CN111306842A - 适应不同季节的变工况多能联供***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及储能和分布式能源技术领域，公开了一种适应不同季节的变工况多能联供***及方法，包括：储能子***，用于可再生能源间歇电能的存储，所述储能子***包括空气压缩换热单元和空气液化储能单元；释能子***，用于多种能量联合供应，所述释能子***包括空气复温气化单元和冷热电供能单元，所述冷热电供能单元包括用于供冷的吸收式制冷部件和第一低温再热器和第二低温再热器、用于供热的供热水装置以及用于供电的膨胀机；以及电网、用户侧以及控制子***，用于变工况下能量的供需匹配和调控。该适应不同季节的变工况多能联供***具有能满足不同季节终端用户侧对冷热电量的需求的优点。
Description
技术领域
本发明涉及储能和分布式能源技术领域，特别是涉及一种适应不同季节的变工况多能联供***及方法。
背景技术
随着能源结构不断优化、转型，可再生能源的合理发展日趋重要，但其固有的间歇性和随机性一定程度限制了可再生能源的快速发展。而储能作为一种实现间歇能量平移的技术，能够增强可再生能源的可调控性，促进能源利用***对可再生能源的消纳。其中，液态空气储能是一种相对成熟、清洁环保、储能密度大、无地理条件限制，能够大规模使用的储能技术，利用可再生能源产生的电或低谷电将空气压缩至高压，高压空气通过蓄冷单元降温后变为低温高压空气，经降压装置液化为常压液态空气存储于储罐，用电高峰时，液态空气通过蓄冷单元释放冷量，复温后变为常温空气，通过膨胀机组做功发电。在此过程中，压缩热常以热能形式耗散，***产能形式单一，能量利用效率较低。因此，液态空气储能技术的高效能量转换、应用场合的拓宽仍有待进一步研究。
冷热电三联供***通过能量梯级利用，能够为用户侧提供冷、热、电三种能量，能源利用率较高，但目前的三联供动力***常采用基于天然气燃烧的燃气内燃机或燃气轮机做功，不具备用能调峰功能，而且在此过程中还会产生二氧化碳等温室气体，造成环境污染。因此，开发具备储能功能的节能环保、能灵活适应变工况运行的三联供***具有重要价值。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种适应不同季节的变工况多能联供***及方法，以解决现有技术无法实现不同季节对冷热电需求不同的工况下，将电网低谷电转化为高峰电、冷、热以及冷热电比例可调的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种适应不同季节的变工况多能联供***，包括：储能子***，用于可再生能源间歇电能的存储，所述储能子***包括空气压缩换热单元和与所述空气压缩换热单元相连接的空气液化储能单元；释能子***，用于电、冷及热的多重能量联合供应，所述释能子***包括空气复温气化单元和与所述空气复温气化单元相连接的冷热电供能单元，所述冷热电供能单元包括用于供冷的吸收式制冷部件、第一低温再热器和第二低温再热器、用于供热的供热水装置，以及用于供电的膨胀，所述空气复温气化单元还与所述空气液化储能单元相连接；以及电网、用户侧以及控制子***，所述用户侧与所述冷热电供能单元相连接，所述控制子***分别与所述电网和所述用户侧进行通信并用于变工况下能量的供需匹配和调控。
其中，所述空气压缩换热单元包括串联或并联的至少两个压缩机，在每两个相邻的所述压缩机之间均设有一个中间冷却器，在末级所述压缩机的后侧均设有一个后冷却器；所述空气压缩换热单元还包括设置在首级所述压缩机的前侧的电动机，所述电动机与所述压缩机连通。
其中，所述空气压缩换热单元还包括低温换热介质储罐和高温换热介质储罐，从所述低温换热介质储罐中输出的换热介质分别经所述后冷却器和所述中间冷却器换热后存储到所述高温换热介质储罐中。
其中，所述空气液化储能单元包括液化换热装置、降压装置、低温储罐以及蓄冷器，其中，从所述后冷却器输出的空气进入到所述液化换热装置的内部进行换热后变成低温的空气并进入到所述降压装置内进行降压，以使得所述低温的空气转变为液态空气并存储到所述低温储罐内。
其中，所述空气复温气化单元包括设置在所述低温储罐的后侧并用于给从所述低温储罐输出的液态空气进行加压的低温泵以及与所述低温泵相连通的复温换热装置，其中，所述蓄冷器的低温管路穿过所述液化换热装置，所述蓄冷器的高温管路穿过所述复温换热装置。
其中，所述冷热电供能单元包括与所述复温换热装置的出口端相连通的预热器，所述预热器用于给从所述复温换热装置的出口端输出的空气进行加热；所述冷热电供能单元还包括至少两个膨胀机，所述预热器设置在首级所述膨胀机的入口端。
