[实用新型]一种多功能集成的多能源互补供能系统

说明书

本实用新型公开了一种多功能集成的多能源互补供能系统，属于供电的技术领域，包括电网电源、控制模块、光伏发电模块、风力发电模块、天然气分布式发电模块、储能模块和负载，所述光伏发电模块、风力发电模块、天然气分布式发电模块、储能模块和负载中的土壤源热泵模块分别与控制模块通信连接；所述光伏发电模块、风力发电模块和天然气分布式发电模块均与储能模块连接，且光伏发电模块、风力发电模块和储能模块均与电网电源连接；所述负载均与电网电源、储能模块、光伏发电模块、风力发电模块和天然气分布式发电模块电连接，且通过控制模块切换电网电源、储能模块、光伏发电模块、风力发电模块或天然气分布式发电模块对负载供电。

技术领域

本实用新型属于供电的技术领域，具体而言，涉及一种多功能集成的多能源互补供能系统，尤其适用于北方城市郊区的工业园区或者工厂厂房。

背景技术

风电和光伏具有随机性、间歇性，且在相当程度上不可控。风险是指损失产生的可能，是未来的不确定性因素产生的概率及其后果的综合。随着风电和光伏发电装机容量在电力系统中所占比例的不断增长，其不确定性不可避免地给电网安全稳定运行带来风险。且传统的风电和光伏发电出力特性和负荷特性往往相悖，发出的电力又无法储存，进而造成风能和光能的浪费。

我国北方地区存有大量的农牧交错地带，气候高寒干旱、水资源短缺。由于近年来植被覆盖率持续下降，年降水量递减，又多风沙天气，蒸发量比较大，特别是由于工农业生产及生活用水量的持续增加，会导致地下水位不断下降，再加上不合理的农业结构，使得水土流失现象不断加剧，土地沙化现象愈演愈烈。因此，加强生态环境建设，减少因气候因素而引发的各种自然灾害，并减少各种人为因素对生态环境的影响，将成为改善当地生态环境质量的一个非常重要的课题。

土壤源热泵以土壤作为低位热源，由于土壤的热稳定性较好且全年温度波动范围较小，因此土壤源热泵具有良好的供热、供冷性能。但，当土壤源热泵系统应用在室外温度较低的地区时，由于建筑累计热负荷明显大于累计冷负荷，一年中土壤源热泵系统的累计取热量大于累计排热量，会出现全年取、排热量不平衡的问题。当土壤源热泵系统常年运行时，土壤温度势必越来越低，导致土壤源热泵机组的供暖性能变差，不仅无法满足室内人员舒适性的要求，甚至出现系统无法正常运行的情况。为解决土壤热不平衡的问题，保证土壤源热泵系统长期可靠高效运行，目前主要的解决方法有：优化地埋管设计、增加辅助锅炉、增加辅助太阳能集热器、增加辅助空气源热泵等。但这些方法依然存在着一些缺点：优化地埋管设计会受到场地条件、初投资等因素的制约，且无法从本质上解决土壤热不平衡问题；增加辅助锅炉会消耗大量的高品位能源，造成环境污染；辅助太阳能集热器易受天气条件的影响，且占地面积较大；辅助空气源热泵会增加投资，且运行费用会有所提高。

天然气分布式能源能量密度高，稳定性好，可作为可再生能源发展的支撑，与可再生能源耦合组成复合能源供应系统。与可再生能源相比，天然气分布式能源最大的特点是稳定可控，天然气虽然是传统的化石能源，但天然气也是清洁能源，而且技术成熟可靠。受低油价的影响并得益于国家强力推进“煤改气”工程、“气化农村”政策，综合经济性明显的LNG点供项目逐渐成为投资、建设的热点，LNG点供在2016年、2017年得到快速发展。LNG点供的发展打破了管道的自然垄断，对天然气行业的发展将产生巨大影响。但由于目前LNG 点供项目存在着设计规范和行业标准缺失、违规建设及手续不全等诸多问题，特别是对城市燃气企业特许经营权造成了巨大的冲击，致使地方政府和管道燃气企业对其抱有抵触心态。

随着全球石油资源的日益紧缺，对节能减排方面的需求和研究日益增多。电动汽车以其优良的环保性能，引起了国内外政府和企业的高度重视，动力电池技术和电动汽车的发展也初具规模。我国城市中工业园区的设置往往在城市郊区，距离城市中心较远，周边加油站配套往往较为不足，而充电桩在园区内设置较为集中，会为电动汽车充电带来不便，限制了电动汽车的进一步推广。另外，一些地区的电网线路承载力有限，不能在公共区域添加充电桩，造成充电桩使用紧张，不利于新能源汽车的推广。且增设独立的充电桩会导致多家施工单位进行多次重复挖沟，造成管道、金属、塑料等材料的大量消耗，从而造成资源浪费。

实用新型内容