一种基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统的制作方法
- 国知局
- 2024-08-01 02:05:29
1.本实用新型涉及新能源技术领域,特别涉及一种基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统。背景技术:2.现阶段,一些工业园区能源供应仍以煤炭和电力为主,终端能源消费形式以工业蒸汽用热和电力为主。为实现碳排放的下降,需要对化石能源供应实施绿色能源清洁替代,利用周边风能、太阳能等新能源资源满足园区热、电等用能需求。随着新能源接入规模的持续增大,替代煤炭消费的规模也同步增大,进而可以达到降低化石能源消费量、控制碳排放量的效果。3.目前部分地区有着丰富的新能源资源条件,但是送出能力有限,需要挖掘本地负荷增长潜力促进新能源发展。现有电网新能源消纳能力和调节能力不足,传统保障性并网方式规模将逐渐减少,保障性并网项目竞争面临压力越来越大。此外,现有工业园区供能主要以化石能源供应为主。技术实现要素:4.本实用新型实施例提供了一种基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统,新能源替代煤炭消费可以降低化石能源消费量、控制碳排放量,但是在实际应用中,工业园区现有供能主要以化石能源供应为主,未有效利用周边风能、太阳能等新能源资源满足园区热、电等用能需求。5.为了解决以上问题,本实用新型实施例采用以下技术方案:6.本实用新型实施例提供了基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统,其特征在于,所述供能系统包括新能源电站、供热蓄热站、第一供热系统、第二供热系统和第三供热系统,所述第一供热系统和所述第二供热系统分别与所述新能源电站连接,所述第一供热系统、所述第二供热系统和所述第三供热系统的热量输出端与用能企业设备通过热网管道连接。7.可选地,所述供能系统还包括制氢设备,所述新能源电站通过供热蓄热站与所述制氢设备连接,且所述制氢设备的氢气输出端与所述用能企业设备通过氢气管网连接。8.可选地,所述制氢设备为电解水制氢设备。9.可选地,所述第一供热系统包括电熔盐锅炉和熔盐蓄热站、蒸汽发生器,所述供热蓄热站与所述电熔盐锅炉通过电网连接,所述电熔盐锅炉与所述熔盐蓄热站通过管网连接,所述熔盐蓄热站与蒸汽发生器通过管网连接,且所述蒸汽发生器与所述用能企业设备连接。10.可选地,所述第二供热系统包括电蒸汽锅炉,所述供热蓄热站与所述电蒸汽锅炉通过电网连接,所述电蒸汽锅炉与所述用能企业设备连接。11.可选地,所述用能企业设备包括预设用能设备和新增用能设备,所述第一供热系统、所述第二供热系统和第三供热系统用于对所述预设用能设备和所述新增用能设备进行供能。12.可选地,在所述新能源电站的供能量大于所述新增用能设备的用能需求的情况下,所述新能源电站分别向所述第一供热系统和所述第二供热系统供电,所述第一供热系统和所述第二供热系统向所述新增用能设备供能;13.在所述新能源电站的供能量小于所述新增用能设备的用能需求的情况下,所述新能源电站向所述第二供热系统供能,所述第一供热系统、所述第二供热系统、所述第三供热系统同时向所述新增用能设备供能。14.可选地,所述供能系统还包括配置模块,所述配置模块用于基于目标配置信息对所述供能系统进行配置,所述目标配置信息包括所述新能源电站、所述第一供热系统、所述第二供热系统、制氢设备的规模。15.可选地,所述配置模块用于获取原有负荷需求、新增负荷需求以及初始配置信息,所述初始配置信息包括所述第三供热系统的规模;16.所述配置模块还用于基于所述原有负荷需求、新增负荷需求以及所述初始配置信息,生成所述目标配置信息。17.在本实用新型实施例中,所述供能系统包括新能源电站、供热蓄热站、第一供热系统、第二供热系统、第三供热系统和电解水制氢,所述供能系统可以根据用能企业设备的用能需求以及所述新能源电站的供能量,灵活分配所述新能源电站的供能量,当所述新能源电站的供能量能满足所述用能企业设备的需求时,将富余的供能量通过所述第一供热系统进行存储,当新所述能源电站的供能量无法满足所述用能企业设备的需求时,所述第二供热系统和所述第三供热系统供能给所述用能企业设备,从而可以充分利用新能源,满足工业园区的新增负荷需求,使得新能源的消纳能力提高。附图说明18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。19.图1为本实用新型实施例提供的一种基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统的示意图之一;20.图2为本实用新型实施例提供的一种基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统的配置流程图;21.图3为本实用新型实施例提供的一种基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统的示意图之二;22.