其中，在每两个相邻的所述膨胀机之间均设有所述第一低温再热器和中温再热器，其中，所述第一低温再热器与首级所述膨胀机的出口端相连通，所述中温再热器与所述第一低温再热器相连，并与下一级所述膨胀机的入口端相连；所述冷热电供能单元还包括分别设置在末级所述膨胀机的出口端的发电机和所述第二低温再热器，所述第一低温再热器和所述第二低温再热器均用于产生冷冻水，所述发电机与所述电网相连接，所述用户侧、所述控制子***与所述电网相连接并用于调控所述电网供给所述用户侧的电量。
其中，在所述中温再热器和所述预热器的入口端均设有相应的阀部件，所述阀部件与所述控制子***连接；当所述用户侧的负荷变化较小时，通过所述控制子***调控相应管路的所述阀部件的开度，以实现小范围内的冷热电供给比例的调节。
其中，所述吸收式制冷部件、所述供热水装置与所述用户侧相连接，其中，高温换热介质从所述高温换热介质储罐中流出并进入所述吸收式制冷部件中，经所述吸收式制冷部件的制冷后获得中温换热介质，所述中温换热介质分别流进所述中温再热器以及所述供热水装置中；不同季节冷热电负荷变化时，通过旁通管路、所述吸收式制冷部件、所述第一低温再热器以及所述第二低温再热器的非工作状态的流通管线，进行大范围内冷热电供给比例的调节，以满足用户不同季节变工况冷热电的需求。
根据本发明的第二方面，还提供一种适应不同季节的变工况多能联供方法，包括：夏季时，所述高温换热介质经吸收式制冷部件制冷利用变为中温换热介质，膨胀机间设有第一低温再热器和中温再热器，通过对管路流量的调节，大量的所述中温换热介质流入所述中温再热器，少量的中温换热介质流入所述供热水装置，所述吸收式制冷部件与所述第一低温再热器和第二低温再热器均生产冷冻水来参与***空调机组的循环制冷，为用户侧供冷；膨胀机膨胀发电，为用户侧供电，所述供热水装置产生热水，为用户侧供热；过渡季时，所述膨胀机设有所述中温再热器，所述高温换热介质直接分流进入所述中温再热器以及所述供热水装置，通过对管路流量的调节，使大量的高温换热介质流入所述中温再热器，使少量的高温换热介质流入所述供热水装置，所述膨胀机膨胀发电，为用户侧供电，所述供热水装置产生热水，为用户侧供热；冬季时，膨胀机间设有所述中温再热器，所述高温换热介质直接分流进入所述中温再热器以及所述供热水装置，通过对管路流量的调节，使少量的高温换热介质流入所述中温再热器，使大量的高温换热介质流入所述供热水装置，所述膨胀机膨胀发电，为用户侧供电，所述供热水装置产生热水，为用户侧供热。
(三)有益效果
本发明提供的适应不同季节的变工况多能联供***，与现有技术相比，具有如下优点：
该储能子***用于可再生能源间歇电能的存储，该释能子***用于电能、冷及热的多重能量联合供应，该控制子***用于能量的供需匹配和调控，本申请的适应不同季节的变工况多能联供***具有可实现不同季节变工况的冷、热、电供应，调节灵活、可实现环境友好型运行，在运行过程中可实现零碳排放、能充分发挥多能互补的优势，提升终端能源的利用效率，此外，本申请的适应不同季节的变工况多能联供***还可以解决间歇性可再生能源的并网能力，为电网提供削峰填谷的作用。
附图说明
图1为本发明的实施例的适应不同季节的变工况多能联供***的整体结构示意图；
图2为图1中的实施例的适应不同季节的变工况多能联供***的夏季供能部分示意图；
图3为图1中的实施例的适应不同季节的变工况多能联供***的冬季及过渡季供能部分示意图。
附图标记：
1：储能子***；11：空气压缩换热单元；111：压缩机；112：中间冷却器；113：后冷却器；114：电动机；115：低温换热介质储罐；116：高温换热介质储罐；12：空气液化储能单元；121：降压装置；122：液化换热装置；123：低温储罐；124：蓄冷器；2：释能子***；21：空气复温气化单元；211：低温泵；212：复温换热装置； 22：冷热电供能单元；221：预热器；222：膨胀机；223：中温再热器；224：第一低温再热器；225：发电机；226：第二低温再热器；3：电网；4：用户侧；5：控制子***；6：吸收式制冷部件；7：供热水装置；8：阀部件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，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。在本发明的描述中，“多个”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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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发明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多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。
