空调机组供电系统和供冷方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及设备控制技术领域，具体而言，涉及一种空调机组供电系统和供冷方法。
背景技术
[0002] 为了提升能效，推动清洁
能源的高效利用变得越来越重要。其中，以CCHP(冷-热-电联供)技术为
基础可以有效提高能源系统的供能可靠性。通过对能源系统进行综合利用，可以促进多种能源子网络的综合规划、运行管理和优化
梯级利用，以提高能源系统供能的经济性与可靠性。
[0003] 现有的包括直流变频离心机在内的所有中央空调机组，其工作所需的电
力消耗全部是由配
电网提供，这样就是的用户每年使用中央空调机组所产生的电费金额是很大的。
[0004] 针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
[0005] 本发明
实施例提供了一种空调机组供电系统，以解决现有的空调系统的直流变频离心机组过分依赖电网配电而导致的电费过高的技术问题，该系统包括：生产发电设备和传输转换设备，其中：
[0006] 所述生产发电设备，用于将
风能转换为
电能；
[0007] 所述传输转换设备，与所述生产发电设备耦合，用于将所述电能转换为冷源，所述冷源用于为用户侧供冷。
[0008] 在一个实施方式中，所述传输转换设备中包括有
风力发电直驱变频离心机系统，所述风力发电直驱变频离心机系统用于将电能转换为冷源。
[0009] 在一个实施方式中，上述系统还包括：冷源存储设备，与所述传输转换设备相连，用于对所述传输转换设备产生的冷源进行存储。
[0010] 在一个实施方式中，所述冷源存储设备通过
冰储冷技术对冷源进行存储。
[0011] 在一个实施方式中，所述生产发电设备包括：
[0012] 风力发电系统，用于将
风能转换为直流电形式的电能；
[0013] 换流器，与所述风力发电系统和所述传输转换设备耦合，用于将直流电形式的电能进行直交流升压变换，转换为交流电形式的电能。
[0014] 在一个实施方式中，上述系统还包括：电能
存储器，与所述换流器耦合，用于对所述传输转换设备使用后剩余的电能进行存储。
[0015] 在一个实施方式中，上述系统还包括：
控制器，与所述传输转换设备耦合，用于所述传输转换设备的运行模式进行控制。
[0016] 在一个实施方式中，上述系统还包括：客户端设备，与所述控制器耦合，用于接收用户的控制指令，并将所述控制指令传输至所述控制器进行控制。
[0017] 本发明实施例还提供了一种基于上述空调机组供电系统进行供冷的方法，包括：
[0018] 通过生产发电设备将风能转换为电能；
[0019] 通过传输转换设备将所述电能转换为冷源，其中，所述冷源用于为用户侧供冷。
[0020] 在一个实施方式中，通过传输转换设备将所述电能转换为冷源，其中，所述冷源用于为用户侧供冷，包括：
[0021] 通过风力发电直驱变频离心机系统将所述电能转换为冷源；
[0022] 根据运行情况，确定供冷模式；
[0023] 按照确定的供冷模式进行供冷。
[0024] 在一个实施方式中，根据运行情况，确定供冷模式，包括：
[0025] 在发电储能不足且用户侧仍需供冷的情况下，通过发电系统接入以提供电能；
[0026] 在用户侧所需冷量未超出预设
阈值，且电力可供机组运行的情况下，冷源存储设备同时进行蓄冷和放冷操作；
[0027] 在冷源存储设备存储的冷量可独立供用户侧使用，或者发电系统瘫痪的情况下，冷源存储设备备用和供冷；
[0028] 在电能供应充足，用户侧所需冷量超出预设阈值的情况下，冷源存储设备和制冷机组同时供冷。
[0029] 在一个实施方式中，上述方法还包括：接收BACnet IP格式的控制指令；响应于所述控制指令对所述空调机组供电系统进行控制。
[0030] 在一个实施方式中，空调机组为中央空调机组。
[0031] 在上述实施例中，通过风力发电直接与直驱变频离心机系统进行对接，即，通过风力发电为空调制冷提供所需的电能，从而解决现有的空调系统的直流变频离心机组过分依赖电网配电而导致的电费过高的技术问题，且可以解决配电网用电高峰时段运行时，电网电力的不稳定给中央空调稳定运行带来隐患的问题，达到了提升清洁能源利用率的技术效果。
附图说明
[0032] 构成本
申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0033] 图1是根据本发明实施例的空调机组供电系统结构
框图；
[0034] 图2是根据本发明实施例的基于空调机组供电系统的供冷方法
流程图；
[0035] 图3是根据本发明实施例的综合能源系统架构框图；
[0036] 图4是根据本发明实施例的冷量控制分布情况的模式示意图；
[0037] 图5是根据本发明实施例的系统控制策略示意图。
具体实施方式
