CN207539872U - 能源供应*** - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种能源供应***，所述能源供应***包括：供电***、供热***和供冷***，其中，所述供电***包括发电装置和蓄电池；其中，所述发电装置包括风力发电机组；其中，所述发电装置向所述供热***、所述供冷***以及电用户供电；其中，在所述发电装置产生的电力有剩余时，所述蓄电池存储所述发电装置的剩余电力；在所述发电装置产生的电力不足时，所述蓄电池向所述供热***、所述供冷***以及电用户供电。根据本实用新型的能源供应***以风力发电为一级能源，电能产生过程完全清洁，可实现零碳排放，不产生环境负面影响，并且为风电的消纳提出了新思路，是解决风电消纳比例低、弃风限电现象严重的有效途径。

Description

能源供应***
技术领域
本实用新型涉及能源供应的技术领域。更具体地讲，涉及一种能源供应***。
背景技术
风力发电技术在我国经过20多年的发展，已经成为非常成熟的清洁能源技术。2016年中国(除台湾地区外)风电新增装机容量为2337万千瓦，累计装机容量达1.69亿千瓦。
与大幅增加的风电装机容量相对照，风电的消纳情况却不容乐观。2017年全社会用电量为29508亿千瓦时，风电上网电量为1490亿千瓦时，消纳比例仅为5％。与风电强国的消纳比例有很大差距，2016年，丹麦的风电消纳比例为39％，爱尔兰为27％，美国为8％。
与风电场装机容量不相匹配的是，电力消纳的增长比例逐渐放缓。在北方风电建设发展势头最猛的省份，弃风限电情况非常严重。2016年，风电弃风电量497亿千瓦时，平均弃风率达到17％。国家能源局发布《关于2017年度风电投资监测预警结果的通知》，内蒙古、黑龙江、吉林、宁夏、甘肃、新疆六省区被划定为红色预警区域，这些省区需着力解决弃风问题，2017年不得核准建设新的风电项目，风电项目新增并网和新的发电业务许可被停止。因此，现有的风力发电未得到有效地利用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能源供应***，以解决现有的风力发电的消纳不足的情况。
本实用新型一方面提供一种能源供应***，所述能源供应***包括：供电***、供热***和供冷***，其中，所述供电***包括发电装置和蓄电池；其中，所述发电装置包括风力发电机组，其中，所述发电装置向所述供热***、所述供冷***以及电用户供电；其中，在所述发电装置产生的电力有剩余时，所述蓄电池存储所述发电装置的剩余电力；在所述发电装置产生的电力不足时，所述蓄电池向所述供热***、所述供冷***以及电用户供电。
可选地，所述发电装置还包括光伏发电单元。
可选地，所述能源供应***还包括：蒸汽***，其中，所述蒸汽***包括蒸汽发生器和蒸汽蓄热器；其中，所述蒸汽发生器对水进行加热以生成蒸汽，并将生成的蒸汽存储在所述蒸汽蓄热器中，所述蒸汽蓄热器向所述供热***和蒸汽用户传输压力稳定的蒸汽。
可选地，所述蒸汽发生器包括光热蒸汽发生器和/或电蒸汽发生器，其中，所述光热蒸汽发生器利用太阳能对水进行加热以生成蒸汽，所述电蒸汽发生器利用供电***提供的电力对水进行加热以生成蒸汽。
可选地，所述供热***包括吸收式热泵，其中，所述蒸汽蓄热器中存储的蒸汽驱动所述吸收式热泵吸收低品位废热，加热供暖回水，并向热用户供热。
可选地，所述供热***还包括地源热泵空调机组，其中，所述地源热泵空调机组以水作为冷热量载体，与大地之间进行热量交换，并且在所述吸收式热泵的供热量不足时，所述地源热泵空调机组向热用户供热。
可选地，所述供冷***包括所述地源热泵空调机组，并且所述地源热泵空调机组向冷用户供冷。
可选地，所述供冷***还包括制冷机组，所述制冷机组为压缩式制冷机组或吸收式制冷机组，所述制冷机组由供电***提供电力，并且在所述地源热泵空调机组的供冷量不足时，所述制冷机组向冷用户供冷；其中，所述吸收式制冷机组消耗的蒸汽来自于所述蒸汽***。