如图1至图3所示，图中示意性地显示了该适应不同季节的变工况多能联供***包括储能子***1、释能子***2、电网3、用户侧4 以及控制子***5。
在本申请的实施例中，储能子***1用于可再生能源间歇电能的存储，该储能子***1包括空气压缩换热单元11和与该空气压缩换热单元11相连接的空气液化储能单元12。
该释能子***2用于电、冷及热的多重能量联合供应，该释能子***2包括空气复温气化单元21和与该空气复温气化单元21相连接的冷热电供能单元22，该冷热电供能单元22包括用于供冷的吸收式制冷部件6、第一低温再热器224和第二低温再热器226、用于供热的供热水装置7以及用于供电的膨胀机222，其中，该空气复温气化单元21还与该空气液化储能单元12相连接。
该控制子***5分别与该电网3和该用户侧4进行通信并用于变工况下能量的供需匹配和调控，用户侧4与冷热电供能单元相连接。具体地，该储能子***1用于可再生能源间歇电能的存储，该释能子***2用于电能、冷及热的多重能量联合供应，该控制子***5用于能量的供需匹配和调控，本申请的适应不同季节的变工况多能联供***具有可实现不同季节变工况的冷、热、电供应，调节灵活、可实现环境友好型运行，在运行过程中可实现零碳排放、能充分发挥多能互补的优势，提升终端能源的利用效率，此外，本申请的适应不同季节的变工况多能联供***还可以解决间歇性可再生能源的并网能力，为电网提供削峰填谷的作用。
如图1至图3所示，在本申请的一个优选的实施例中，该空气压缩换热单元11包括串联或并联的至少两个压缩机111，在每两个相邻的该压缩机111之间均设有一个中间冷却器112，在末级该压缩机111 的后侧均设有一个后冷却器113。
该空气压缩换热单元11还包括设置在首级该压缩机的前侧的电动机114，该电动机114与该压缩机连通。
在本申请的一个优选的实施例中，该空气压缩换热单元11还包括低温换热介质储罐115和高温换热介质储罐116，从该低温换热介质储罐115中输出的换热介质分别经该后冷却器113和该中间冷却器 112换热后存储到该高温换热介质储罐116中。
在本申请的一个优选的实施例中，该空气液化储能单元12包括液化换热装置122、降压装置121、低温储罐123以及蓄冷器124，其中，从该后冷却器113输出的空气进入到该液化换热装置122的内部进行换热后变成低温的空气并进入到该降压装置121内进行降压，以使得该低温的空气转变为液态空气并存储到该低温储罐123内。
在该储能子***1中，可再生能源产生的电或低谷电驱动压缩机 111进行工作，与环境相同温度、常压的空气进入到首级压缩机中，加压升温后排出，经中间冷却器112冷却后进入下一级压缩机111，中间冷却器112的低温换热介质与压缩机111的出口进行空气换热，如此，多级重复压缩及中间冷却后，空气经末级压缩机的出口排出，后冷却器113的低温换热介质与空气换热，低温换热介质获得空气压缩过程中的压缩热，温度升高变为高温换热介质，汇集后存储于高温换热介质储罐116中。获得的高压空气，经液化换热装置122与蓄冷器124中的低温流体及低温储罐123中的反流空气换热降温，蓄冷器 124中的低温流体温度升高，获得的低温空气经降压装置121液化为液态空气，存储于低温储罐123中，储能过程完成。
具体地，该至少两个压缩机111可采用串联形式进行连接。该低温换热介质可为与环境同温的常压导热油或加压水。该降压装置121 可为节流阀或液体膨胀机。
该液化换热装置122可为一级或多级换热装置，蓄冷器124可为一个或多个。蓄冷介质可选用液相、固相、相变材料等的一种或多种，蓄冷器124中的低温流体可为液体或气体。
如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该空气复温气化单元21包括设置在该低温储罐123的后侧并用于给从该低温储罐123 输出的液态空气进行加压的低温泵211以及与该低温泵211相连通的复温换热装置212，其中，该蓄冷器124的低温管路穿过该液化换热装置122，该蓄冷器124的高温管路穿过该复温换热装置212。
如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该冷热电供能单元22包括与该复温换热装置212的出口端相连通的预热器221，该预热器221用于给从该复温换热装置212的出口端输出的空气进行加热。
在本申请的一个优选的实施例中，该冷热电供能单元22还包括至少两个膨胀机222，该预热器221设置在首级该膨胀机222的入口端。
