本发明属于太阳能综合利用领域，尤其是一种用于低层建筑楼宇的热电联供系统及其运行控制方法。
背景技术：
1、随着新能源的快速发展，屋顶光伏作为其中一种十分重要的形式备受关注，其能充分利用屋顶资源，通过光伏发电的形式为用户提供电能。但低层楼宇建筑负荷需求除了电能之外，在用热方面也存在一定的需求，然而屋顶资源有限，在有限的空间内无法同时建造光伏和太阳能热水装置满足楼宇的热电用能基础，如何可以在有限的占地面积下提高太阳能利用效率，既能发电又可集热成为了太阳能利用的研究热点。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用于低层建筑楼宇的热电联供系统及其运行控制方法，以满足低层建筑楼宇的热、电负荷需求，实现其屋顶太阳能资源的最大化利用。
2、本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
3、本发明的第一方面是提供了一种用于低层建筑楼宇的热电联供系统，包括：pv/t组件、水源热泵、蓄热水箱、恒温水箱，pv/t组件接收辐照产电产热，产电用于满足系统能耗或上网售电，产出热水用于别墅供暖以及生活热水；
4、蓄热水箱中的水通过循环泵驱动，流经pv/t组件，对光伏电池板进行冷却，在pv/t组件中升温后的热水汇集到分流阀前，进入恒温水箱或回到蓄热水箱重新参与循环；
5、恒温水箱中的热水用于对建筑提供供暖和生活热水，根据建筑侧温度的情况，由室温控制器自动调节源侧泵、供暖泵和低温水源热泵，将恒温水箱中的低温热水泵入水源热泵，再由供暖泵实现建筑供暖的水循环，从而实现建筑供暖和生活热水预热；
6、系统的具体工作流程如下：
7、(1)当环境有辐照且辐照条件较好，pv/t组件出口水温能够直接达到供暖和生活热水所需水温55℃时，热水直接流入恒温水箱储存，并控制三通阀使pv/t组件出口热水直接用于满足生活热水负荷以及供暖需求，经换热后的水直接流回蓄热水箱，并流入pv/t组件冷却流道中完成一次循环；
8、(2)当环境有辐照但辐照条件较差时，即pv/t组件出口水温不能直接满足楼宇供暖与生活热水制备时，首先控制三通阀使pv/t组件出口热水混合换热回水重新流入pv/t组件进一步加热，当温度达到要求时结束再循环，流入负荷侧，当温度仍无法达到要求时，水源热泵启动，pv/t组件出口热水作为水源热泵热源，而不是直接用于供暖和生活热水，通过吸收温度较高的热源热量，在产出满足需求温度热水的同时也能使水源热泵性能得到明显提升；
9、(3)当环境无辐照时，pv/t组件等效为散热器，采用旁路绕过pv/t组件，同时启用水源热泵，在辐照较好条件下储存的多余热水从恒温水箱流出，作为水源热泵的热源使用，通过水源热泵进行加热热水以满足供暖负荷与生活热水负荷；
10、(4)在夏季时，系统主要满足生活热水负荷需求，水源热泵始终关闭，以pv/t组件电产出为优先，通过充分冷却保证pv/t组件电能产出的提升，当热量出现溢出时，说明热负荷较低，因此冷却水的作用仅为降低pv/t组件电池板温度，提高pv/t组件电能产出，多余热量经过恒温水箱后通过空冷塔进行散热，降温后的水重新流入pv/t冷却电池板。
11、进一步地，根据建筑侧温度的情况，由室温控制器自动调节源侧泵、供暖泵和低温水源热泵，将恒温水箱中的低温热水泵入低温水源热泵，再由供暖泵实现建筑供暖的水循环，从而实现建筑供暖和生活热水预热。
12、进一步地，蓄热水箱的水源为自来水、水源热泵源侧出口、恒温水箱溢流、供热回水、部分pv/t组件出口冷却水。
13、进一步地，pv/t组件冷却循环泵速度可调，由pid控制器进行闭环控制，控制变量为pv/t组件出口冷却水的温度，并且设定最小转速。
14、进一步地，供热时，由源侧泵将热水直接输送至建筑内供热，或进入水源热泵，达到一定温度后再用于供暖和生活用水。
15、进一步地，供暖泵、源侧泵和水源热泵自动调节和跟踪当前室内温度，实时确保热负荷能够满足用户需求，独立形成控制闭环。
16、本发明的第二方面是提供了上述的低层建筑楼宇的热电联供系统的控制方法，包括两种供热控制模式：
17、①pv/t直供模式：该运行策略是当恒温水箱温度高于设定值，pv/t组件可以直接满足建筑的热负荷需求时，可直接应用低倍聚光pv/t系统作为建筑供热的唯一热源；
18、②辅助供热模式：该运行策略则是当恒温水箱温度低于设定值，pv/t组件不能直接满足建筑的热负荷需求时，不能单独依靠pv/t组件作为热源，需要水源热泵机组作为辅助热源，这种运行模式情况下，pv/t组件作为预热设备，恒温水箱内的水作为水源热泵的源测热源。
