冷熱聯產微電網系統技術方案

一種冷熱聯產微電網系統，涉及可制冷、制熱以及提高能源利用效率的微電網系統，應用于分布式發電領域。目前國內還沒有冷熱電聯產微電網系統，市場上的光伏產品存在沒有能量管理系統、造成能源浪費等問題。本實用新型專利技術提供一種冷熱聯產微電網系統，該微電網系統具有能量管理功能，是上級電網的可控負荷，能提高太陽能電池板發電效率，改善熱泵工況和冷熱電聯產，由多向變流器、可變頻熱泵以及太陽能電池板與換熱器的結合體共同組成。本實用新型專利技術將多余電能通過熱泵產生冷水和熱水存儲，可有效減少所需要的蓄電池的容量，從根本上降低了整體的運行成本，同時實現了發電與用電平衡，制冷與用冷平衡，制熱與用熱平衡，提高了太陽能利用率。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種冷熱聯產微電網系統，涉及微電網以及熱泵技術，特別涉及可發電、制冷、制熱，提高太陽能電池板發電效率，改善熱泵工況，提高能源利用效率的微電網系統，應用于分布式發電領域。
技術介紹
微電網是由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關負荷和監控、保護裝置組成的系統，可以同時提供電能和熱量，是一個能夠實現自我控制、保護和管理。目前國內還沒有冷熱聯產微電網系統，市場上的光伏產品在實際應用中存在著如下問題1、太陽能光伏產品中的并網型產品，在有太陽和沒有太陽的情況下輸出變化情況比較大，相對于上級電網是個變化大的負荷，影響電網穩定，2、市場上的光伏產品都沒有能量管理功能，無法確保自身成為配電網的一個恒定負荷，只是簡單的把發布式發電系統接入到配電網中，給供電的經濟性和節點電壓、潮流、短路電流、網絡供電可靠性帶來影響。3、 市面上的太陽能熱泵產品都是針對220V或者380V電源設計的，工作功率基本恒定，如果使用太陽能光伏電源系統，往往不能根據太陽能的變化情況而改變壓縮機頻率，太陽能過多時就白白浪費，太陽能能源不足時就無法正常工作，依然造成能源的浪費。因此本技術提出一種冷熱聯產微電網系統。
技術實現思路
針對以上問題，本技術提供一種冷熱聯產微電網系統，該微電網系統具有能量管理功能，是上級電網的可控負荷，能提高太陽能電池板發電效率，改善熱泵工況和冷熱聯產。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是由多向變流器、可變頻熱泵以及太陽能電池板與換熱器的結合體共同組成了冷熱聯產微電網系統。所述多向變流器由并網逆變模塊(2)、儲能管理模塊(6)和三相四繞組變壓(3)器作為主要部件組成，其內部結構為將并網逆變模塊(2)、上級電網(4)、微電網內部配電網 (5)、儲能管理模塊(6)依次電連接到三相四繞組變壓器(3)的N1、N2、N3、N4四個繞組上。所述的可變頻熱泵，是由變頻壓縮機(10)為核心，冷媒回路、溫水循環回路和冷水循環回路構成的熱交換設備。其內部結構為順次將變頻壓縮機(10)、冷凝器(9)、蒸發器 (11)連接成環狀形成冷媒回路，使溫水在冷凝器(9)、熱儲水箱(8)間循環的溫水循環回路，使冷水在蒸發器(11)、冷儲水箱(12)間循環的冷水循環回路。所述的太陽能電池板與換熱器的結合體(1)由熱交換導管緊貼太陽能電池板背面構成，兩者間可進行熱交換。變頻壓縮機(10)的電源電連接在微電網內部配電網(5)上，太陽能電池板與換熱器的結合體(1)的電池板輸出端電連接在并網逆變模塊(2)輸入側，太陽能電池板與換熱器的結合體(1)中的換熱器部分作為可變頻熱泵換熱器串入冷水循環回路中。本技術根據上級電網對本級微電網電能交換功率要求，結合用戶需求功率及太陽能發電功率而改變熱泵壓縮機的工作頻率，進而改變熱泵功率，確保發電與用電相平衡，整個微電網成為上級電網的一個可控負荷。由于系統的可控性，在用電低谷期，通過將上級電網的電能輸送到微電網系統內，保存到蓄電池(7)中或供熱泵使用，制冷水和制熱水存儲到水箱中備用；在用電高峰期，在滿足用戶需求的情況下將部分電能輸送到上級電網中，并依靠存儲的冷水和熱水滿足用戶的制冷和制熱需求，減少對上級電網的電能需求，具有能量管理功能。在太陽能電池板溫度偏高時，流經太陽能電池板背面換熱器的水降低了太陽能電池板的溫度，提高發電效率。在環境溫度過低的情況下，流經太陽能電池板背面換熱器的水溫度升高，改善了熱泵工況。