在本申请的一个优选的实施例中，在每两个相邻的该膨胀机222 之间均串联设有第一低温再热器224和中温再热器223，其中，该第一低温再热器224与首级该膨胀机222的出口端相连通，该中温再热器223与该第一低温再热器224相连，并与下一级该膨胀机222的入口端相连。
该冷热电供能单元22还包括分别设置在末级该膨胀机222的出口端的发电机225和第二低温再热器226，该第一低温再热器224和该第二低温再热器226均用于产生冷冻水，该发电机225与该电网3 相连接，该用户侧4、控制子***5与该电网3相连接并用于调控该电网3供给用户侧4的电量。
在该中温再热器223和该预热器221的入口端均设有相应的阀部件8，该阀部件8与该控制子***5连接。
当该用户侧4的负荷变化较小时，通过该控制子***5调控相应管路的该阀部件8的开度，以实现小范围内的冷热电供给比例的调节。
在该释能子***2中，高温换热介质从高温换热介质储罐116流出，进入如下所述的吸收式制冷部件6，经吸收式制冷部件6的制冷利用后获得中温换热介质，随后分别分流进入膨胀机222间的中温再热器223及如下所述的供热水装置7。复温后的空气流经预热器221 与中温换热介质换热，预热后的空气进入首级膨胀机，膨胀做功，从首级膨胀机的出口流出的低压空气先与第一低温再热器224换热，换热热源为12℃的冷冻水，经换热降温为7℃的冷冻水用于供***空调机组循环制冷。第一低温再热器224出口的空气进入中温再热器223，与中温换热介质换热后，中温换热介质降温变为低温换热介质，空气温度升高，进入下一级膨胀机222做功，重复此过程，多级膨胀做功发电。所述中温换热介质进入供热水装置7与环境同温的水换热，制得生活热水，为用户侧4提供生活热水，中温换热介质被冷却为低温换热介质，低温换热介质汇集并存储于低温换热介质储罐115中。
具体地，吸收式制冷部件6与第二低温再热器226均生产7℃供水，12℃回水的冷冻水来参与***空调机组循环制冷，为用户供冷。
如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该吸收式制冷部件6、该供热水装置7与该用户侧4相连接，其中，高温换热介质从该高温换热介质储罐116中流出并进入该吸收式制冷部件6中，经该吸收式制冷部件6的制冷后获得中温换热介质，该中温换热介质分别流进该中温再热器223以及该供热水装置7中。
不同季节冷热电负荷变化时，通过旁通管路、该吸收式制冷部件6、该第一低温再热器224以及该第二低温再热器226的非工作状态的流通管线，进行大范围内冷热电供给比例的调节，以满足用户不同季节变工况冷热电的需求。
如图1所示，在本申请的实施例中，在该中温再热器223和该预热器221的入口端均设有相应的阀部件8。
该控制子***5与电网3以及用户侧4实现通信，依据用户侧4 的不同负荷要求，控制相应阀部件8来实现冷热电比的调控，也可通过对电网3的调控，实现电能的供应。
具体地，通过对相应管路的阀部件8的开度进行调节，以实现对冷热电比的调控。
如图2所示，在本申请的一个具体的实施例中，夏季时，供能模式以供电和供冷为主，储能子***1中压缩空气过程所产生的压缩热由低温换热介质获取，变为高温换热介质存储于高温换热介质储罐 116中，液态空气存储于低温储罐123中。释能子***2中，高温换热介质经吸收式制冷部件6制冷利用后变为中温换热介质，随后分别分流进入膨胀机222间的中温再热器223及供热水装置7，通过阀部件8对相应管路的流量进行调节，使较多中温换热介质流入膨胀机 222间的中温再热器223中，较少中温换热介质流入供热水装置7。复温后的空气流经预热器221与中温换热介质换热，预热后的空气进入首级膨胀机222，膨胀做功，从膨胀机222出口的低压空气先与第一低温再热器224换热，换热热源为12℃的冷冻水，经换热降温为7℃的冷冻水参与***空调机组循环制冷。第一低温再热器224出口的空气进入中温再热器223，与中温换热介质换热后，中温换热介质降温变为低温换热介质，空气温度升高，进入下一级膨胀机222做功，重复此过程，多级膨胀做功发电。所述中温换热介质进入供热水装置7 与环境同温的水换热，制得60℃生活热水，为用户侧4提供生活热水，中温换热介质被冷却为低温换热介质，低温换热介质汇集并存储于低温换热介质储罐115中。所述吸收式制冷部件6与第二低温再热器226均生产7℃供水，12℃回水的冷冻水来参与***空调机组循环制冷，为用户侧4供冷。
