技术领域
[0001] 本实用新型属于分布式
能源技术领域，尤其涉及一种以电定热的系统。
背景技术
[0002] 分布式能源(distributed energy resources)是指分布在用户端的能源综合利用系统。以电定热是根据能源综合利用系统供能区域内的电需求来确定发
电机组的选型及系统配置，
发电机组的选型与最大电需求相对应，例如，最大电需求为100，此时，选择的发电机组能够产生不小于100的电量。发电机组的热需求是随着用户的负荷的变化而变化的，但是发电机组的调节能
力有限，即负荷较低时，发电机组不能大幅度地减少发电量，仍会产生过多的发电量，造成经济效益低以及能源的浪费。
[0003] 综上，
现有技术中存在在进行以电定热时，由于发电机组调节发
电能力受到限制导致经济效益较低以及能源浪费严重的问题。实用新型内容
[0004] 有鉴于此，本实用新型
实施例提供了一种以电定热的系统，旨在解决现有技术中存在在进行以电定热时，由于发电机组调节发电能力受到限制导致经济效益较低以及能源浪费严重的问题。
[0005] 本实用新型实施例提供的一种以电定热的系统，用于输送电能至用电设备，包括控
制模块、余热回收子系统、供暖装置、
电流检测装置、第一发电机组和第二发电机组；
[0006] 所述
控制模块分别与所述第一发电机组、所述第二发电机组、所述余热回收子系统以及所述电流检测装置连接；所述余热回收子系统分别与所述第一发电机组和所述第二发电机组连接；所述第一发电机组、所述第二发电机组和所述用电设备依次与
母线连接；所述电流检测装置设置在所述第二发电机组和所述用电设备之间的母线上；所述供暖装置与所述第二发电机组连接；
[0007] 所述第一发电机组在发电过程中输出电能至所述用电设备同时输出高温烟气至所述余热回收子系统；所述余热回收子系统利用所述高温烟气的
热能将冷
水加热为
蒸汽，并将所述蒸汽输出至所述第二发电机组；所述第二发电机组利用所述蒸汽进行发电，输出乏汽至所述供暖装置同时输出电能至所述用电设备；所述电流检测装置测量所述用电设备消耗的总电流，并将其发送至所述控制模块；所述控制模块根据所述总电流开启或者关闭所述第一发电机组以及所述余热回收子系统。
[0008] 可选地，所述控制模块包括电流检测单元、第一
开关单元、第二开关单元和储能控制单元；
[0009] 所述电流检测单元分别与所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述储能控制单元连接；
[0010] 所述第一开关单元与所述第一发电机组连接；所述第二开关单元和所述储能控制单元分别与所述余热回收子系统连接。
[0011] 可选地，所述余热回收子系统包括余热
锅炉和储能设备；
[0012] 所述
余热锅炉分别与所述第二开关单元、所述第一发电机组、所述第二发电机组和所述储能设备连接；所述储能设备分别与所述第二发电机组和所述储能控制单元连接；
[0013] 所述电流检测单元检测到所述总电流不小于预设总电流，则所述第一开关单元启动所述第一发电机组，所述第二开关单元启动所述余热锅炉，所述余热锅炉利用所述第一发电机组输出的高温烟气将冷水加热为蒸汽输送至所述第二发电机组，并将剩余的高温烟气输送至所述储能设备，所述储能控制单元控制所述储能设备进行储能；
[0014] 所述电流检测单元检测到所述总电流小于所述预设总电流，则所述第一开关单元关闭所述第一发电机组，所述第二开关单元关闭所述余热锅炉，所述储能控制单元控制所述储能设备利用储能输出蒸汽至所述第二发电机组。
[0015] 可选地，所述储能设备包括第一换热模块、第二换热模块和储能模块；
[0016] 所述第一换热模块分别与所述余热锅炉、所述储能模块和所述储能控制单元连接；所述第二换热模块分别与所述储能控制单元、所述储能模块和所述第二发电机组连接；
[0017] 在所述储能控制单元控制所述储能设备进行储能时，启动所述第一换热模块，所述第一换热模块利用所述余热锅炉输出的剩余的高温烟气将储能材料加热成高温熔融态的储能材料，并存储在所述储能模块；
[0018] 在所述储能控制单元控制所述储能设备利用储能输出蒸汽时，启动所述第二换热模块，所述第二换热模块利用所述高温熔融态的储能材料将冷水加热成蒸汽并输送至所述第二发电机组。
[0019] 可选地，所述第一换热模块包括第一换热单元和第一动力单元；
