基于微型燃气轮机冷热电多联供的多能互补智慧能源系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于微型燃气轮机冷热电多联供的多能互补智慧能源系统，包含天然气冷热电多联供系统、空气源热泵系统、储能系统、分布式光伏发电系统和配电控制系统，天然气冷热电多联供系统包含微型燃气轮机发电机组、烟气余热溴化锂机组、冷却塔、冷温水泵和冷却水泵，储能系统包含储能电池和PCS双向变流器；本发明专利技术的优点在于：将基于微型燃气轮机的天然气分布式能源系统、烟气余热溴化锂机组、空气源热泵机组、储能系统、分布式光伏发电系统及配电控制柜等不同能源子系统有机耦合，综合利用天然气、空气能、太阳能、电能等多种能源，智慧供应冷、热、电等多种能源介质，实现多能互补，提高系统能源利用效率、供能安全性和可靠性。

Multi energy complementary intelligent energy system based on micro gas turbine CCHP

【技术实现步骤摘要】
基于微型燃气轮机冷热电多联供的多能互补智慧能源系统
本专利技术涉及智慧能源领域，尤其涉及一种基于微型燃气轮机冷热电多联供的多能互补智慧能源系统。
技术介绍
天然气是一种清洁燃料，以天然气为燃料的分布式能源系统，布置在用户侧，就近实行冷热电多联供，实现能源的梯级综合利用，具有能源利用效率高、供能安全、节能环保等突出优点。分布式能源系统的核心设备是原动机，目前主要为燃气轮机、内燃机、微型燃气轮机。燃气轮机适用于区域型天然气分布式能源系统，内燃机适用于较大楼宇型天然气分布式能源系统，二者功率和余热量相对较大，对用户的负荷消纳能力要求较高，而微型燃气轮机具有发电功率低、布置安装灵活、负荷消纳要求低等优点，特别适合小型工业厂房或医院办公楼宇等小型工业或公共建筑用能场景，避免了大马拉小车的能源浪费。这种小型多种能源需求场景，一般白日用能负荷大、夜间用能负荷小，一般面临供能系统的改造，这也对供能系统的多样性和互补性一般也要求更高。这就需要在天然气冷热电多联供系统的基础上，耦合其他能源系统，实现多能互补，进一步提高系统的能源利用效率、供能安全性和可靠性。目前燃气冷热电多联供系统与其他能源系统耦合互补的技术在不断发展，专利《一种冷热电三联供分布式能源系统》提出了基于内燃机的天然气冷热电联供和储能系统的耦合；专利《一种天然冷热电三联供与地源热泵的复合系统》将天然气冷热电联供系统与地源热泵系统的耦合；专利《一种冷热电三联供与太阳能耦合系统》将天然气冷热电联供系统与太阳能热水系统耦合。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于微型燃气轮机冷热电多联供的多能互补智慧能源系统。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于微型燃气轮机冷热电多联供的多能互补智慧能源系统，其特征在于，所述智慧能源系统包含天然气冷热电多联供系统、空气源热泵系统、储能系统、分布式光伏发电系统和配电控制系统。进一步地，所述天然气冷热电多联供系统包含微型燃气轮机发电机组、烟气余热溴化锂机组、冷却塔、冷温水泵和冷却水泵，所述微型燃气轮机发电机组的电力输出端与配电控制系统连接，所述微型燃气轮机发电机组的排烟管通过电动三通阀与溴化锂机组连接，微型燃气轮机产生的烟气余热驱动溴化锂机组制取空调冷水或热水，所述溴化锂机组的冷温水出口与下游空调用户的供水母管连接，为下游空调用户制冷或供热，下游空调用户的回水返回至冷温水泵的入口，所述冷温水泵的出口与所述溴化锂机组的冷温水进口连接，所述溴化锂机组的冷却水出口与冷却塔连接，冷却水经过冷却塔冷却后被冷却水泵循环送入溴化锂机组，为所述溴化锂机组提供循环冷却水。进一步地，所述空气源热泵系统包含空气源热泵机组和冷热水泵，所述空气源热泵机组的冷热水出口与下游空调用户供水母管连接，下游的空调回水返回至所述冷热水泵的入口。进一步地，所述储能系统包含储能电池和PCS双向变流器，所述储能电池通过双向变流器与配电控制系统双向连接。进一步地，所述分布式光伏发电系统包含光伏组件和光伏并网逆变器，所述光伏组件通过所述光伏并网逆变器与配电控制系统单向连接。进一步地，所述配电控制系统电力输出端与用户侧市政电网连接，市政电网向用户供应电力。进一步地，所述天然气冷热电多联供系统还包含过滤计量装置、天然气增压机和天然气储气罐，所述过滤计量装置设置在过滤天然气增压机进气端，市政天然气进气总管经过滤计量装置与所述天然气增压机进气端连接，所述天然气增压机的出气端与天然气储气罐的进气端连接，所述天然气储气罐的出气端与微型燃气轮机的进气端连接。进一步地，所述天然气冷热电多联供系统还包括电动烟气三通阀，所述电动烟气三通阀的入口与所述微型燃气轮机发电机组的烟气出口、所述烟气余热溴化锂机组的烟气进口管道连接。进一步地，所述烟气余热溴化锂机组和所述空气源热泵机组的冷热水出口与下游空调用户之间的供水母管上设有能量计。进一步地，所述烟气余热溴化锂机组的冷温水泵入口、空气源热泵机组的冷热水泵入口与下游空调用户之间的回水母管上，设有定压膨胀水箱。本专利技术的优点在于：通过将基于微型燃气轮机的天然气冷热电多联供系统、分布式光伏发电系统、空气源热泵系统、储能系统及配电控制系统等有机耦合和优化配置，组成多能互补智慧能源系统，针对性小型工业或公共建筑的用能特点和需求，供应冷、热、电等多种能源，具有突出的技术效果、经济效益和应用前景，主要体现在以下几点：（1）基于微型燃气轮机冷热电多联供系统的多能互补系统，具有占地面积小、布置安装紧凑灵活、负荷消纳要求低、改造难度小等优点，同时有利于实现系统设备的成撬化、可移动式，充分提高用户侧分布式供能系统的集约性、灵活性；（2）通过天然气、太阳能、空气能等多种清洁能源的综合利用，增强供能系统的可靠性性的同时，进一步提高能源综合利用效率，理论效率达85%以上；（3）适应冷、热、电多种能源需求，通过多能互补、储能调控和削峰填谷，有效调节供能系统输出、适应不同能源负荷的波动性，同时降低用能成本，具有良好的经济性；（4）通过储能系统与各能源系统有机组合，可实现削峰填谷、并离网转换，降低和缓冲对电网的波动性影响，同时可作为微型燃气轮机黑启动电源，提高系统的稳定性和可靠性。附图说明图1为本专利技术的拓扑图。附图标记：1天然气冷热电联供系统；2空气源热泵系统；3分布式光伏发电系统；4储能系统；5配电控制系统；6过滤计量装置；7天然气增压机；8天然气储气罐；9微型燃气轮机发电机组；10电动烟气三通阀；11烟气余热溴化锂机组；12冷温水泵；13冷却塔；14冷却水泵；15空气源热泵机组；16冷热水泵；17能量计；18定压膨胀水箱；19储能电池；20PCS双向变流器；21光伏组件；22光伏并网逆变器；23配电控制柜。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开了一种基于微型燃气轮机冷热电多联供的多能互补智慧能源系统，如图1所示，所述智慧能源系统，包含天然气冷热电多联供系统1、空气源热泵系统2、储能系统3、分布式光伏发电系统4和配电控制系统5等子系统，通过有机耦合配置，实现多能互补、多能供应。所述天然气冷热电多联供系统1包含微型燃气轮机发电机组9、烟气余热溴化锂机组11、冷却塔13、冷温水泵12和冷却水泵14，所述微型燃气轮机发电机组9的电力输出端与配电控制系统5连接，所述微型燃气轮机发电机组1的排烟管通过电动烟气三通阀10与烟气余热溴化锂机组11连接，微型燃气轮机1产生的烟气余热驱动溴化锂机组11制取空调冷水或热水，所述溴化锂机组11的冷温水出口与下游空调用户的供水母管连接，为下游空调用户制冷或供热，下游空调用户的回水返回至冷温水泵12的入口，所述冷温水泵的出口与所述溴化锂机组的冷温水进口连接，所述溴化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微型燃气轮机冷热电多联供的多能互补智慧能源系统，其特征在于，所述智慧能源系统包含天然气冷热电多联供系统、空气源热泵系统、储能系统、分布式光伏发电系统和配电控制系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于微型燃气轮机冷热电多联供的多能互补智慧能源系统，其特征在于，所述智慧能源系统包含天然气冷热电多联供系统、空气源热泵系统、储能系统、分布式光伏发电系统和配电控制系统。