可选地，所述能源供应***还包括热水供应***，其中，所述热水供应***包括全热回收装置和热水箱；其中，所述全热回收装置包括用于回收所述地源热泵空调机组运行时产生的废热的吸热装置和用于储存水的容器，所述容器中储存的水在被所述吸热装置回收的废热进行加热后输送至所述热水箱，再从所述热水箱输送至生活热水用户。
可选地，所述热水箱中的热水还被输送至所述蒸汽发生器的锅炉中。
根据本实用新型的能源供应***以风力发电为一级能源，电能产生过程完全清洁，可实现零碳排放，不产生环境负面影响，并且为风电的消纳提出了新思路，是解决风电消纳比例低、弃风限电现象严重的有效途径。
此外，根据本实用新型的能源供应***综合利用了各种清洁能源，例如风力资源、太阳能、地热资源、低品位工业废热，与工业园区的耦合程度高，可使能效比最大化。
根据本实用新型的能源供应***适用于工业园区与清洁能源配合建设的集中采暖、制冷***，也适用于需要供电，且有冷热负荷需求的其他场合，可以实现电力、热量、冷量、蒸汽、生活热水联合供应的功能。
将在接下来的描述中部分阐述本实用新型另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本实用新型的实施而得知。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本实用新型的实施例的能源供应***的框图。
具体实施方式
现有的冷热电三联供***是指通过发电机产生的电力供应用户的电力需求，余热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷的***。通过这种方式大大提高整个***的一次能源利用率，实现了能源的梯级利用。然而，现行的冷热电三联供***以燃气为一级能源，有废气产生，即使燃烧效率高，仍需向大气排放温室气体二氧化碳。根据本实用新型的能源供应***以风力发电为一级能源，电能产生过程完全清洁，不产生环境负面影响。
下面参照附图详细描述本实用新型的实施例。
图1是示出根据本实用新型的实施例的能源供应***。
如图1所述，根据本实用新型的能源供应***包括：供电***100、供热***200和供冷***300。
供电***100包括发电装置110和蓄电池120。
发电装置110向供热***200、供冷***300以及电用户供电。该电用户是指本能源供应***覆盖的区域内的需要用电的用户。该用户可包括普通的居民用户、工业用户、商业用户等。
在发电装置110产生的电力在向供热***200、供冷***300以及电用户供电之后，还有剩余时，蓄电池120存储所述发电装置110的剩余电力。在所述发电装置110产生的电力不足以满足供热***200、供冷***300以及电用户的供电需求(即，所述发电装置110产生的电力不足)时，蓄电池120向所述供热***200、所述供冷***300以及电用户供电。
所述发电装置110采用清洁能源进行发电。例如，该发电装置110包括风力发电机组111。也就是说，根据本实用新型的实施例的能源供应***采用风力发电为一级能源，电能产生过程完全清洁，不会对环境产生负面影响。
该发电装置110可以仅利用风力进行发电，也可以采用风光互补的形式提供电力。也就是说，该发电装置110除了包括风力发电机组111外，还可以包括光伏发电单元(图中未示出)。光伏发电单元是一种利用太阳能进行发电的设备。采用风光互补的形式提供电力，可以弥补风力发电稳定性的不足，在风能不足或风力发电机组111发生故障时，通过光伏发电单元继续供电，提供发电装置110的稳定性。
作为示例，根据本实用新型的能源供应***还可包括蒸汽***400。
该蒸汽***400包括蒸汽发生器410和蒸汽蓄热器420。该蒸汽发生器对水进行加热以生成蒸汽，并将生成的蒸汽存储在所述蒸汽蓄热器420中。所述蒸汽蓄热器420向所述供热***200和蒸汽用户传输压力稳定的蒸汽。
所述蒸汽用户是指本能源供应***覆盖的区域内的需要使用蒸汽的用户。
作为示例，所述蒸汽发生器410可包括光热蒸汽发生器和/或电蒸汽发生器。也就是说，蒸汽发生器410可仅包括光热蒸汽发生器，或者仅包括电蒸汽发生器，或者包括光热蒸汽发生器和电蒸汽发生器。