如图3所示，冬季时，供能模式以供电和供热为主，主要为供热。储能子***1的流程与夏季相同，只是空气进口温度及换热介质温度与夏季不同。释能子***2中，高温换热介质直接分流进入膨胀机 222的中温再热器223及供热水装置7，通过阀部件8对相应管路的流量进行调节，使流入各支路的中温再热器223的高温换热介质较少，流入供热水装置7的高温换热介质较多。复温后的空气流经预热器221与高温换热介质换热，高温换热介质变为低温换热介质。预热后的空气进入首级膨胀机，膨胀做功，从膨胀机222出口的低温低压空气与中温再热器223换热，高温换热介质降温变为低温换热介质，空气温度升高，进入下一级膨胀机222做功，重复此过程，多级膨胀做功发电。所述高温换热介质进入供热水装置7与环境同温的水换热，制得生活热水，为用户侧4提供生活热水，高温换热介质被冷却为低温换热介质，低温换热介质汇集并存储于低温换热介质储罐115。
如图3所示，过渡季时，供能模式以供电和供热为主，主要为供电。储能子***1的流程与夏季相同，只是空气进口温度及换热介质温度与夏季不同。释能子***2中，高温换热介质直接分流进入膨胀机222间的中温再热器223及供热水装置7，通过阀部件8对相应管路的流量进行调节，使流入各支路的中温再热器223的高温换热介质较多，流入供热水装置7的高温换热介质较少。复温后的空气流经预热器221与高温换热介质换热，高温换热介质变为低温换热介质。预热后的空气进入首级膨胀机，膨胀做功，从膨胀机222出口的低温低压空气与中温再热器223换热，高温换热介质降温变为低温换热介质，空气温度升高，进入下一级膨胀机222做功，重复此过程，多级膨胀做功发电。所述高温换热介质进入供热水装置7与环境同温的水换热，制得生活热水，为用户侧4提供生活热水，高温换热介质被冷却为低温换热介质，低温换热介质汇集并存储于低温换热介质储罐 115。
不同季节冷热电负荷变化时，可通过旁通管路或相应装置的非工作状态流通管线作用，实现大范围内冷热电供给比例的调节，满足用户不同季节冷热电的需求。
当***的用户侧4的负荷变化较小时，可通过控制子***5来调控相应管路上的阀部件(例如调节阀)的开度以实现小范围内冷热电供给比例的调节，满足***小范围负荷的变化需求。
根据本发明的第二方面，还提供一种适应不同季节的变工况多能联供方法，包括：
步骤S1，夏季时，该高温换热介质经吸收式制冷部件6制冷利用变为中温换热介质，膨胀机222间设有第一低温再热器224和中温再热器223，通过对管路流量的调节，大量的该中温换热介质流入该中温再热器223，少量的中温换热介质流入该供热水装置7，该吸收式制冷部件6与该第一低温再热器224和第二低温再热器226均生产冷冻水来参与***空调机组的循环制冷，为用户侧4供冷；膨胀机 222膨胀发电，为用户侧4供电，该供热水装置7产生热水，为用户侧4供热。
步骤S2，过渡季时，该膨胀机222以设有该中温再热器223，该高温换热介质直接分流进入该中温再热器223及该供热水装置7，通过对管路流量的调节，使大量的高温换热介质流入该中温再热器223，使少量的高温换热介质流入该供热水装置，该膨胀机膨胀发电，为用户侧4供电，该供热水装置产生热水，为用户侧4供热；
步骤S3，冬季时，膨胀机222间设有该中温再热器223，该高温换热介质直接分流进入该中温再热器223以及该供热水装置7，通过对管路流量的调节，使少量的高温换热介质流入该中温再热器223，使大量的高温换热介质流入该供热水装置7，该膨胀机222膨胀发电，为用户侧4供电，该供热水装置7产生热水，为用户侧4供热。
综上所述，该储能子***1用于可再生能源间歇电能的存储，该释能子***2用于电能、冷及热的多重能量联合供应，该控制子*** 5用于能量的供需匹配和调控，本申请的适应不同季节的变工况多能联供***具有可实现不同季节变工况的冷、热、电供应，调节灵活、可实现环境友好型运行，在运行过程中可实现零碳排放、能充分发挥多能互补的优势，提升终端能源的利用效率，此外，本申请的适应不同季节的变工况多能联供***还可以解决间歇性可再生能源的并网能力，为电网提供削峰填谷的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适应不同季节的变工况多能联供***，其特征在于，包括：
储能子***，用于可再生能源间歇电能的存储，所述储能子***包括空气压缩换热单元和与所述空气压缩换热单元相连接的空气液化储能单元；
释能子***，用于电、冷及热的多重能量联合供应，所述释能子***包括空气复温气化单元和与所述空气复温气化单元相连接的冷热电供能单元，所述冷热电供能单元包括用于供冷的吸收式制冷部件、第一低温再热器和第二低温再热器、用于供热的供热水装置以及用于供电的膨胀机，所述空气复温气化单元还与所述空气液化储能单元相连接；以及
电网、用户侧以及控制子***，所述用户侧与所述冷热电供能单元相连接，所述控制子***分别与所述电网和所述用户侧进行通信并用于变工况下能量的供需匹配和调控。
