專利名稱：冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，涉及微電網(wǎng)以及熱泵技術(shù)，特別涉及可發(fā)電、制冷、制熱，提高太陽能電池板發(fā)電效率，改善熱泵工況，提高能源利用效率的微電網(wǎng)系統(tǒng)，應(yīng)用于分布式發(fā)電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微電網(wǎng)是由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負荷和監(jiān)控、保護裝置組成的系統(tǒng)，可以同時提供電能和熱量，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理。目前國內(nèi)還沒有冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，市場上的光伏產(chǎn)品在實際應(yīng)用中存在著如下問題1、太陽能光伏產(chǎn)品中的并網(wǎng)型產(chǎn)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(wǎng)是個變化大的負荷，影響電網(wǎng)穩(wěn)定，2、市場上的光伏產(chǎn)品都沒有能量管理功能，無法確保自身成為配電網(wǎng)的一個恒定負荷，只是簡單的把發(fā)布式發(fā)電系統(tǒng)接入到配電網(wǎng)中，給供電的經(jīng)濟性和節(jié)點電壓、潮流、短路電流、網(wǎng)絡(luò)供電可靠性帶來影響。3、 市面上的太陽能熱泵產(chǎn)品都是針對220V或者380V電源設(shè)計的，工作功率基本恒定，如果使用太陽能光伏電源系統(tǒng)，往往不能根據(jù)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。因此本實用新型提出一種冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容針對以上問題，本實用新型提供一種冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，該微電網(wǎng)系統(tǒng)具有能量管理功能，是上級電網(wǎng)的可控負荷，能提高太陽能電池板發(fā)電效率，改善熱泵工況和冷熱聯(lián)產(chǎn)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)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(jié)合體共同組成了冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)。所述多向變流器由并網(wǎng)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(nèi)部結(jié)構(gòu)為將并網(wǎng)逆變模塊(2)、上級電網(wǎng)(4)、微電網(wǎng)內(nèi)部配電網(wǎng) (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(huán)回路和冷水循環(huán)回路構(gòu)成的熱交換設(shè)備。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為順次將變頻壓縮機(10)、冷凝器(9)、蒸發(fā)器 (11)連接成環(huán)狀形成冷媒回路，使溫水在冷凝器(9)、熱儲水箱(8)間循環(huán)的溫水循環(huán)回路，使冷水在蒸發(fā)器(11)、冷儲水箱(12)間循環(huán)的冷水循環(huán)回路。所述的太陽能電池板與換熱器的結(jié)合體(1)由熱交換導(dǎo)管緊貼太陽能電池板背面構(gòu)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(wǎng)內(nèi)部配電網(wǎng)(5)上，太陽能電池板與換熱器的結(jié)合體(1)的電池板輸出端電連接在并網(wǎng)逆變模塊(2)輸入側(cè)，太陽能電池板與換熱器的結(jié)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(huán)回路中。[0010]本實用新型根據(jù)上級電網(wǎng)對本級微電網(wǎng)電能交換功率要求，結(jié)合用戶需求功率及太陽能發(fā)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(fā)電與用電相平衡，整個微電網(wǎng)成為上級電網(wǎng)的一個可控負荷。由于系統(tǒng)的可控性，在用電低谷期，通過將上級電網(wǎng)的電能輸送到微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，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(wǎng)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(wǎng)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(jīng)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(fā)電效率。在環(huán)境溫度過低的情況下，流經(jīng)太陽能電池板背面換熱器的水溫度升高，改善了熱泵工況。本實用新型的特點在于，換熱器與太陽能電池板的結(jié)合提高了能量轉(zhuǎn)換效率和太陽能發(fā)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(chǎn)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(xiàn)了發(fā)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(wǎng)管理下進行“削峰填谷”，減少了上級電網(wǎng)的管理難題。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明附圖是冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)原理圖，附圖中，(1)是太陽能電池板與換熱器的結(jié)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(chǎn)生電，又能加熱水的裝置；(2)是并網(wǎng)逆變模塊；(3)是三相四繞組變壓器；(4)是上級電網(wǎng)；(5)是微電網(wǎng)內(nèi)部配電網(wǎng)；(6)是儲能管理模塊，可以將蓄電池中的直流電逆變?yōu)榻涣麟娸敵觯⑶以谂c上級電網(wǎng)斷開的情況下起到維持設(shè)備輸出電壓的作用；也可以根據(jù)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(fā)器；(12)是冷儲水箱；(13)是室內(nèi)風(fēng)機盤管。
具體實施方案可發(fā)電、制冷、制熱的冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，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(jié)合體共同組成。其中多向變流器，是將并網(wǎng)逆變模塊(2)上級電網(wǎng)(4)、微電網(wǎng)內(nèi)部配電網(wǎng)(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(gòu)成?？勺冾l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(fā)器(11)連接成環(huán)狀形成的冷媒回路；使溫水在冷凝器(9)、熱儲水箱(8)間循環(huán)的溫水循環(huán)回路；使冷水在蒸發(fā)器(11)、冷儲水箱(12)間循環(huán)的冷水循環(huán)回路共同構(gòu)成。太陽能電池板與換熱器的結(jié)合體，是將熱交換導(dǎo)管緊貼太陽能電池板背面，兩者間可進行熱交換。 整套系統(tǒng)具有能量管理功能。根據(jù)上級電網(wǎng)對本級微電網(wǎng)電能交換要求，結(jié)合用戶需求及太陽能發(fā)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(jù)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(jù)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(fā)電與用電相平衡。當(dāng)富余電能功率小于 OKW的情況下，能量管理系統(tǒng)將從蓄電池中調(diào)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(wǎng)發(fā)出削峰填谷指令的情況下， 由于系統(tǒng)的可控性，可配合上級電網(wǎng)“削峰填谷”。在用電低谷期，通過將上級電網(wǎng)的電能輸送到微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，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(wǎng)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(wǎng)的電能需求。在能量管理系統(tǒng)的智能化管理下，實現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)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(wǎng)成為上級電網(wǎng)的一個可控負荷，并提高太陽能發(fā)電的利用率。
權(quán)利要求1.一種冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，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(jié)合體共同組成。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征是所述多向變流器其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為將并網(wǎng)逆變模塊、上級電網(wǎng)、微電網(wǎng)內(nèi)部配電網(wǎng)、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(jù)權(quán)利1所述的冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，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(huán)回路和冷水循環(huán)回路構(gòu)成的熱交換設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征是太陽能電池板與換熱器的結(jié)合體由熱交換導(dǎo)管緊貼太陽能電池板背面構(gòu)成。
專利摘要一種冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，涉及可制冷、制熱以及提高能源利用效率的微電網(wǎng)系統(tǒng)，應(yīng)用于分布式發(fā)電領(lǐng)域。目前國內(nèi)還沒有冷熱電聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，市場上的光伏產(chǎn)品存在沒有能量管理系統(tǒng)、造成能源浪費等問題。本實用新型提供一種冷熱聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)系統(tǒng)，該微電網(wǎng)系統(tǒng)具有能量管理功能，是上級電網(wǎng)的可控負荷，能提高太陽能電池板發(fā)電效率，改善熱泵工況和冷熱電聯(lián)產(chǎn)，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(jié)合體共同組成。本實用新型將多余電能通過熱泵產(chǎn)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(xiàn)了發(fā)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。
文檔編號F25B29/00GK202050251SQ20112011677
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者易昂, 李晟, 王楚文, 肖慧明, 肖新元, 鄭小春 申請人:珠海興業(yè)綠色建筑科技有限公司