[发明专利]一种热电比灵活可控的新型冷热电联供系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种热电比灵活可控的新型冷热电联供系统及其控制方法，该系统包括：依次连接的发电机组、热回收装置和吸收式制冷或制暖机组，还包括与发电机组连接的热泵，所述热泵的耗电量由发电机组提供；通过调整发电机组和热泵功率使得系统输出热电比灵活连续可调。一方面本发明避免使得系统结构复杂化，降低了初期投资成本，另外本发明采用简单的控制策略，利于实际应用。

技术领域

本发明属于环保与节能的技术领域，尤其是涉及一种热电比灵活可控的新型冷热电联供系统及其控制方法。

背景技术

目前我国建筑能耗中冷热负荷至少占总负荷的50％，传统以电为单一来源的供能方式难以满足负荷多元化需求，存在转换次数多，品位不对口等严重缺陷，导致能源严重浪费。冷热电联供(Combined Cooling Heating and Power,CCHP) 系统通过回收发电余热，同时完成发电、制冷和供热，将能源利用率大幅提升至 75％以上，实现冷热电联供的高效综合供给，能够满足建筑用能多元化需求，而且有效降低了SO_x、NO_x和CO₂等污染物排放，实现“就地取能、梯级利用、即发即用”。冷热电联供系统被公认为未来科学用能的最佳方式和未来能源系统发展的重要方向之一。

传统的CCHP系统通常由发电设备、吸收式制冷(暖)机组和余热回收装置组成，其基本运行方式主要为“以电定热”或“以热定电”模式，但是在这两种运行模式下，热电能量强耦合，且热电比固定，因此系统以优先电能需求或热能需求运行，无法避免的造成热能或电能冗余与不足，从而造成了能源浪费。针对该问题，现有研究主要集中在系统的结构设计与运行优化方面。一方面，在传统的系统结构中加入辅热(补燃锅炉、电制冷机等)与储能(电池、储热水箱等) 设备，另外，利用智能算法求解得到各设备出力以匹配用户热电负荷，尽管该方法提高了能源利用率，但由于其使得系统结构与控制策略过于复杂，难以在实际系统当中应用。

因此，如何将CCHP系统冷热电能量输出与用户实时变化的冷热电负荷高效准确匹配是一大难题。究其原因是作为一种冷热电多能量耦合系统，CCHP系统输出热电比固定，无法根据负荷情况灵活调控，如何实现热电解耦是解决问题的关键。

中国专利文献CN 105626170B公开了一种采用多级热泵的大热电比热电联产系统及其工作方法，此专利设计了一种包含锅炉、汽轮机和多级热泵的热电联供系统，该系统中全部或部分取消汽轮机回热系统抽汽，以增加汽轮机凝汽量，进而降低最小凝汽量限制下的汽轮机发电量，同时增加多级热泵凝结水加热系统进行凝结水加热，再消耗部分机组发电量，从而降低同一供热负荷下的最低热电联产机组发电量，最终增大系统输出的热电比。但是，此方法以降低汽轮机最低发电量的方式增大热电比，使得发电效率降低，同时无法对输出的热量进行灵活调控，使得该系统无法在热电负荷实时变化的情况下高效稳定运行，并且该方法需要使用多组热泵，增加了投资成本。

综上所述，现有技术中如何提高冷热电联供系统输出热电比灵活可控，以应对用户的热电负荷变化的问题，尚缺乏行之有效的解决方案。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，解决现有技术中如何提高冷热电联供系统输出热电比灵活可控，以应对用户的热电负荷变化的问题，本发明提出了一种热电比灵活可控的新型冷热电联供系统及其控制方法，能够确保系统输出热电比灵活可控，以应对用户的热电负荷变化。

本发明的目的是提供一种热电比灵活可控的新型冷热电联供系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：

一种热电比灵活可控的新型冷热电联供系统，该系统包括：依次连接的发电机组、热回收装置和吸收式制冷或制暖机组，还包括与发电机组连接的热泵，所述热泵的耗电量由发电机组提供；通过调整发电机组和热泵功率使得系统输出热电比灵活连续可调。