2.根据权利要求1所述的适应不同季节的变工况多能联供***，其特征在于，所述空气压缩换热单元包括串联或并联的至少两个压缩机，在每两个相邻的所述压缩机之间均设有一个中间冷却器，在末级所述压缩机的后侧均设有一个后冷却器；
所述空气压缩换热单元还包括设置在首级所述压缩机的前侧的电动机，所述电动机与所述压缩机连通。
3.根据权利要求2所述的适应不同季节的变工况多能联供***，其特征在于，所述空气压缩换热单元还包括低温换热介质储罐和高温换热介质储罐，从所述低温换热介质储罐中输出的换热介质分别经所述后冷却器和所述中间冷却器换热后存储到所述高温换热介质储罐中。
4.根据权利要求3所述的适应不同季节的变工况多能联供***，其特征在于，所述空气液化储能单元包括液化换热装置、降压装置、低温储罐以及蓄冷器，其中，从所述后冷却器输出的空气进入到所述液化换热装置的内部进行换热后变成低温的空气并进入到所述降压装置内进行降压，以使得所述低温的空气转变为液态空气并存储到所述低温储罐内。
5.根据权利要求4所述的适应不同季节的变工况多能联供***，其特征在于，所述空气复温气化单元包括设置在所述低温储罐的后侧并用于给从所述低温储罐输出的液态空气进行加压的低温泵以及与所述低温泵相连通的复温换热装置，其中，所述蓄冷器的低温管路穿过所述液化换热装置，所述蓄冷器的高温管路穿过所述复温换热装置。
6.根据权利要求5所述的适应不同季节的变工况多能联供***，其特征在于，所述冷热电供能单元包括与所述复温换热装置的出口端相连通的预热器，所述预热器用于给从所述复温换热装置的出口端输出的空气进行加热；所述冷热电供能单元还包括至少两个膨胀机，所述预热器设置在首级所述膨胀机的入口端。
7.根据权利要求6所述的适应不同季节的变工况多能联供***，其特征在于，在每两个相邻的所述膨胀机之间均设有所述第一低温再热器和中温再热器，其中，所述第一低温再热器与首级所述膨胀机的出口端相连通，所述中温再热器与所述第一低温再热器相连，并与下一级所述膨胀机入口端相连；
所述冷热电供能单元还包括分别设置在末级所述膨胀机的出口端的发电机和所述第二低温再热器，所述第一低温再热器和所述第二低温再热器均用于产生冷冻水，所述发电机与所述电网相连接，所述用户侧、所述控制子***与所述电网相连接并用于调控所述电网供给所述用户侧的电量。
8.根据权利要求7所述的适应不同季节的变工况多能联供***，其特征在于，在所述中温再热器和所述预热器的入口端均设有相应的阀部件，所述阀部件与所述控制子***连接；
当所述用户侧的负荷变化较小时，通过所述控制子***调控相应管路的所述阀部件的开度，以实现小范围内的冷热电供给比例的调节。
9.根据权利要求8所述的适应不同季节的变工况多能联供***，其特征在于，所述吸收式制冷部件、所述供热水装置与所述用户侧相连接，其中，高温换热介质从所述高温换热介质储罐中流出并进入所述吸收式制冷部件中，经所述吸收式制冷部件的制冷后获得中温换热介质，所述中温换热介质分别流进所述中温再热器以及所述供热水装置中；
不同季节冷热电负荷变化时，通过旁通管路、所述吸收式制冷部件、所述第一低温再热器以及所述第二低温再热器的非工作状态的流通管线，进行大范围内冷热电供给比例的调节，以满足用户不同季节变工况冷热电的需求。
10.一种基于上述权利要求1至9中任一项所述的适应不同季节的变工况多能联供***的方法，其特征在于，包括：
夏季时，所述高温换热介质经吸收式制冷部件制冷利用变为中温换热介质，膨胀机间设有第一低温再热器和中温再热器，通过对管路流量的调节，大量的所述中温换热介质流入所述中温再热器，少量的中温换热介质流入所述供热水装置，所述吸收式制冷部件与所述第一低温再热器和第二低温再热器均生产冷冻水来参与***空调机组的循环制冷，为用户侧供冷；膨胀机膨胀发电，为用户侧供电，所述供热水装置产生热水，为用户侧供热；
过渡季时，所述膨胀机设有所述中温再热器，所述高温换热介质直接分流进入所述中温再热器以及所述供热水装置，通过对管路流量的调节，使大量的高温换热介质流入所述中温再热器，使少量的高温换热介质流入所述供热水装置，所述膨胀机膨胀发电，为用户侧供电，所述供热水装置产生热水，为用户侧供热；
冬季时，膨胀机间设有所述中温再热器，所述高温换热介质直接分流进入所述中温再热器以及所述供热水装置，通过对管路流量的调节，使少量的高温换热介质流入所述中温再热器，使大量的高温换热介质流入所述供热水装置，所述膨胀机膨胀发电，为用户侧供电，所述供热水装置产生热水，为用户侧供热。