[0038] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0039] 考虑到可以通过风能这种清洁
可再生能源进行发电，即将风能转换为电能来使用，从而实现风力发电。且风能在沿海地区、高原及山岭地区均可以进行使用。但是，目前对于风力发展，也仅是通过风力发电站这种单一的形式。
[0040] 为此，
发明人考虑到可以将风力发电与中央空调的直流变频离心机组以及冰蓄冷储能相结合，从而综合设计出一套可以应用在空调机组的发电和用电系统。
[0041] 通过该发电和用电系统，可以解决现有的空调系统的直流变频离心机组过分依赖电网配电而导致的电费过高的技术问题，且可以解决配电网用电高峰时段运行时，电网电力的不稳定给中央空调稳定运行带来隐患的问题，同时可以提升风能转换为电能的利用率，解决储能技术不发达的问题。
[0042] 如图1所示，在本例中提供了一种空调机组供电系统，包括：生产发电设备101和传输转换设备102，其中：
[0043] 生产发电设备101，用于将风能转换为电能；
[0044] 传输转换设备102，与生产发电设备101耦合，用于将所述电能转换为冷源，所述冷源用于为用户侧供冷。
[0045] 具体的，上述传输转换设备102中可以设置有风力发电直驱变频离心机系统，通过该风力发电直驱变频离心机系统可以将电能转换为冷源。
[0046] 即，可以将风力产生的电能直接作用于风力发电直驱变频离心机系统，从而产生冷源，以便为用户侧制冷。
[0047] 考虑到有时产生的冷源使用不完，为了避免浪费，可以提供一个用于存储冷源的设备，从而使得在有多余冷量的情况下，将多余的冷量存储起来，在有制冷需要的时候再使用该存储的冷量。即，上述空调机组供电系统还可以包括：冷源存储设备，与传输转换设备102相连，用于对所述传输转换设备102产生的冷源进行存储。
[0048] 其中，上述冷源存储设备可以通过冰储冷技术对冷源进行存储。
[0049] 为了使得输入至传输转换设备102的电能是传输转换设备102可以使用的电能，在上述生产发电设备中可以设置：风力发电系统，用于将风能转换为直流电形式的电能；换流器，与所述风力发电系统和所述传输转换设备耦合，用于将直流电形式的电能进行直交流升压变换，转换为交流电形式的电能。即，将风力发电系统产生的直流电转换为交流电，从而可以直接输入至传输转换设备102使用。
[0050] 对于上述生产发电设备101而言，有时产生的电量供传输转换设备102使用还会存在剩余，为此为了避免电能浪费，还可以设置电能存储器，该电能存储器可以与换流器耦合，用于对传输转换设备102使用后剩余的电能进行存储。
[0051] 为了实现对空调机组供电系统的有效的智能控制，上述空调机组供电系统还可以包括：控制器，与所述传输转换设备102耦合，用于对所述传输转换设备102的运行模式进行控制。
[0052] 在一个实施方式中，上述空调机组供电系统还可以包括：客户端设备，与所述控制器耦合，用于接收用户的控制指令，并将所述控制指令传输至所述控制器进行控制。
[0053] 基于上述的空调机组供电系统，可以按照如图2所示的方法步骤进行供冷：
[0054] 步骤201：通过生产发电设备将风能转换为电能；
[0055] 步骤202：通过传输转换设备将所述电能转换为冷源，其中，所述冷源用于为用户侧供冷。
[0056] 上述步骤202通过传输转换设备将所述电能转换为冷源，其中，所述冷源用于为用户侧供冷，可以包括：
[0057] S1：通过风力发电直驱变频离心机系统将所述电能转换为冷源；
[0058] S2：根据运行情况，确定供冷模式；
[0059] S3：按照确定的供冷模式进行供冷。
[0060] 具体的，根据运行情况，确定供冷模式，可以包括以下情况之一：
[0061] 1)在发电储能不足且用户侧仍需供冷的情况下，通过发电系统接入以提供电能；
[0062] 2)在用户侧所需冷量未超出预设阈值，且电力可供机组运行，冷源存储设备同时进行蓄冷和放冷操作；
[0063] 3)在冷源存储设备存储的冷量可独立供用户侧使用，或者发电系统瘫痪的情况下，冷源存储设备备用和供冷；
[0064] 4)在电能供应充足，用户侧所需冷量超出预设阈值的情况下，冷源存储设备和制冷机组同时供冷。
[0065] 考虑到控制制冷的数据传输问题，为了实现有效地交互和控制，可以接收BACnet IP格式的控制指令；响应于所述控制指令对所述空调机组供电系统进行控制。即，通过BACnet IP格式进行控制制冷的传输。
[0066] 上述空调机组可以是中央空调机组。
[0067] 下面结合一个具体实施例对上述风力发电和使用系统进行具体说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0068] 在本例中，提供了一种利用风力发电技术以及冰蓄冷技术的综合能源系统，如图3所示，为系统整体架构，架构显示从
能量的生产、传输、转换、分配、储存、使用环节的中的组成。可以包括三个单元模