图4为本实用新型实施例提供的一种基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统的示意图之三;23.图5为本实用新型实施例提供的一种基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统的示意图之四。具体实施方式24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。25.除非另作定义,本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也相应地改变。26.请参见图1,图1是本实用新型实施例提供的一种供能系统的示意图之一,如图1所示,所述供能系统包括新能源电站、供热蓄热站、第一供热系统、第二供热系统和第三供热系统,所述第一供热系统和所述第二供热系统分别与所述新能源电站通过供热蓄热站连接,所述第一供热系统、所述第二供热系统和所述第三供热系统的热量输出端与用能企业设备通过管网连接。27.所述新能源电站可以利用现有技术将风能、太阳能等新能源转化为电能;所述第一供热系统通过相应的装置对热能储存的设备,同时可以向所述用能企业设备供热;所述第二供热系统可以将所述新能源电站的电能转化为热能,向所述用能企业设备供热;所述第三供热系统可以将煤炭等化石能源转化为热能,向所述用能企业设备供热。28.在本实用新型实施例中,所述供能系统包括新能源电站、供热蓄热站、第一供热系统、第二供热系统和第三供热系统,所述供能系统可以根据用能企业设备的用能需求以及所述新能源电站的供能量,灵活分配所述新能源电站的供能量,当所述新能源电站的供能量能满足所述用能企业设备的需求时,将富余的供能量通过所述第一供热系统进行存储,当新所述能源电站的供能量无法满足所述用能企业设备的需求时,所述第二供热系统和所述第三供热系统供能给所述用能企业设备,从而可以充分利用新能源,满足工业园区的新增负荷需求,使得新能源的消纳能力提高。29.可选地,所述供能系统还包括制氢设备,所述新能源电站与所述制氢设备电连接,且所述制氢设备的氢气输出端与所述用能企业设备通过管网连接。30.所述制氢设备是将电能转化为氢能的设备,所述制氢设备制作的氢能可以通过相关技术存储,如液化储氢,也可以输出给所述用能企业设备使用。31.在本实用新型实施例中,所述供能系统可以通过将所述新能源电站的电能转化为氢能,将氢能供给所述用能企业设备,也可以对氢能进行存储,在所述用能企业设备需要的情况下,再将氢能供给所述用能企业设备,从而及时满足园区的氢能需求。32.可选地,所述制氢设备为电解水制氢设备。33.在本实用新型实施例中,所述供能系统可以通过电解水制氢设备进行制氢,十分便捷高效。34.可选地,所述第一供热系统包括电熔盐锅炉和熔盐蓄热站、蒸汽发生器,所述供热蓄热站与所述电熔盐锅炉通过电网连接,所述电熔盐锅炉与所述熔盐蓄热站通过管网连接,所述熔盐蓄热站与蒸汽发生器通过管网连接,且所述蒸汽发生器与所述用能企业设备连接。35.所述第一供热系统可以将所述新能源电站的电能转化为热能,向所述用能企业设备供热;所述熔盐蓄热站通过相应的装置对热能进行存储。36.在本实用新型实施例中,所述一种基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统可以通过供热设备将电能转化为热能,对热能进行存储,从而实现对所述新能源电站富余电能的存储,使得新能源的利用率较高。37.在本实用新型实施例中,所述一种基于源网荷储一体化的园区绿色供能系统可以利用熔融盐使用温区大、比热容高、换热性能好等特点,将热量通过所述电熔盐锅炉和所述熔盐蓄热站加热熔融盐进行存储,由于熔融盐价格低廉,且在300℃以上的高温区具有良好的化学稳定性和热稳定性,使得所述供能系统蓄热的稳定性较高,且成本较低。38.可选地,所述第一供热系统还包括蒸汽发生器,所述熔盐蓄热站通过所述蒸汽发生器与所述用能企业设备连接。39.所述蒸汽发生器可以是利用热能把水加热成为蒸汽的机械设备,在需要利用所述熔盐蓄热站热量的情况下,所述熔盐蓄热站将热能传递给所述蒸汽发生器,所述蒸汽发生器把水加热成为蒸汽,从而供能给所述用能企业设备。40.在本实用新型实施例中,所述供能系统可以通过所述蒸汽发生器利用所述蓄热器的热量,从而供能给所述用能企业设备,由于蒸汽发生器可以在较短的时间内产出蒸汽,工作时间短,使得所述供能系统热效率较高。41.可选地,所述用能企业设备包括预设用能设备和新增用能设备,所述第一供热系统、所述第二供热系统和第三供热系统用于对所述预设用能设备和所述新增用能设备进行供能。42.所述预设用能设备可以是工业园区内原有用户的用能设备,所述新增用能设备可以是工业园区内新增用户的用能设备,用户可以是用热企业、用氢企业等,所述第三供能设备可以是燃煤供热设备。43.在本实用新型实施例中,所述供能系统可以通过所述燃煤供热设备和所述第一供热系统、所述第二供热系统对工业园区内用户用能设备进行供能,从而在保障原有用户用能需求的情况下,利用新能源满足新增用户的用能需求,降低对所述燃煤供热设备的利用率,进而控制化石能源消费和碳排放量。44.