基于分时电价的热泵供热系统相变储热应用研究

中国提出“双碳”战略，推进可再生能源利用和供热电气化，降低电供热成本已成为迫切需求。本文提出了一种新型含相变储热的热泵供热系统。供热系统利用富余的可再生能源发电量或谷电储热，在可再生能源间歇期或峰电时段放热，实现热电解耦、削峰填谷，提高系统经济性。基于相变储热装置使用的灵活性，控制策略可根据可再生能源发电特性或分时电价时段动态调整。本研究测试以谷电为主要驱动能源的系统运行特性，分析不同储热时间和储热容量对系统经济性的影响，在青海高海拔地区进行供热实验。结果表明，含相变储热的热泵供热系统比热泵直接供热耗电量成本降低5.28%；储能容量为75 kWh时，通过调节控制策略改变储热时间可使系统能耗和运行成本分别降低5.69%、13.5%；增加储能容量至150 kWh可调节峰谷电用量，谷电占比最高可达84.52%，运行成本可再降低10.04%。含相变储热的热泵供热系统具有良好的经济效益，合理利用其热电解耦特性可助力可再生能源消纳和电网稳定运行。