块：生产发电、传输转换、冷源存储。
[0069] 其中，生产发电单元为风力发电交直流转换单元，用于将风能通过换流器转换为电能；传输转换单元为风力发电直驱离心机系统为主体的智能群控系统，用于将电能转换为冷源；冷源存储单元通过冰蓄冷技术对传输转换单元产生的冷量进行存储。
[0070] 如图4所示，为冷量控制分布情况的四种模式：发用电单模式冷机制冷模式、融冰放冷模式模式、发用电单模式冰蓄冷制冷模式、发用电双模式制冷模式。
[0071] a)风力发电及换流系统
[0072] 风力发电传输的直流电，经过汇流箱汇总、直流配电单元进行DC-DC升压变换和逆变后转换为交流电。该交流电用于供离心机组使用，对于多余的交流点可以通过其他
电池或者耗电形式进行使用和存储。b)制冷机组和蓄冷设备智能控制系统
[0073] 四种冷量控制分布情况模式，可以分别适用于如下情景：
[0074] 1)发用电单模式冷机制冷，一般应用在系统投运前期，发电储能不足且用户侧仍需供冷，这事就需要发电系统投入。
[0075] 2)发用电单模式冰蓄冷制冷，一般应用在用户侧需求冷量不多，且电力可供机组运行，冰蓄冷可以边蓄冷边放冷模式。
[0076] 3)融冰放冷模式，一般应用在冰蓄冷装置存储的冷量可以独立供用户侧使用，或者发电系统瘫痪等状况冰蓄冷装置备用和供冷；
[0077] 4)发用电双模式制冷，一般应用在电能供应充足，用户侧需冷强烈，冰蓄冷及制冷机组同时进行供冷模式。
[0078] 在实际应用的时候，可以通过实际情况对上述模式的灵活切换控制。
[0079] 具体的，可以设置智能控制系统，通过该智能控制系统可以预判出当日24小
时空调负荷的变化情况，从而可以确定出制冷机组(和风力发电)和蓄冷设备在供冷过程中冷量控制分布情况，以保证蓄冷设备和制冷机组能够满足末端的用冷要求。
[0080] 通过智能控制系统，可以根据用户用冷需求的变化，实时调整整套系统发用电、制冷、冰蓄冷、放冷的系统最佳运行策略，从而科学高效地配给冰量，从而使电力资源可以充分利用。通过这种方式不仅可以实现无人值守式低成本管理，且可以有效提升能源配置效率。
[0081] 在一个实施方式中，可以在平台管理
服务器上运行智能管理
软件，集成所有的风力发用
电子系统、制冷蓄冷设备和空调末端的各种远程控制功能，同时兼具监测运行状态数据的作用。
[0082] 客户端与服务器之间通过以太网(IP Ethernet)相连接，系统管理人员操作客户端
访问服务器上的管理软件的
用户界面。对于系统管理人员发出的控制命令可以封装成为BACnet IP的协议格式，然后进入中央空调群控控制柜。
[0083] 其中，中央空调群控控制柜具备上下兼容的特点，与平台管理软件通过BACnet IP协议进行交互，与风力发电直驱变频离心机组和空调末端则通过modbus协议进行交互，modbus协议可以运行在485总线上。
[0084] 如图5所示为系统控制策略示意图，智能控制系统通过对“当天
温度推算全天用冷负荷”、“前一天末端全天用冷负荷”、“根据负荷系数推算的全天用冷负荷”以及“负荷系数”等数据模型的
数据库，对数据链进行整合、分析，在每一个整点对下个时段的运行策略进行基于此时段运行状态的预判和相关调整。并在每一天用冷结束后对次日的运行策略进行基于当天的实际运行状态的预判和调整，以实现对对系统运行优化调整的智能控制。
[0085] 即，在上例中，结合能量的生产、传输、转换、分配、储存、使用等环节，将风力发电应用在了空调机组中，从而提升了风电的转换率。具体的，可以将风力发电与直流变频离心机组相结合，在一些诸如沿海，山区等地区，将常年的风能产生的电能供空调运行，消除了传统直流变频离心机组纯粹由配电网供电的缺点。其次，将空调产生的多余的冷量通过冰蓄冷技术持续储存起来，用户侧通过需求量放冷，通过这种方式可以保证在任何情况下，冷量的储存和持续供冷的效果。
[0086] 从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：通过风力发电直接与直驱变频离心机系统进行对接，即，通过风力发电为空调制冷提供所需的电能，从而解决现有的空调系统的直流变频离心机组过分依赖电网配电而导致的电费过高的技术问题，且可以解决配电网用电高峰时段运行时，电网电力的不稳定给中央空调稳定运行带来隐患的问题，达到了提升清洁能源利用率的技术效果。
[0087] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成
电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的
硬件和软件结合。
[0088] 以上所述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，本发明实施例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。
