[发明专利]一种孤岛能源系统及其工作方法

说明书

本发明涉及能源储存及利用领域，公开一种孤岛能源系统及其工作方法，包括双向储能逆变器、光伏子系统、光热子系统、吸收式制冷子系统和储能子系统。日间启动光伏子系统利用太阳能发电，光伏子系统输出电力通过双向储能逆变器将直流电转化为交流电供给用户，盈余部分储存在储能子系统；光热子系统利用太阳能产生和存储热能，吸收式制冷子系统利用电能和热能产生冷能；夜间启动储能子系统，储能子系统输出电力通过双向储能逆变器整流为用户供电，吸收式制冷子系统利用电能和热能驱动，产生冷能。本发明利用储能技术和双向储能逆变技术，可在不依靠大电网支撑的条件下，进行孤岛供电、供热和供冷，无需外部电力供应，实现可再生能源的综合利用。

技术领域

本发明涉及储能供能领域，特别是涉及一种孤岛能源系统及其工作方法。

背景技术

储能技术尤其是电能的存储对于能源系统的优化和调节具有重大意义。风光电力为代表的可再生能源电力因具有储量丰富、绿色低碳的优势，目前在全球的推广风头强劲，但可再生能源电力存在着固有的缺陷。以光伏发电为例，由于日夜交替，光伏发电存在规律性的间歇；由于阴雨天气的影响，光伏发电存在不确定性的长周期间歇；由于日照条件的影响，光伏发电存在规律性的输出功率波动；由于天空云团的影响，光伏发电存在不确定性的瞬时输出功率波动。以上所述间歇性、不确定性和波动性的出力特点，是可再生能源电力的最大缺陷，随着可再生能源电力在电网中的占比增大，其对电网安全运行的威胁越来越大，因而一般要求可再生能源电力的容量比不得超过某一比例，剩余电力不得入网。因而，可再生能源电力就地消纳、离网消纳的技术问题亟待解决。

利用微电网实现可再生能源电力的区域性离网消纳是解决可再生能源利用的一种潜在途径，但单一的电力供应难以满足用户对多种能源的需求，而利用电力来直接制取热能和冷能显然是低效且浪费的。

通过建设智能微能源网，将冷热电能源有机耦合，实现能源互补和能源综合利用，是解决上述问题的有效方案。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种孤岛能源系统及其工作方法，解决现有技术中再生能源电力就地离网消纳和多能联供问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种孤岛能源系统，包括

双向储能逆变器，用于将直流电转化为交流电或将交流电转化为直流电；

光伏子系统，与所述双向储能逆变器连接，用于利用太阳能发电；

光热子系统，与所述双向储能逆变器连接，用于利用太阳能和电能收集并储存热量；

吸收式制冷子系统，分别与所述光热子系统和所述双向储能逆变器连接，用于利用光热和电能产生冷能；

储能子系统，与所述双向储能逆变器连接，用于储存光伏子系统产生的盈余电能。

其中，所述储能子系统包括空气压缩机、储气室和透平发电机，所述空气压缩机和所述透平发电机均与所述双向储能逆变器连接，分别用于利用电能压缩空气和利用压缩空气膨胀做功发电，所述储气室分别与所述空气压缩机和所述透平发电机连接，用于储存和利用压缩空气。

其中，所述双向储能逆变器包括储电装置，所述储电装置用于储存电能，并在所述光伏子系统和所述储能子系统启动时提供启动电能。

本发明还公开一种孤岛能源系统工作方法，包括：日间工作方法和夜间工作方法；

所述日间工作方法包括：

双向储能逆变器驱动光伏子系统利用太阳能发电，光伏子系统输出电力通过双向储能逆变器将直流电转化为交流电供给用户，盈余部分储存在储能子系统；