一种增强居民用户侧电网灵活性的系统和方法与流程

1.本发明属于电力系统技术领域，涉及一种增强居民用户侧电网灵活性的系统和方法。


背景技术：

2.目前新能源在电力系统中所占据的比例逐渐增加，但是由于其随机性、间断性和波动性大的特点，对电网的运行灵活性也带来了新的挑战。当新能源大规模接入电网后，会出现由于新能源量大而电力系统空间不足，往往需要通过弃风或弃光来维持系统的电力平衡，造成能源的浪费。因此对于含有新能源的电力系统，需要减少新能源并网给电力系统运行的冲击，缓解资源浪费，提升电力系统运行的灵活性。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有技术中由于新能源自身波动性大的特点，在并入电网后会影响电力系统运行灵活性的问题，提供一种增强居民用户侧电网灵活性的系统和方法。
4.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
5.一种增强居民用户侧电网灵活性的系统，包括发电机组、电网、熔融盐储能单元、制热单元、制冷单元、发电单元和用户；
6.发电机组接入电网中，电网通过输电线将电力输送至用户，电网连接熔融盐储能单元的输入侧，熔融盐储能单元的输出侧分别通过制热单元、制冷单元和发电单元连接用户；
7.在用电低谷期时，电网中的电能在熔融盐储能单元中转换为热能存储；
8.在用电高峰期时，存储在熔融盐储能单元中的热能经过换热后产生蒸汽，蒸汽经过制热单元、制冷单元和发电单元分别向用户供热、供冷和供电，供热后产生的回水回收至熔融盐储能单元中。
9.本发明的进一步改进在于：
10.所述熔融盐储能单元包括电加热器、热盐罐、冷盐罐和换热装置，熔融盐在电加热器中进行加热后，存储至热盐罐中，用电高峰期时，熔融盐由热盐罐进入换热装置中与水换热，产生蒸汽输出，熔融盐换热后存储至冷盐罐中，在用电低谷期时进入电加热器中加热。
11.所述热盐罐与换热装置之间设置有熔盐泵。
12.所述制热单元通过直供式供热和压缩式热泵制热向用户供热，直供式供热由熔融盐储能单元中产生的蒸汽直接对用户供热；压缩式热泵制热对熔融盐储能单元中产生的蒸汽温度进行提升后对用户供热。
13.所述制热单元向用户供热后的回水通过给水泵回收至熔融盐储能单元中。
14.所述制冷单元通过吸收式热泵进行制冷。
15.所述发电单元包括汽轮机、发电机和凝汽器，蒸汽进入汽轮机中做功，带动发电机
发电，对用户进行供电，蒸汽做功完成后进入凝汽器，凝汽器将蒸汽冷凝为液体输送至熔融盐储能单元中。
16.所述凝汽器与熔融盐储能单元之间还设置有凝结水泵。
17.一种增强居民用户侧电网灵活性的方法，包括以下步骤：
18.在用电低谷期，开启电加热器，对熔融盐进行加热，加热后的熔融盐存储至热盐罐中；
19.在用电高峰期，将热盐罐中的熔融盐输送至换热装置中与水进行换热，产生蒸汽；
20.蒸汽通过制热单元、制冷单元和发电单元分别向用户供热、供冷和供电；
21.熔融盐换热后存储至冷盐罐中，在用电低谷期时进入电加热器中加热。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
23.通过在用电低谷期，采用价格较为低廉的民用电，将电能转化为热能存储至熔融盐储能单元中，在用电高峰期，用户不需要使用价格较高的民用电，而将存储的高温熔融盐与介质水进行换热，产生的高温高压蒸汽分别通过制热单元、制冷单元和发电单元向居民用户供热、供冷和供电，在满足了居民用户冷热电需求的同时，减小了电网的波动，提高了电网的灵活性和稳定性。
附图说明
24.为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本发明的增强居民用户侧电网灵活性的系统示意图。
26.其中：1-常规火电机组，2-光伏发电组，3-风力发电组，4-电网，5-电加热器，6-热盐罐，7-冷盐罐，8-熔盐泵，9-换热装置，10-压缩式热泵，11-吸收式热泵；12-汽轮机；13-凝结水泵；14-给水泵；15-用户；16-发电机；17-凝汽器。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常
摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
32.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
34.参见图1，为本发明的增强居民用户侧电网灵活性的系统示意图，系统包括发电机组、电网4、熔融盐储能单元、制热单元、制冷单元、发电单元和用户15；发电机组包括光伏发电机组、风力发电机组和常规火电机组，发电机组接入电网4中，电网4通过输电线将电力输送至用户15，电网4连接熔融盐储能单元的输入侧，熔融盐储能单元的输出侧分别通过制热单元、制冷单元和发电单元连接用户15，熔融盐储能单元包括电加热器5、热盐罐6、冷盐罐7和换热装置9，熔融盐在电加热器5中进行加热后，存储至热盐罐6中，用电高峰期时，熔融盐由热盐罐6进入换热装置9中与水换热，产生高温高压的蒸汽输出，熔融盐换热后存储至冷盐罐7中，在用电低谷期时进入电加热器5中加热；蒸汽通过制热单元对用户15进行供热，高温高压的蒸汽可以采用直供式供热直接对用户15进行供热，供热后的回水输送至换热装置9中；当蒸汽的温度无法满足用户的热需求时，采用压缩式热泵10提升供热蒸汽的温度，满足用户对各种热的需求，供热后的回水同样输送至换热装置9中。蒸汽通过制冷单元对用户15供冷，高温高压的蒸汽可以作为吸收式热泵11的驱动热源，解决用户制冷的需求。蒸汽通过发电单元对用户15供电，高温高压的蒸汽进入汽轮机12中做功，带动发电机16发电，汽轮机12排出的蒸汽经过凝汽器17冷凝成液体后由凝结水泵13输送至换热装置9中，解决用户15的用电需求。
35.本发明中一种增强居民用户侧电网灵活性的方法，包括以下步骤：
36.在用电低谷期，开启电加热器5，对熔融盐进行加热，加热后的熔融盐存储至热盐罐6中；
37.在用电高峰期，将热盐罐6中的熔融盐输送至换热装置9中与水进行换热，产生高温高压的蒸汽；
38.高温高压蒸汽可以直接对用户15进行供热，当蒸汽的温度无法满足用户15的热需求时，通过压缩式热泵10提升蒸汽的温度，为用户15供热；
39.高温高压蒸汽作为热源驱动吸收式热泵11工作，满足用户15的制冷需求；
40.高温高压蒸汽进入汽轮机12中做功，带动发电机16发电，满足用户15的用电需求；
41.熔融盐换热后存储至冷盐罐7中，在用电低谷期时进入电加热器5中加热。
42.通过在用电低谷期，采用价格较为低廉的民用电，将电能转化为热能存储至熔融盐储能单元中，在用电高峰期，用户不需要使用价格较高的民用电，而将存储的高温熔融盐
与介质水进行换热，产生的高温高压蒸汽分别通过制热单元、制冷单元和发电单元向居民用户供热、供冷和供电，在满足了居民用户冷热电需求的同时，实现了电网的削峰填谷，减小了电网的波动，提高了电网的灵活性和稳定性。
43.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。