可选地,在所述新能源电站的供能量大于所述新增用能设备的用能需求的情况下,所述新能源电站分别向所述第一供热系统和所述第二供热系统供电,所述第一供热系统和所述第二供热系统向所述新增用能设备供能;45.在所述新能源电站的供能量小于所述新增用能设备的用能需求的情况下,所述新能源电站向所述第二供热系统供能,所述第一供热系统、所述第二供热系统、所述第三供热系统同时向所述新增用能设备供能。46.所述新能源电站的供能量可以是所述新能源电站基于风能、太阳能等新能源转化的电能量;所述新能源电站的供能量大于所述新增用能设备的用能需求,可以是所述新能源电站的发电量在满足所述新增用能设备的用能需求之后,所述新能源电站仍有富余的电能;所述新能源电站向所述第一供热系统供能,可以是所述新能源电站将富余的电能以热能的形式存储在所述第一供热系统;所述新能源电站的供能量小于所述新增用能设备的用能需求,可以是所述新能源电站的发电量无法满足所述新增用能设备的用能需求;所述第一供热系统向所述新增用能设备供能,可以是所述第一供热系统将存储的热能供给所述新增用能设备。47.在本实用新型实施例中,所述供能系统可以根据所述新能源电站的供能量和所述新增用能设备的用能需求及时调整供能方式,可以有效解决新能源消纳带来的随机性问题以及负荷侧波动性问题。48.可选地,所述供能系统还包括配置模块,所述配置模块用于基于目标配置信息对所述供能系统进行配置,所述目标配置信息包括所述新能源电站、所述第一供热系统和所述第二供热系统的规模。49.所述目标配置信息可以是计算机、服务器等电子设备对所述供能系统进行配置时所需的信息;所述新能源电站、所述供热蓄热站、所述第一供热系统和所述第二供热系统的规模可以是对所述供能系统进行生产模拟时,所述新能源电站、所述第一供热系统和所述第二供热系统满足用能需求所需的规模大小。50.在本实用新型实施例中,所述供能系统可以通过所述配置模块确定所述供能系统的各设备规模,从而可以提高配置所述供能系统的效率。51.可选地,所述配置模块用于获取原有负荷需求、新增负荷需求以及初始配置信息,所述初始配置信息包括所述第三供热系统的规模;52.所述配置模块还用于基于所述原有负荷需求、新增负荷需求以及所述初始配置信息,生成所述目标配置信息。53.所述原有负荷需求可以是工业园区内原有用户的负荷需求,可以包括热负荷和氢负荷需求;所述新增负荷需求可以是工业园区内新增用户的负荷需求,可以包括热负荷和氢负荷需求;所述初始配置信息可以是工业园区现有供能系统的配置信息,可以是燃煤供热设备的规模。54.在本实用新型实施例中,所述供能系统可以根据园区内新增用户的负荷需求,实时调整所述供能系统的供能方式,发挥负荷侧灵活响应能力,控制简便高效。55.请参见图2,图2是本实用新型实施例提供的一种供能系统的配置流程图,如图2所示,所述配置流程包括:56.根据工业园区情况核实原有热负荷和氢负荷需求;确定园区原有供能方式及设备;确定工业园区新增热负荷、氢负荷情况;确定新增负荷供能方式及设备;进行生产模拟;通过生产模拟确定新能源电站规模和熔盐蓄热供热、电蒸汽锅炉、蒸汽发生器、电解水制氢设备的规模;建立工业园区供热供氢系统模型,并应用到实际项目中。57.请参见图3,图3是本实用新型实施例提供的一种供能系统的示意图之二,如图3所示,所述供能系统包括能源供给侧的新能源电站、供热蓄热站、电熔盐锅炉、熔盐蓄热站、蒸汽发生器、电蒸汽锅炉、电解水制氢,能源消费侧的用能企业,园区原有燃煤锅炉,以及能源输送相配套的电网、热力管网和氢网;主网连接区域高压电网,为所述供能系统的主要网络;所述新能源电站通过所述供热蓄热站将电能供给所述电熔盐锅炉、所述电蒸汽锅炉和所述电解水制氢设备。58.请参见图4,图4是本实用新型实施例提供的一种供能系统的示意图之三,如图4所示,新能源大出力状态时,即所述新能源电站的供能量大于所述新增用热企业的用能需求时,所述新能源电站供电给所述电蒸汽锅炉,所述电蒸汽锅炉大功率供热给所述用热企业,也可以通过所述电解水制氢设备大功率供氢给所述用热企业,所述新能源电站的富余电能通过所述电熔盐锅炉大功率加热熔盐进行存储,富余电能也可以通过所述电解水制氢设备制氢进行存储,所述燃煤锅炉低功率供热给所述用热企业,降低煤炭消费。59.请参见图5,图5是本实用新型实施例提供的一种供能系统的示意图之四,如图5所示,新能源小出力状态时,即所述新能源电站的供能量小于所述新增用热企业的用能需求时,所述新能源电站供电给所述电蒸汽锅炉,所述电蒸汽锅炉低功率供热给所述用热企业,也可以通过所述电解水制氢设备低功率供氢给所述用热企业,所述熔盐蓄热站放热给所述熔盐蒸汽发生器,所述熔盐蒸汽发生器供热给所述用热企业,所述燃煤锅炉大功率供热给所述用热企业,以满足用热企业的用能需求。60.在本实用新型所提供的几个实施例中,应该理解到,需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。61.以上结合附图对本实用新型的实施例进行了描述,但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
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