；圖4是相鄰DCHP能源站中溫集汽缸和中溫分汽缸的連接圖；圖5是多源環(huán)狀熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖；圖6是多源鏈式微網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。圖2、圖3、圖4、圖6中DCHP表示區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)，英文名稱District Cooling Heating and Power。圖5中D” D2> D3、D4表示區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)，H11, H12, H13、H14, H21, H22, H31 > H32> H33> H34> H41, H42表示建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)，ABCDA表示多源環(huán)狀熱網(wǎng)管網(wǎng)。圖6中負荷指區(qū)域內(nèi)辦公、商業(yè)、生活、工業(yè)、電動汽車充電站和充電樁等用電負荷，DG表示區(qū)域內(nèi)光伏、風(fēng)能、生物質(zhì)、蓄電池等分布式發(fā)電系統(tǒng)。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站遵循發(fā)電機組在滿負荷或高負荷率狀態(tài)下運行，使系統(tǒng)充分發(fā)電及發(fā)電效率處在高水平狀態(tài)下，優(yōu)先利用圖6多源鏈式微網(wǎng)進行相鄰能源站的電力負荷互補調(diào)節(jié)；如圖3、圖4、圖5多源環(huán)狀熱網(wǎng)進行相鄰能源站的熱力負荷互補協(xié)同調(diào)節(jié)，減小區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站電力、熱力負荷峰谷差，改善電力負荷與熱力負荷的同步匹配性，圖I區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站在圖2建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)的協(xié)同調(diào)控下，使電力負荷和熱負荷或冷負荷同步匹配。下面通過

和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。實施方式I夏季實施方式如圖I在區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站，燃料先進入燃氣輪機燃燒室燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓的燃氣進入透平做功帶動發(fā)電機發(fā)電，排出的高溫?zé)煔庥酂嵊筛邷赜酂徨仩t回收，產(chǎn)生的高溫蒸汽經(jīng)高溫集氣缸進入高溫分氣缸，打開閥門2，驅(qū)動蒸汽輪機 發(fā)電，驅(qū)動蒸汽輪機后的中溫蒸汽經(jīng)中溫集汽缸進入中溫分汽缸向環(huán)狀熱網(wǎng)供應(yīng)蒸汽，如圖2蒸汽經(jīng)建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)的高溫汽水換熱器，轉(zhuǎn)換成高溫?zé)崴蜷_閥門13，驅(qū)動雙效熱水型溴化鋰制冷機供冷，富余高溫?zé)崴ㄟ^閥門12由蓄熱裝置存儲，白天雙效熱水型溴化鋰制冷機承擔(dān)基本負荷，用電高峰時由冰蓄冷機調(diào)峰，用電低谷時，由壓縮式制冷機調(diào)峰，冰蓄冷機蓄冷。夏季進入夜間用電低谷時，燃氣輪機、高溫余熱鍋爐、蒸汽輪機關(guān)停，由大電網(wǎng)供電，壓縮式制冷機承擔(dān)基本供冷負荷，打開閥門15蓄熱裝置高溫?zé)崴?qū)動雙效熱水型溴化鋰制冷機，與冰蓄冷機輪流調(diào)峰，冰蓄冷機蓄冷與調(diào)峰輪換進行。夏季如圖2生活熱水主要由建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)的低溫余熱鍋爐、雙效熱水型溴化鋰制冷機回收的熱水、太陽能集熱熱水器提供生活熱水，生活熱水負荷低谷時經(jīng)閥門19流入熱水保溫池，生活熱水負荷高峰時關(guān)閉閥門19，打開閥門20、21提供生活熱水，陰天、雨天打開閥門10、16或打開閥門12、17，補充生活熱水。實施方式2冬季實施方式冬季運行時，如圖I驅(qū)動蒸汽輪機后的中溫蒸汽經(jīng)中溫集汽缸、中溫分氣缸向圖5環(huán)狀熱網(wǎng)供應(yīng)蒸汽，如圖2打開閥門10使蒸汽經(jīng)中溫汽水換熱器轉(zhuǎn)換成中溫?zé)崴?，用熱負荷低谷時，打開閥門12，由蓄熱裝置存儲，在用熱負荷高峰時，經(jīng)中溫汽水換熱器轉(zhuǎn)換為中溫?zé)崴?，冬季進入夜間用電低谷時，如圖I燃氣輪機、蒸汽輪機、高溫余熱鍋爐關(guān)停，打開閥門4，蓄熱式電鍋爐由大電網(wǎng)供電邊蓄熱邊供熱。