[0020] 所述第一动力单元分别与所述第一换热单元、所述储能控制单元和所述储能模块连接；所述第一换热单元分别与所述余热锅炉和所述储能模块连接；
[0021] 所述第一动力单元将所述储能材料抽送至所述第一换热单元，所述第一换热单元将所述储能材料加热成高温熔融态的储能材料。
[0023] 可选地，第一换热单元包括第一换热器。
[0024] 可选地，所述第二换热模块包括第二换热单元和第二动力单元；
[0025] 所述第二动力单元分别与所述第二换热单元、所述储能模块和所述储能控制单元连接；所述第二换热单元分别与所述第二发电机组和所述储能模块连接；
[0026] 所述第二动力单元将所述高温熔融态的储能材料抽送至所述第二换热单元，所述第二换热单元利用所述的高温熔融态的储能材料将冷水加热成蒸汽。
[0027] 可选地，所述第二动力单元包括变频泵。
[0028] 可选地，所述电流检测装置包括电流互感器。
[0029] 本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实用新型实施例通过第一发电机组在发电过程中输出电能至用电设备同时输出高温烟气至余热回收子系统，余热回收子系统利用高温烟气的热能将冷水加热为蒸汽，并将蒸汽输出至第二发电机组，第二发电机组利用蒸汽进行发电，输出乏汽至供暖装置同时输出电能至用电设备，电流检测装置测量用电设备消耗的总电流，并将其发送至控制模块，控制模块根据总电流开启或者关闭第一发电机组以及余热回收子系统。本实用新型实施例中的控制模块根据用电设备消耗的总电流可以判断出当前电需求，从而可以判断出第一发电机组和第二发电机组对应的总负荷，根据总负荷关闭或开启第一发电机组以及余热子系统，避免出现发电机组的负荷较低，但由于发电机组调节能力有限，无法大幅度减少发电量导致能源浪费严重的情况，提供了整体的经济效益。
附图说明
[0030] 为了更清楚地说明本
发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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。
[0031] 图1是本实用新型的一个实施例提供的以电定热的系统的结构示意图；
[0032] 图2是本实用新型的一个实施例提供的以电定热的系统的结构示意图。
具体实施方式
[0033] 为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034] 以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：
[0035] 图1示出了本实用新型的一个实施例提供的以电定热的系统100的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：
[0036] 如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种以电定热的系统100，用于输送电能至用电设备200，包括控制模块110、余热回收子系统120、供暖装置300、电流检测装置130、第一发电机组140和第二发电机组150。
[0037] 控制模块110分别与第一发电机组140、第二发电机组150、余热回收子系统120以及电流检测装置130连接。余热回收子系统120分别与第一发电机组140和第二发电机组150连接。第一发电机组140、第二发电机组150和用电设备200依次与母线连接。电流检测装置130设置在第二发电机组150和用电设备200之间的母线上。供暖装置300与第二发电机组
150连接。
[0038] 第一发电机组140在发电过程中输出电能至用电设备200同时输出高温烟气至余热回收子系统120。余热回收子系统120利用高温烟气的热能将冷水加热为蒸汽，并将蒸汽输出至第二发电机组150。第二发电机组150利用蒸汽进行发电，输出乏汽至供暖装置300同时输出电能至用电设备200。电流检测装置130测量用电设备200消耗的总电流，并将其发送至控制模块110。控制模块110根据总电流开启或者关闭第一发电机组140以及余热回收子系统120。
[0039] 在本实施例中，第一发电机组可以为燃气发电机。
[0040] 在本实施例中，第二发电机组可以为抽凝式发电机。