19、进一步地，系统的控制以恒温水箱为核心，恒温水箱进水由一个两位三通调节阀控制，将pv/t组件出口冷却水以不同比例分配给恒温水箱和蓄热水箱，当恒温水箱水位正常时，为了保证恒温水箱中的水温较高，应尽量使进入恒温水箱的水温高于恒温水箱的当前水温，循环后温度较低的水应回到蓄热水箱中继续参与冷却循环，直到温度达到要求为止；若恒温水箱水位较低，则跳过进水温度判断，直接向恒温水箱注水；
20、根据此控制策略运行时，恒温水箱水温将保持在较高水平，当热负荷需求较高时，恒温水箱流出的热水比进入恒温水箱的热水流量大，进而降低了恒温水箱的液位；当热负荷需求较低时，恒温水箱流出的热水比进入恒温水箱的热水流量小，进而提高了恒温水箱的液位，用恒温水箱的液位来表征热负荷需求。
21、进一步地，将热源侧控制策略分为热优先、电优先两种控制模式：
22、热优先：当恒温水箱液位较低时，大量热水通过供暖或生活用水消耗，太阳能热电联供系统当前的运行状态即将无法满足热负荷需求；此时，为了提高制热效率，需要牺牲此时的光伏组件电效率，提高pv/t组件出口冷却水的目标温度，即降低pv/t组件冷却循环水泵的转速；若pv/t组件的产热仍然难以满足热负荷需要，则进一步降低恒温水箱进水温度目标值，即调整恒温水箱前调节阀的阀位，将温度稍低的水引入恒温水箱，再通过水源热泵进行温度的调整，以通过牺牲水源热泵功率的手段，保证热负荷需求得到满足；
23、电优先：当恒温水箱液位较高时，仅有少量热水消耗，系统当前的热需求较低，恒温水箱的蓄水量也能够满足一段时间的热负荷需求，此时，为了提高发电效率，可以降低pv/t组件出口冷却水的目标温度，即提高pv/t组件冷却循环水泵的转速，同时，恒温水箱将停止进入热水，pv/t冷却水为组件降温后，将进入冷却塔降温，然后回到蓄热水箱。
24、本发明的优点和积极效果是：
25、1、充分利用屋顶太阳能资源，布置合适类型的跟踪型聚光性光伏光热一体化组件，耦合水源热泵、恒温水箱、蓄热水箱等其他辅助能源系统设备，满足低层建筑楼宇的热电负荷需求。
26、2、针对低层楼宇建筑集群用能特点，设计系统全季节工况下运行模式及优化运行控制策略，满足负荷侧和用能侧的平衡运行，实现系统的最优化控制运行。
1.一种用于低层建筑楼宇的热电联供系统，其特征在于，包括：pv/t组件、水源热泵、蓄热水箱、恒温水箱，pv/t组件接收辐照产电产热，产电用于满足系统能耗或上网售电，产出热水用于别墅供暖以及生活热水；
2.根据权利要求1所述的低层建筑楼宇的热电联供系统的控制方法，其特征在于，根据建筑侧温度的情况，由室温控制器自动调节源侧泵、供暖泵和低温水源热泵，将恒温水箱中的低温热水泵入低温水源热泵，再由供暖泵实现建筑供暖的水循环，从而实现建筑供暖和生活热水预热。
3.根据权利要求2所述的低层建筑楼宇的热电联供系统的控制方法，其特征在于，蓄热水箱的水源为自来水、水源热泵源侧出口、恒温水箱溢流、供热回水、部分pv/t组件出口冷却水。
4.根据权利要求3所述的低层建筑楼宇的热电联供系统的控制方法，其特征在于，pv/t组件冷却循环泵速度可调，由pid控制器进行闭环控制，控制变量为pv/t组件出口冷却水的温度，并且设定最小转速。
5.根据权利要求4所述的低层建筑楼宇的热电联供系统的控制方法，其特征在于，供热时，由源侧泵将热水直接输送至建筑内供热，或进入水源热泵，达到一定温度后再用于供暖和生活用水。
6.根据权利要求5所述的低层建筑楼宇的热电联供系统的控制方法，其特征在于，供暖泵、源侧泵和水源热泵自动调节和跟踪当前室内温度，实时确保热负荷能够满足用户需求，独立形成控制闭环。
7.根据权利要求6所述的低层建筑楼宇的热电联供系统的控制方法，其特征在于，包括两种供热控制模式：
8.根据权利要求7所述的低层建筑楼宇的热电联供系统的控制方法，其特征在于，系统的控制以恒温水箱为核心，恒温水箱进水由一个两位三通调节阀控制，将pv/t组件出口冷却水以不同比例分配给恒温水箱和蓄热水箱，当恒温水箱水位正常时，为了保证恒温水箱中的水温较高，应尽量使进入恒温水箱的水温高于恒温水箱的当前水温，循环后温度较低的水应回到蓄热水箱中继续参与冷却循环，直到温度达到要求为止；若恒温水箱水位较低，则跳过进水温度判断，直接向恒温水箱注水；
9.根据权利要求8所述的低层建筑楼宇的热电联供系统的控制方法，其特征在于，将热源侧控制策略分为热优先、电优先两种控制模式：