2.根据权利要求1所述的智慧能源系统，其特征在于，所述天然气冷热电多联供系统包含微型燃气轮机发电机组、烟气余热溴化锂机组、冷却塔、冷温水泵和冷却水泵，所述微型燃气轮机发电机组的电力输出端与配电控制系统连接，所述微型燃气轮机发电机组的排烟管通过电动三通阀与溴化锂机组连接，微型燃气轮机产生的烟气余热驱动溴化锂机组制取空调冷水或热水，所述溴化锂机组的冷温水出口与下游空调用户的供水母管连接，为下游空调用户制冷或供热，下游空调用户的回水返回至冷温水泵的入口，所述冷温水泵的出口与所述溴化锂机组的冷温水进口连接，所述溴化锂机组的冷却水出口与冷却塔连接，冷却水经过冷却塔冷却后被冷却水泵循环送入溴化锂机组，为所述溴化锂机组提供循环冷却水。


3.根据权利要求1所述的智慧能源系统，其特征在于，所述空气源热泵系统包含空气源热泵机组和冷热水泵，所述空气源热泵机组的冷热水出口与下游空调用户供水母管连接，下游的空调回水返回至所述冷热水泵的入口。


4.根据权利要求1所述的智慧能源系统，其特征在于，所述储能系统包含储能电池和PCS双向变流器，所述储能电池通过双向变流器与配电控制系统双向连接。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：马伟，郭甲生，冯毅，唐喜庆，唐继旭，刘伟，黄鸣，章爱娟，王颖，
申请(专利权)人：上海航天智慧能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31