[0041] 在本实施例中，余热回收子系统所利用的冷水可以来自水管或供水设备，即供水设备与余热回收子系统连接。
[0042] 其中，冷水是指
温度低于第一预设温度的水，第一预设温度可以为25℃。
[0043] 在本实施例中，控制模块根据电流检测装置检测到的用电设备消耗的总电流判断出当前电负荷，若用电设备消耗的总电流小于预设总电流，则表示当前电负荷较小，即电需求较低，便关闭第一发电机组，由余热回收子系统单独产生蒸汽输送至第二发电机组，第二发电机组利用该蒸汽进行输出电能至用电设备以及输出乏汽至供暖装置，从而满足了用户较低的电需求和热需求，且避免了资源的浪费。若用电设备消耗的总电流不小于预设总电流，则表示当前电负荷较大，即电需求较高，因此开启第一发电机组，由第一发电机组和第二发电机组共同为用电设备进行供电，以及第二发电机组输送乏汽至供暖装置以使供暖装置利用该乏汽进行供热，从而满足了用户较高的电需求和热需求。
[0045] 在本实施例中，控制模块根据用电设备消耗的总电流可以判断出当前电需求，从而可以判断出第一发电机组和第二发电机组对应的总负荷，根据总负荷关闭或开启第一发电机组以及余热子系统，避免出现发电机组的负荷较低，但由于发电机组调节能力有限，无法大幅度减少发电量导致能源浪费严重的情况，提供了整体的经济效益。
[0046] 图2示出了本实用新型的一个实施例提供的以电定热的系统100的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：
[0047] 控制模块110包括电流检测单元111、第一开关单元112、第二开关单元113和储能控制单元114。
[0048] 电流检测单元111分别与第一开关单元112、第二开关单元113和储能控制单元114连接。
[0049] 第一开关单元112与第一发电机组140连接。第二开关单元113和储能控制单元114分别与余热回收子系统120连接。
[0050] 可选地，余热回收子系统120包括余热锅炉121和储能设备122。
[0051] 余热锅炉121分别与第二开关单元113、第一发电机组140、第二发电机组150和储能设备122连接。储能设备122分别与第二发电机组150和储能控制单元114连接。
[0052] 电流检测单元111检测到总电流不小于预设总电流，则第一开关单元112启动第一发电机组140，第二开关单元113启动余热锅炉121，余热锅炉121利用第一发电机组140输出的高温烟气将冷水加热为蒸汽输送至第二发电机组150，并将剩余的高温烟气输送至储能设备122，储能控制单元114控制储能设备122进行储能。
[0053] 电流检测单元111检测到总电流小于预设总电流，则第一开关单元112关闭第一发电机组140，第二开关单元113关闭余热锅炉121，储能控制单元114控制储能设备122利用储能输出蒸汽至第二发电机组150。
[0054] 在本实施例中，电流检测单元包括
控制器。
[0055] 在本实施例中，控制模块还可以包括用于控制第二发电机组的启动状态的第三开关单元。当用户闭合第三开关单元后，第二发电机组启动运转。
[0056] 在本实施例中，电流检测装置测量到的用电设备消耗的总电流，即负载消耗的总电流。由于用户的电需求是变化的，而发电机组调节发电的能力是有限的，电流检测单元将实时检测到的总电流与预设总电流进行比较，可以判断出用户端的电需求与最大电需求是否相差较大，从而判断出发电机组的实际负荷是否远低于满负荷，若实际负荷远低于满负荷，由于发电机组的调节发电能力有限，无法大幅度减少发电量，导致能源的浪费，因此，关闭第一发电机组，仅利用储能设备输送蒸汽至第二发电机组以及第二发电机组利用该蒸汽进行供电。
[0057] 其中，发电机组的选型与最大电需求有关，发电机组最大发电量不小于最大电需求对应的电量。
[0058] 在本实施例中，当电流检测单元检测到总电流不小于预设总电流时，则触发第一开关单元闭合和第二开关闭合，第一发电机组和余热锅炉启动运转，第一发电机组燃烧
燃料(例如，
天然气)输出电能至用电设备，以及输出高温烟气至余热锅炉，余热锅炉利用高温烟气将冷水加热成蒸汽输送至第二发电机组。
[0059] 其中，高温烟气是指温度大于第二预设温度的烟气，例如，第二预设温度为150℃，它是由发电机组中的
燃气轮机燃烧燃料时产生的。
