一种相变储热系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112665433A(43)申请公布日2021.04.16(21)申请号201910979126.0(74)专利代理机构北京安博达知识产权代理有限公司1(22)申请日2019.10.151271代理人徐国文(71)申请人国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司(51)Int.Cl.地址110811辽宁省沈阳市和平区八经街F28D20/02(2006.01)94号申请人全球能源互联网研究院有限公司东北大学国网辽宁省电力有限公司国家电网有限公司(72)发明人赵庆杞邓占锋杨东升徐桂芝杨岑玉胡晓张宏宇温锦李悦悦刘鑫蕊孔岩岩刘瑞杰孟强高廷旭权利要求书3页说明书9页附图1页(54)发明名称一种相变储热系统及其控制方法(57)摘要本发明涉及一种相变储热系统及其控制方法，包括：通过管道连接的电锅炉、第一热交换装置、蓄热装置、第二热交换装置、用户侧换热器以及总控模块；所述总控模块，用于根据电网实际用电情况和蓄热装置中蓄热材料的实际温度控制电锅炉启停以及第一热交换装置或第二热交换装置的启停，以改变电锅炉和蓄热装置的工作状态。所述系统还包括电流调节模块，用于调整电锅炉的工作电流，使电锅炉的出口实际温度为电锅炉的出口目标温度。本发明提供的技术方案在电流调节模块采用了PID控制和PI控制的双闭环结构，提高了相变储热系统中电锅炉温控响应速度，同时，该系统的总控模块和电流调节模块均由电网调度中心调控，从而实现系统参与电力系统调度的目的。CN112665433ACN112665433A权利要求书1/3页1.一种相变储热系统，包括通过管道连接的电锅炉、第一热交换装置、蓄热装置、第二热交换装置和用户侧换热器，其特征在于，还包括：总控模块；所述总控模块，用于根据电网实际用电情况和蓄热装置中蓄热材料的实际温度控制电锅炉启停以及第一热交换装置或第二热交换装置的启停，以改变电锅炉和蓄热装置的运行情况。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电锅炉的出口与和用户侧换热器的入口通过第一管道连接，所述用户侧换热器的出口与电锅炉的入口通过第二管道连接；所述第一管道与第二管道之间通过支路管道分别连接有第一热交换装置和第二热交换装置，所述第一热交换装置和第二热交换装置之间设有蓄热装置；所述第一热交换装置，用于实现电锅炉与蓄热装置间的热交换；所述蓄热装置，用于当与第一热交换装置连通时实现对热能的存储，当与第二热交换装置连通时实现对热能的释放；所述第二热交换装置，用于实现蓄热装置与用户侧换热装置间的热交换。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一循环泵、第二循环泵、第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀；所述第一管道上依次设有第一循环泵和第二开关阀；所述第一热交换装置所在的支路管道上设有第一开关阀，所述第一开关阀靠近所述第一管道；所述第二热交换装置所在的支路管道上设有第三开关阀和第二循环泵，所述第三开关阀靠近所述第一管道，所述第二循环泵靠近所述第二管道。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述总控模块具体用于：若当前时段为电网用电峰段且所述蓄热装置中蓄热材料的实际温度T满足T≥TF时，或若当前时段为电网用电平段且所述蓄热装置中蓄热材料的实际温度T满足T≥2TF时，或若当前时段为电网用电谷段且所述蓄热装置中蓄热材料的实际温度T满足T≥Tmax时，则关闭第一开关阀和第二开关阀、开通第三开关阀、延时Δt后关闭第一循环泵、启动第二循环泵和关闭电锅炉，使电锅炉停止运行，蓄热装置为用户侧换热器供热；若当前时段为电网用电峰段且所述蓄热装置中蓄热材料的实际温度T满足Tmin≤T＜TF时，或若当前时段为电网用电平段且蓄热装置中蓄热材料的实际温度T满足TF≤T＜2TF时，则关闭第一开关阀、开通第二开关阀和第三开关阀、启动第一循环泵、启动第二循环泵和延时Δtx后启动电锅炉，使电锅炉和蓄热装置同时为用户侧换热器供热；若当前时段为电网用电峰段且所述蓄热装置中蓄热材料的实际温度T满足T＜Tmin时，或若当前时段为电网用电平段且所述蓄热装置中蓄热材料的实际温度T满足T＜TF时，或若当前时段为电网用电谷段且所述蓄热装置中蓄热材料的实际温度T满足T＜Tmax时，则开通第一开关阀、开通第二开关阀、关闭第三开关阀、启动第一循环泵、关闭第二循环泵和延时Δtx后启动电锅炉，使电锅炉同时为蓄热装置和用户侧换热器供热；其中，Tmax为蓄热装置中蓄热材料的最高温度，TF为蓄热装置中蓄热材料的设定温度阈值，Tmin为蓄热装置中蓄热材料的最低温度，Δtx为第一预设时间，Δt为第二预设时间。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，按下式确定蓄热装置中蓄热材料的设定温度阈值TF：2CN112665433A权利要求书2/3页6.如权利要求1-5任一