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|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112112694A (zh) * | 2020-10-19 | 2020-12-22 | 中国科学院理化技术研究所 | 压缩热自消纳的液态空气储能***及方法 |
| CN112483206A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-12 | 天津大学 | 一种冷热电联产***智能调节方法 |
| CN112483205A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-12 | 天津大学 | 一种智能调节的冷热电联产*** |
| CN112595147A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-04-02 | 中盐华能储能科技有限公司 | 一种压缩空气储能***压缩侧换热器布置结构及换热方法 |
| CN113266439A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-17 | 中国科学院理化技术研究所 | 基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法及*** |
| CN113932476A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-01-14 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种吸收式冷热联供***及其控制方法 |
| WO2022166381A1 (zh) * | 2021-02-07 | 2022-08-11 | 百穰新能源科技(深圳)有限公司 | 基于补充外部能量的co2气液相变的储能装置与方法 |
| CN115406288A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-29 | 百穰新能源科技(深圳)有限公司 | 二氧化碳气液相变储能***的存储单元、控制方法与*** |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8063511B2 (en) * | 2008-05-27 | 2011-11-22 | Expansion Energy, Llc | System and method for liquid air production, power storage and power release |
| CN104697239A (zh) * | 2015-02-26 | 2015-06-10 | 天津大学 | 一种生物质驱动的新型有机郎肯循环冷热电三联供*** |
| CN204923571U (zh) * | 2015-07-17 | 2015-12-30 | 北京中科华誉能源技术发展有限责任公司 | 基于热泵技术和压缩空气蓄电技术的热电冷三联供*** |
| CN105715518A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-29 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种夏供冷冬供热冷热电三联供装置及方法 |
| CN108625988A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-10-09 | 山东大学 | 一种含压缩空气储能的cchp微网结构及其运行方法 |
| CN108931074A (zh) * | 2017-05-27 | 2018-12-04 | 全球能源互联网研究院 | 一种基于高压液体的冷热电联供的电能替代***和方法 |
| CN212538358U (zh) * | 2020-03-26 | 2021-02-12 | 中国科学院理化技术研究所 | 适应不同季节的变工况多能联供*** |
-
2020
- 2020-03-26 CN CN202010224229.9A patent/CN111306842A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8063511B2 (en) * | 2008-05-27 | 2011-11-22 | Expansion Energy, Llc | System and method for liquid air production, power storage and power release |