冬季如圖2生活熱水主要由供熱回收熱水和太陽能集熱熱水器提供生活熱水，打開閥門18使供熱回收熱水進入熱水保溫池，生活熱水負荷低谷時經(jīng)閥門19流入熱水保溫池，生活熱水負荷高峰時關(guān)閉閥門19，打開閥門20、21提供生活熱水；陰天、雨天、雪天打開閥門16或閥門12、17，補充生活熱水。實施方式3過渡季節(jié)實施方式過渡季節(jié)指春秋兩季,過渡季節(jié)主要以發(fā)電為主,兼顧提供生活熱水。過渡季節(jié)運行時如圖I打開閥門1，使高溫蒸汽回注燃氣輪機燃燒室，增加透平做功。打開閥門2，驅(qū)動蒸汽輪機發(fā)電，并由大電網(wǎng)調(diào)度并網(wǎng)發(fā)電。過渡季節(jié)如圖2生活熱水主要由太陽能集熱熱水器、中溫汽水換熱器提供生活熱水，打開閥門10、16，關(guān)閉閥門11，生活熱水負荷低谷時經(jīng)閥門19流入熱水保溫池，生活熱水負荷高峰時關(guān)閉閥門19，，打開閥門20、21提供生活熱水，陰天、雨天打開閥門12、17，補充生活熱水。
實施方式4與大電網(wǎng)和區(qū)域內(nèi)其它分布式發(fā)電系統(tǒng)的互補運行原則區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)在滿足區(qū)域供電需求的同時，配合大電網(wǎng)削峰填谷，減小大電網(wǎng)的電力負荷峰谷差，改善電力動態(tài)負荷對電壓穩(wěn)定性的影響，改善發(fā)電廠大機組的負荷動態(tài)變化，提高發(fā)電廠大機組的發(fā)電效率和經(jīng)濟效益。區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)以削峰填谷方式與大電網(wǎng)互補運行。多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)電力供應(yīng)不足時，向大電網(wǎng)獲取，如圖6區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)所在區(qū)域的其他分布式發(fā)電系統(tǒng)主要向電動汽車充電站、充電樁和照明供電，多余電力可以由蓄電池蓄電，電力供應(yīng)不足時，由蓄電池或多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)提供。實施方式5當(dāng)任一區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站的燃氣輪機發(fā)電機組出現(xiàn)故障時，由相鄰區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站提供高溫蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機發(fā)電，并與相鄰區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站共同提供電力，或直接由大電網(wǎng)供電。 實施方式6當(dāng)蒸汽輪機出現(xiàn)故障或需停止運行時，如圖I打開閥門1，蒸汽回注至燃氣輪機燃燒室，關(guān)閉閥門2，打開閥門3將蒸汽注入中溫集汽缸，經(jīng)中溫分氣缸進入圖5環(huán)狀熱網(wǎng)或通過圖3高溫分氣缸補充到相鄰能源站或通過圖4中溫分氣缸補充到相鄰能源站，也可按上述方式組合實施。相鄰能源站打開閥門1，蒸汽回注至燃氣輪機燃燒室，并向該蒸汽輪機出現(xiàn)故障或需停止運行的能源站補充電力供應(yīng)或由大電網(wǎng)補充電力供應(yīng)。實施方式7當(dāng)外部燃氣供應(yīng)出現(xiàn)問題，燃氣輪機發(fā)電機組、蒸汽輪機發(fā)電機組和高溫余熱鍋爐停止運行，由大電網(wǎng)提供電力供應(yīng)，如圖I啟動蓄熱式電鍋爐，變蓄熱變供熱，并打開閥門4，由蓄熱式電鍋爐經(jīng)中溫集汽缸和中溫分氣缸向圖5環(huán)狀熱網(wǎng)供熱。實施方式8當(dāng)高溫天氣時，如圖I打開閥門7、閥門8和閥門5使低溫余熱鍋爐的熱水驅(qū)動單效溴化鋰制冷機，向壓氣機入口提供適量冷氣，降低壓氣機入口空氣溫度，當(dāng)空氣濕度大時打開閥門6，低溫?zé)煔饨?jīng)熱交換器，驅(qū)動吸收式工業(yè)除濕機組進行除濕，改善燃氣輪機的運行環(huán)境。低溫天氣時，打開閥門9，使低溫余熱鍋爐的熱水注入高溫余熱鍋爐，提高高溫余熱鍋爐的進水溫度，改善高溫余熱鍋爐的運行環(huán)境。以上只是本發(fā)明的實施方式原則和典型實施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以參照實施方式原則和典型實施方式根據(jù)氣候情況、冷熱電負荷的動態(tài)變化及匹配情況、大電網(wǎng)的動態(tài)負荷變化情況和其他能源系統(tǒng)的動態(tài)負荷變化情況組合實施方式。
權(quán)利要求