由于光热蒸汽发生器利用太阳能对水进行加热以生成蒸汽(即，光热蒸汽发生器利用的是清洁能源)，因此，优选地，所述蒸汽发生器410包括光热蒸汽发生器。对于能源供应***所处的区域的太阳能不足的情况，可在已设置光热蒸汽发生器的基础上，再增设电蒸汽发生器以弥补光热蒸汽发生器供应蒸汽的不足，以及消纳风力发电机组111产生的电力。所述电蒸汽发生器利用供电***100提供的电力对水进行加热以生成蒸汽。
具体说来，光热蒸汽发生器是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽的装置。蒸汽蓄热器是一种以水为储热介质的蒸汽容器，并且是一种提高蒸汽使用可靠性和经济性的一种高效节能减排设备。蒸汽蓄热器的用途广泛，可应用于钢铁、冶金、纺织印染、化纤、制浆造纸、酿酒、制药、食品加工、发电等行业。蒸汽蓄热器可以起到稳定蒸汽供汽压力和存储蒸汽的作用。稳定的供汽压力有利于下游用汽设备的运行稳定性。而存储一定量的蒸汽，可以保证在光资源欠佳的时候，满足下游用汽设备的需求。
上述的供热***200用于向热用户供热。该热用户是指本能源供应***覆盖的区域内的需要供热的用户。
该供热***200可包括吸收式热泵210。如上所述，所述吸收式热泵210由供电***100提供电力。具体地讲，所述蒸汽蓄热器420中存储的蒸汽可驱动所述吸收式热泵210吸收低品位废热，加热供暖回水，并向热用户供热。
一般的工业园区通常会产生大量低品位废热，用常规的换热器设备不能回收其热量加以利用，这里采用吸收式热泵210吸收能源供应***所在的区域的工业园区的低品位废热，实现将热量从低温热源向高温热源泵送。这里采用吸收式热泵210，可有效地回收利用低品位热能，具有节约能源、保护环境的双重作用。
在一个优选地实施例中，由于风电场地域广阔，有丰富的地热资源，根据本实用新型的能源供应***的供热***200还可包括地源热泵空调机组220，以利用地热资源进行供热或供冷。如上所述，所述地源热泵空调机组220由供电***100提供电力。
所述地源热泵空调机组220以水作为冷热量载体，与大地之间进行热量交换，并且在冬季所述吸收式热泵210的供热量不足时，所述地源热泵空调机组220向热用户供热。具体说来，冬季时，用户侧的回水回到地源热泵空调机组220的冷凝器吸收热量，经加热成为高温供水后输送到用户侧；而地源侧的冷却水在地源热泵空调机组220的蒸发器一侧发出热量后，循环到地埋管吸收地热。
所述地源热泵空调机组220还可作为供冷***300的供冷设备，在夏季时向冷用户供冷。该冷用户是指本能源供应***覆盖的区域内的需要供冷的用户。具体说来，夏季时，用户侧的冷冻水在地源热泵空调机组220的蒸发器中放出热量后，成为低温水，再次回到用户侧；而地源侧的低温冷却水在地源热泵空调机组220的冷凝器中吸收热量，成为高温冷却水后，回到地埋管放热，成为低温冷却水后再输送到地源热泵空调机组220。
在一个优选的实施例中，为了应对地源热泵空调机组220可能出现的供冷量不足的情况，所述供冷***300还可包括制冷机组310。该制冷机组310由供电***100提供电力，并且在所述地源热泵空调机组220的供冷量不足时，所述制冷机组310向冷用户供冷。
所述制冷机组可以是各种可以制冷的机组。例如所述制冷机组可以是压缩式制冷机组或吸收式制冷机组。压缩式制冷机组消耗的蒸汽可来自于蒸汽***400。
这里，应该注意，虽然在图1中地源热泵空调机组220被示出为包括在供热***200和供冷***300二者中，但是供热***200和供冷***300可共用同一个地源热泵空调机组220。
在一个优选的实施例中，根据本实用新型的能源供应***还可包括热水供应***500。可选地，热水供应***500由供电***100提供电力。
该热水供应***500包括全热回收装置510和热水箱520。
该全热回收装置510包括用于回收所述地源热泵空调机组220运行时产生的废热的吸热装置和用于储存水的容器，所述容器中储存的水在被所述吸热装置回收的废热进行加热后输送至所述热水箱520，再从所述热水箱520输送至生活热水用户。