| CN104697239A (zh) * | 2015-02-26 | 2015-06-10 | 天津大学 | 一种生物质驱动的新型有机郎肯循环冷热电三联供*** |
| CN204923571U (zh) * | 2015-07-17 | 2015-12-30 | 北京中科华誉能源技术发展有限责任公司 | 基于热泵技术和压缩空气蓄电技术的热电冷三联供*** |
| CN105715518A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-29 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种夏供冷冬供热冷热电三联供装置及方法 |
| CN108931074A (zh) * | 2017-05-27 | 2018-12-04 | 全球能源互联网研究院 | 一种基于高压液体的冷热电联供的电能替代***和方法 |
| CN108625988A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-10-09 | 山东大学 | 一种含压缩空气储能的cchp微网结构及其运行方法 |
| CN212538358U (zh) * | 2020-03-26 | 2021-02-12 | 中国科学院理化技术研究所 | 适应不同季节的变工况多能联供*** |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112112694A (zh) * | 2020-10-19 | 2020-12-22 | 中国科学院理化技术研究所 | 压缩热自消纳的液态空气储能***及方法 |
| CN112112694B (zh) * | 2020-10-19 | 2023-10-13 | 中国科学院理化技术研究所 | 压缩热自消纳的液态空气储能***及方法 |
| CN112595147A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-04-02 | 中盐华能储能科技有限公司 | 一种压缩空气储能***压缩侧换热器布置结构及换热方法 |
| CN112483206A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-12 | 天津大学 | 一种冷热电联产***智能调节方法 |
| CN112483205A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-12 | 天津大学 | 一种智能调节的冷热电联产*** |
| WO2022166381A1 (zh) * | 2021-02-07 | 2022-08-11 | 百穰新能源科技(深圳)有限公司 | 基于补充外部能量的co2气液相变的储能装置与方法 |
| CN113266439A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-17 | 中国科学院理化技术研究所 | 基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法及*** |
| CN113266439B (zh) * | 2021-06-02 | 2022-02-01 | 中国科学院理化技术研究所 | 基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法及*** |
| CN113932476A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-01-14 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种吸收式冷热联供***及其控制方法 |
| CN115406288A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-29 | 百穰新能源科技(深圳)有限公司 | 二氧化碳气液相变储能***的存储单元、控制方法与*** |
| CN115406288B (zh) * | 2022-08-18 | 2023-09-22 | 百穰新能源科技(深圳)有限公司 | 二氧化碳气液相变储能***的存储单元、控制方法与*** |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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