1.一種多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，由區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)、建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)和多源能源網(wǎng)系統(tǒng)三個部分組成，區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)由燃氣輪機、蒸汽輪機、發(fā)電機、壓氣機、高溫余熱鍋爐、高溫集汽缸、高溫分汽缸、中溫集汽缸、中溫分汽缸、蓄熱式電鍋爐、熱交換器、低溫余熱鍋爐、吸收式工業(yè)除濕機、單效熱水型溴化鋰制冷機、閥門組成，建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)由中溫汽水換熱器、高溫汽水換熱器、蓄熱裝置、雙效熱水型溴化鋰制冷機、壓縮式制冷機、冰蓄冷機、低溫余熱鍋爐、建筑群樓宇太陽能集熱熱水器、建筑群樓宇熱水保溫池、閥門組成，多源能源網(wǎng)系統(tǒng)由多源鏈式微網(wǎng)和多源環(huán)狀熱網(wǎng)組成； 其特征在于多個區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)、若干建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)、多源能源網(wǎng)集成為一個多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，并向多個區(qū)域供冷、供熱、供電和供熱水，各相鄰能源站之間通過多源能源網(wǎng)互為備用、橫向調(diào)節(jié)和負荷互補；以區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站為聯(lián)供中心點，以所在區(qū)域的若干建筑群冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)為聯(lián)供分支點，并通過多源鏈式微網(wǎng)和多源環(huán)狀熱網(wǎng)集成為一個區(qū)域型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站與區(qū)域內(nèi)各建筑群冷熱電聯(lián)供分支點縱向調(diào)控和負荷互補。
2.如權(quán)利要求I所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于區(qū)域型冷熱電 能源站系統(tǒng)中燃氣輪機排煙的高溫余熱由高溫余熱鍋爐回收，高溫余熱鍋爐連接高溫集汽缸，高溫集汽缸連接高溫分汽缸，高溫分汽缸分別連接于燃氣輪機的燃燒室、蒸汽輪機和中溫集汽缸；蒸汽輪機與中溫集汽缸連接，蓄熱式電鍋爐連接于中溫集汽缸，蓄熱式電鍋爐可以邊蓄熱邊供熱，中溫集汽缸連接中溫分汽缸，中溫分汽缸與多源環(huán)狀熱網(wǎng)連接。
3.如權(quán)利要求I所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)增加了兩個集汽缸和分汽缸組合，高溫余熱鍋爐連接高溫集汽缸，高溫集汽缸連接高溫分汽缸，高溫分汽缸出口與相鄰能源站高溫集汽缸入口連接；蒸汽輪機連接中溫集汽缸，中溫集汽缸連接中溫分汽缸，中溫分汽缸出口分別與相鄰能源站中溫集汽缸入口和多源環(huán)狀熱網(wǎng)連接；這兩個集汽缸和分汽缸組合負責(zé)能源站、相鄰能源站和多源環(huán)狀熱網(wǎng)的負荷分配和調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求I所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)增加了蓄熱式電鍋爐，為多源環(huán)狀熱網(wǎng)的備用熱源，用于大電網(wǎng)電力負荷率低、燃氣輪機發(fā)電機組出現(xiàn)故障及保養(yǎng)檢修停止運行、燃氣供應(yīng)出現(xiàn)問題和熱網(wǎng)需應(yīng)急調(diào)控時蓄熱供熱，保障熱網(wǎng)運行安全、冬季正常供熱和夏季溴化鋰制冷機正常供應(yīng)冷氣。
5.如權(quán)利要求I所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)經(jīng)高溫余熱鍋爐排出的低溫?zé)煔?，分別連接熱交換器、低溫余熱鍋爐，熱交換器連接吸收式工業(yè)除濕機，充分利用低溫余熱改善由于空氣濕度大對燃氣輪機作功的影響，降低壓氣機空氣入口的空氣濕度，從而提高燃氣輪機發(fā)電效率；低溫余熱鍋爐連接單效熱水型溴化鋰制冷機，為區(qū)域冷熱電聯(lián)供能源站內(nèi)部提供冷氣，由于夏季氣溫高，影響燃氣輪機作功效率，在壓氣機空氣入口注入適量冷氣，降低進氣溫度，有利于提高發(fā)電效率；低溫余熱鍋爐的低溫?zé)崴诙具M入高溫余熱鍋爐，提高高溫余熱鍋爐的進水溫度。