本技術的特點在于，換熱器與太陽能電池板的結合提高了能量轉換效率和太陽能發電效率，利用能量管理功能對能量利用進行管理，將多余電能通過熱泵產生冷水和熱水存儲，可有效減少所需要的蓄電池的容量，從根本上降低了整體的運行成本，同時實現了發電與用電平衡，制冷與用冷平衡，制熱與用熱平衡，提高了太陽能利用率，可在上級電網管理下進行“削峰填谷”，減少了上級電網的管理難題。以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明附圖是冷熱聯產微電網系統原理圖，附圖中，(1)是太陽能電池板與換熱器的結合體。將熱泵換熱器安裝在太陽能電池板后面組成的既能產生電，又能加熱水的裝置；(2)是并網逆變模塊；(3)是三相四繞組變壓器；(4)是上級電網；(5)是微電網內部配電網；(6)是儲能管理模塊，可以將蓄電池中的直流電逆變為交流電輸出，并且在與上級電網斷開的情況下起到維持設備輸出電壓的作用；也可以根據需要將外部輸入的交流電同步整流成為直流電存儲到蓄電池中；(7)是蓄電池；(8)是熱儲水箱；(9)是冷凝器；(10)是變頻壓縮機；(11)是蒸發器；(12)是冷儲水箱；(13)是室內風機盤管。具體實施方案可發電、制冷、制熱的冷熱聯產微電網系統，由多向變流器與可變頻熱泵，以及太陽能電池板與換熱器的結合體共同組成。其中多向變流器，是將并網逆變模塊(2)上級電網(4)、微電網內部配電網(5)、儲能管理模塊(6)分別電連接到三相四繞組變壓器(3)各繞組上所構成。可變頻熱泵，是以變頻壓縮機(10)作為核心，順次將變頻壓縮機(10)、冷凝器(9)、蒸發器(11)連接成環狀形成的冷媒回路；使溫水在冷凝器(9)、熱儲水箱(8)間循環的溫水循環回路；使冷水在蒸發器(11)、冷儲水箱(12)間循環的冷水循環回路共同構成。太陽能電池板與換熱器的結合體，是將熱交換導管緊貼太陽能電池板背面，兩者間可進行熱交換。 整套系統具有能量管理功能。根據上級電網對本級微電網電能交換要求，結合用戶需求及太陽能發電情況而計算出富余電能功率。在富余電能功率大于OKW的情況下，再根據用戶日常用冷量與用熱量進行計算，將富余電能按照一定比例存儲到蓄電池中，其余部分供熱泵使用，并根據這部分電能大小改變熱泵壓縮機的工作頻率，進而改變熱泵功率， 使熱泵工作功率與供給熱泵的電能功率一致確保發電與用電相平衡。當富余電能功率小于 OKW的情況下，能量管理系統將從蓄電池中調配電能補充用電缺口，并使用存儲在熱泵的冷熱水箱中的冷水和熱水保證用戶的用冷和用熱。在上級電網發出削峰填谷指令的情況下， 由于系統的可控性，可配合上級電網“削峰填谷”。在用電低谷期，通過將上級電網的電能輸送到微電網系統內，保存到蓄電池中或供熱泵使用，制冷水和制熱水存儲到水箱中備用；在用電高峰期，在滿足用戶需求的情況下將部分電能輸送到上級電網中，并依靠存儲的冷水和熱水滿足用戶的制冷和制熱需求，減少對上級電網的電能需求。在能量管理系統的智能化管理下，實現系統發電與用電的平衡、用冷量和制冷量的平衡、用熱量與制熱量的平衡， 整個微電網成為上級電網的一個可控負荷，并提高太陽能發電的利用率。權利要求1.一種冷熱聯產微電網系統，其特征是由多向變流器、可變頻熱泵以及太陽能電池板與換熱器的結合體共同組成。2.根據權利1所述的冷熱聯產微電網系統，其特征是所述多向變流器其內部結構為將并網逆變模塊、上級電網、微電網內部配電網、儲能管理模塊依次電連接到三相四繞組變壓器的N1、N2、N3、N4四個繞組上。3.根據權利1所述的冷熱聯產微電網系統，其特征是可變頻熱泵是由變頻壓縮機作為核心，冷媒回路、溫水循環回路和冷水循環回路構成的熱交換設備。4.根據權利1所述的冷熱聯產微電網系統，其特征是太陽能電池板與換熱器的結合體由熱交換導管緊貼太陽能電池板背面構成。專利摘要一種冷熱聯本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種冷熱聯產微電網系統，其特征是：由多向變流器、可變頻熱泵以及太陽能電池板與換熱器的結合體共同組成。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李晟，肖慧明，易昂，王楚文，肖新元，鄭小春，
申請(專利權)人：珠海興業綠色建筑科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：44