优选地，所述热水箱520中的热水还被输送至所述蒸汽发生器410的锅炉中。这样与直接在锅炉中加入常温水，更加利于节省加热的能源。
根据本实用新型的能源供应***以风力发电为一级能源，电能产生过程完全清洁，可实现零碳排放，不产生环境负面影响，并且为风电的消纳提出了新思路，是解决风电消纳比例低，弃风限电现象严重的有效途径。
此外，根据本实用新型的能源供应***综合利用了各种清洁能源，例如风力资源、太阳能、地热资源、低品位工业废热，与工业园区的耦合程度高，可使能效比最大化。
根据本实用新型的能源供应***适用于工业园区与清洁能源配合建设的集中采暖、制冷***，也适用于需要供电，且有冷热负荷需求的其他场合，可以实现电力、热量、冷量、蒸汽、生活热水联合供应的功能。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本实用新型，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种能源供应***，其特征在于，包括：供电***、供热***和供冷***，
其中，所述供电***包括发电装置和蓄电池；
其中，所述发电装置包括风力发电机组；
其中，所述发电装置向所述供热***、所述供冷***以及电用户供电；
其中，在所述发电装置产生的电力有剩余时，所述蓄电池存储所述发电装置的剩余电力；在所述发电装置产生的电力不足时，所述蓄电池向所述供热***、所述供冷***以及电用户供电。
2.根据权利要求1所述的能源供应***，其特征在于，还包括：
蒸汽***，
其中，所述蒸汽***包括蒸汽发生器和蒸汽蓄热器；
其中，所述蒸汽发生器对水进行加热以生成蒸汽，并将生成的蒸汽存储在所述蒸汽蓄热器中，所述蒸汽蓄热器向所述供热***和蒸汽用户传输压力稳定的蒸汽。
3.根据权利要求2所述的能源供应***，其特征在于，所述蒸汽发生器包括光热蒸汽发生器和/或电蒸汽发生器，
其中，所述光热蒸汽发生器利用太阳能对水进行加热以生成蒸汽，所述电蒸汽发生器利用供电***提供的电力对水进行加热以生成蒸汽。
4.根据权利要求2所述的能源供应***，其特征在于，所述供热***包括吸收式热泵，
其中，所述蒸汽蓄热器中存储的蒸汽驱动所述吸收式热泵吸收低品位废热，加热供暖回水，并向热用户供热。
5.根据权利要求4所述的能源供应***，其特征在于，所述供热***还包括地源热泵空调机组，
其中，所述地源热泵空调机组以水作为冷热量载体，与大地之间进行热量交换，并且在所述吸收式热泵的供热量不足时，所述地源热泵空调机组向热用户供热。
6.根据权利要求5所述的能源供应***，其特征在于，所述供冷***包括所述地源热泵空调机组，并且所述地源热泵空调机组向冷用户供冷。
7.根据权利要求6所述的能源供应***，其特征在于，所述供冷***还包括制冷机组，所述制冷机组为压缩式制冷机组或吸收式制冷机组，
其中，所述制冷机组由供电***提供电力，并且在所述地源热泵空调机组的供冷量不足时，所述制冷机组向冷用户供冷；
其中，所述吸收式制冷机组消耗的蒸汽来自于所述蒸汽***。
8.根据权利要求5所述的能源供应***，其特征在于，还包括热水供应***，
其中，所述热水供应***包括全热回收装置和热水箱；
其中，所述全热回收装置包括用于回收所述地源热泵空调机组运行时产生的废热的吸热装置和用于储存水的容器，所述容器中储存的水在被所述吸热装置回收的废热进行加热后输送至所述热水箱，再从所述热水箱输送至生活热水用户。
9.根据权利要求8所述的能源供应***，其特征在于，所述热水箱中的热水还被输送至所述蒸汽发生器的锅炉中。
10.根据权利要求1所述的能源供应***，其特征在于，所述发电装置还包括光伏发电单元。
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CN111076327A (zh) * 2019-12-20 2020-04-28 珠海格力电器股份有限公司 空调***及其控制方法、设备和存储介质

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