6.如權(quán)利要求I所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于發(fā)電機組通過開關(guān)、斷路器和變壓器與配電網(wǎng)連接，相鄰能源站的發(fā)電機組以鏈式方式連接，互為備用、相互調(diào)節(jié)；區(qū)域內(nèi)其它分布式發(fā)電系統(tǒng)通過斷路器和開關(guān)與多源鏈式微網(wǎng)的負荷母線連接，從而構(gòu)建成一個以多源鏈式微網(wǎng)為主體的微網(wǎng)系統(tǒng)，城市各區(qū)域的多源鏈式微網(wǎng)通過配電網(wǎng)互聯(lián)；大電網(wǎng)、多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)、區(qū)域內(nèi)分布式發(fā)電系統(tǒng)分級調(diào)度管理，大電網(wǎng)對多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)進行調(diào)度管理，區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)對所在區(qū)域的分布式發(fā)電系統(tǒng)進行調(diào)度管理。
7.如權(quán)利要求I所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)中溫汽水換熱器入口與多源環(huán)狀熱網(wǎng)連接，出口分別與建筑群供熱管網(wǎng)、建筑群生活熱水管網(wǎng)連接；高溫汽水換熱器入口與多源環(huán)狀熱網(wǎng)連接，出口分別與蓄熱裝置、雙效熱水型溴化鋰制冷機連接，蓄熱裝置出口分別與中溫汽水換熱器、雙效熱水型溴化鋰制冷機和建筑群生活熱水管網(wǎng)連接；壓縮式制冷機、冰蓄冷機通過配電裝置及線路與微網(wǎng)連接，并與雙效熱水型溴化鋰制冷機協(xié)調(diào)供冷，壓縮式制冷機連接低溫余熱鍋爐，低溫余熱鍋爐與建筑群生活熱水管網(wǎng)連接；建筑群生活熱水管網(wǎng)與樓宇生活熱水管網(wǎng)連接；建筑群樓宇太陽能集熱熱水器與樓宇生活熱水管網(wǎng)連接，建筑群樓宇熱水保溫池入口分別與供熱回水管網(wǎng)、樓宇生活熱水管網(wǎng)連接，建筑群樓宇熱水保溫池出口與樓宇生活熱水管網(wǎng)連接。
8.如權(quán)利要求I所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于與區(qū)域內(nèi)工業(yè)余熱和其它熱源利用及并網(wǎng)方式，高溫蒸汽余熱及熱源利用及并網(wǎng)方式工業(yè)高溫余熱鍋爐連接高溫集汽缸，高溫集汽缸連接高溫分汽缸，高溫分汽缸出口與相鄰能源站高溫集汽缸入口相連接；蒸汽輪機連接中溫集汽缸，中溫集汽缸連接中溫分汽缸，中溫分汽缸出口分別與相鄰能源站中溫集汽缸入口和多源環(huán)狀熱網(wǎng)相連接；中溫蒸汽余熱及熱源利用及并網(wǎng)方式中溫余熱鍋爐連接中溫集汽缸，中溫集汽缸連接中溫分汽缸，中溫分汽缸出口分別與相鄰能源站中溫集汽缸入口和多源環(huán)狀熱網(wǎng)相連接或直接與建筑群冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的高溫或中溫汽水換熱器入口連接；中溫?zé)崴酂峒盁嵩床⒕W(wǎng)利用及方式中溫?zé)崴酂峒盁嵩粗苯优c建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)的高溫或中溫汽水換熱器出口連接；低溫?zé)崴酂峒盁嵩蠢眉安⒕W(wǎng)方式直接與建筑群生活熱水管網(wǎng)或樓宇生活熱水管網(wǎng)連接。
9.如權(quán)利要求I所述的多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，通過閥門的組合開啟，實施方式有實施方式I、實施方式2、實施方式3、實施方式6、實施方式7、實施方式8、以及上述實施方式的組合模式。
全文摘要
本發(fā)明涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種多源區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)分為區(qū)域型冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)、建筑群冷熱電聯(lián)供分支系統(tǒng)和多源能源網(wǎng)系統(tǒng)三個部分組成，并整合集成為一個統(tǒng)一的聯(lián)供能源網(wǎng)系統(tǒng)。多源能源網(wǎng)系統(tǒng)由多源鏈式微網(wǎng)和多源環(huán)狀熱網(wǎng)組成。能源站既可與相鄰能源站進行橫向負荷互補，又可與聯(lián)供分支系統(tǒng)進行縱向負荷調(diào)控，可實現(xiàn)冷熱電負荷的動態(tài)互補匹配。該系統(tǒng)注重能源梯階利用的充分性和與其它能源系統(tǒng)的互補利用，同時充分考慮了特殊情況下的互補備用方案，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，能源利用率、系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性有很大的提高。
文檔編號F25B29/00GK102829575SQ20121033122
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者陳戈, 王進 申請人:陳戈