[0060] 在本实施例中，当电流检测单元检测到总电流小于预设总电流时，则触发第一开关单元开启和第二开关开启，第一发电机组和余热锅炉停止运转。
[0061] 可选地，储能设备122包括第一换热模块10、第二换热模块20和储能模块30。
[0062] 第一换热模块10分别与余热锅炉121、储能模块30和储能控制单元114连接。第二换热模块20分别与储能控制单元114、储能模块30和第二发电机组150连接。
[0063] 在储能控制单元114控制储能设备122进行储能时，启动第一换热模块10，第一换热模块10利用余热锅炉121输出的剩余的高温烟气将储能材料加热成高温熔融态的储能材料，并存储在储能模块30。
[0064] 在储能控制单元114控制储能设备122利用储能输出蒸汽时，启动第二换热模块20，第二换热模块20利用高温熔融态的储能材料将冷水加热成蒸汽并输送至第二发电机组
150。
[0065] 可选地，第一换热模块10包括第一换热单元11和第一动力单元12。
[0066] 第一动力单元12分别与第一换热单元11、储能控制单元114和储能模块30连接。第一换热单元11分别与余热锅炉121和储能模块30连接。
[0067] 第一动力单元12将储能材料抽送至第一换热单元11，第一换热单元11将储能材料加热成高温熔融态的储能材料。
[0068] 可选地，第一动力单元12包括
循环泵。
[0069] 可选地，第一换热单元11包括第一换热器。
[0070] 可选地，第二换热模块20包括第二换热单元21和第二动力单元22。
[0071] 第二动力单元22分别与第二换热单元21、储能模块30和储能控制单元114连接。第二换热单元21分别与第二发电机组150和储能模块30连接。
[0072] 第二动力单元22将高温熔融态的储能材料抽送至第二换热单元21，第二换热单元21利用的高温熔融态的储能材料将冷水加热成蒸汽。
[0073] 可选地，第二动力单元22包括变频泵。
[0074] 可选地，电流检测装置130包括电流互感器。
[0075] 在本实施例中，在储能控制单元控制储能设备进行储能时，启动第一动力单元，第一动力单元将第一储能装置中的储能材料抽送至第一换热单元，在第一换热单元中，储能材料吸收余热锅炉输送的剩余的高温烟气中的热量，生成高温熔融态的储能材料，并通过管道流向第二储能装置。
[0076] 在本实施例中，在储能控制单元控制储能设备利用储能输出蒸汽时，启动第二动力单元，第二动力单元将第二储能装置中的高温熔融态的储能材料抽送至第二换热单元，第二换热单元中的冷水吸收高温熔融态的储能材料中的热量，生成蒸汽流向第二发电机组，被吸收热量的高温熔融态的储能材料重新变成储能材料流向第一储能装置，以实现储能材料的循环利用。
[0077] 其中，储能控制单元可以输送电
信号至第一动力单元和第二动力单元，以分别启动第一动力单元和第二动力单元。
[0078] 在本实施例中，储能材料可以为熔融盐，将其作为蓄热材料，即储能材料时，具有成本低、热熔高以及安全性较高等优点。
[0079] 在本实施例中，高温熔融态的储能材料是指温度超过第三预设温度的高温熔融态的储能材料，例如，第三预设温度为300℃。
[0080] 在本实施例中，第一换热器可以为烟气余热回收换热器。
[0081] 在本实施例中，第二换热单元包括第二换热器，第二换热器可以为
板式换热器。
[0082] 在本实施例中，第一储能装置可以为储能罐，第二储能装置可以为高温储能罐。
[0083] 在本实施例中，电流检测单元通过将检测到的用电设备消耗的总电流与预设总电流进行比较，从而判断出电需求是否较低，若电需求较高，则控制第一发电机组和第二发电机组共同输送电能至用电设备，第二发电机组发电所使用的蒸汽是由余热锅炉利用第一发电机组输送的高温烟气生成的，若余热锅炉中存在剩余的高温烟气时，余热锅炉未直接排空，而是将其输送至储能设备，储能控制单元控制储能设备利用剩余高温烟气储能，提高了能源的利用率，若热需求较低，则储能控制单元控制储能设备利用储能产生蒸汽输送至第二发电机组，仅由第二发电机组利用储能设备输送的蒸汽进行发电，并将乏汽输送至供暖装置，以使供暖装置利用乏汽进行供热，第一发电机组和余热锅炉无需继续利用燃料进行发电以及产生蒸汽，因此，提高了整体的经济效益以及降低了能源的浪费。
[0084] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
