CN108988377A - 一种新能源环保工程系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环保工程系统技术领域,具体涉及一种新能源环保工程系统及控制方法。独特的储能双向双模式逆变器直接采样和跟踪频率、相位完成并网/离网投切及转换;利用储能系统调剂充放电电量改善了新能源电力的不稳定性,通过削峰填谷提高用电的经济性,既环保又经济(目前光伏发电已经低于电网商业电价,这个趋势将将继续);储能系统储的余补缺使得光伏、风电新能源直接交流供电提高了效率和稳定性,还解决了整个工程系统不间断大规模供电问题,提高了系统供电的可靠性;储能系统作为微电网的支撑电源,对于电网接入不便以及生态环保要求高的环境,实现新能源微电网发电供电;本技术方案是环保工程配用电力的新方式,也是经济、环保用电的趋势。

Description

一种新能源环保工程系统及控制方法
技术领域
[0002] 本发明属于环保工程系统技术领域,具体涉及一种新能源环保工程系统及控制方 法。
背景技术
[0004] 日益受到重视的环境保护,对环保处理工程的正常运行和实时监控的要求越来越 高,这也促进了环保处理工程不断研发和更加广泛的应用;同时也对环保处理工程及系统 建设提出了诸多挑战。以污水处理工程为例,污水处理工程大多建设在独立的区域,特别是 广大的乡村,使其运行必须进行电力接入工程建设;需要且必须实现使其无人或少人值守 的自动运行实时监控系统;保障污水处理工程正常运行的稳定并可靠供电是必不可少的, 尤其是污水处理工程的监控系统必备不间断供电系统,这是污水处理工程安全可靠运行的 保障,但是这样会增加电力设施的投资,传统普遍应用的风、光与储能直流并接逆变供电不 能稳定可靠满足用电需求。
[0005] 为了减少电力接入的电力建设工程投入,稳定可靠利用太阳能、风能新能源电力, 使项目系统运行既环保又经济(目前光伏发电已经低于电网商业供电的电价,并且这个趋 势将不断持续);为间歇波动的新能源电力交流直接供电并采用合理配置的储能系统进行 储余补缺,大大提高新能源的稳定性和适用性,同时还解决了整个工程系统不间断大规模 供电问题,提高了项目系统整体运行的可靠性;特别是储能系统使得光伏、风电新能源供电 能够稳定供电的同时承担了微电网的支撑电源,有利于离网独立供电和并网电网的削峰填 谷及工程系统的应急供电,是环保工程配用电力的新方式,也是经济、环保用电的趋势。
发明内容
[0007] 为此,提出一种新能源环保工程系统及控制方法,包括:电网通断开关、风电逆变 器、光伏逆变器、储能双向双模式逆变器、风能发电系统、光伏发电系统、储能蓄电池系统、 储能蓄电池管理系统腿S、电力线、BMS总线、风电接入开关、光电接入开关、储能电力接入开 关、供电计量装置、负荷配电柜、环保工程系统局域通信网、发电供电监控与能量管理系统 EMS、CAN总线、电网电参数采集装置、负荷电力参数采集装置、提升泵负荷接电开关、提升泵 负荷控制装置、提升泵负荷设备、曝气设备接电开关、曝气设备控制装置、曝气设备负荷、脱 水设备接电开关、脱水设备控制装置、脱水设备负荷、送气排风装置接电开关、送气排风装 置控制器、送气排风装置负荷、反冲洗设备接电开关、反冲洗设备控制装置、反冲洗设备负 荷、负荷电力线、电网、电网双向计量装置、公共通信网、远程终端、BMS电源转换装置;其中: [0008] 电网通过电网通断开关及电网双向计量装置连接电力线并由电力线依次通过供 电计量装置、负荷配电柜接入负荷电力线,构成电网为负荷供电的电力路径;
[0009] 电网通过电网通断开关及电网双向计量装置连接电力线并由电力线通过储能电 力接入开关依次连接储能双向双模式逆变器和储能蓄电池系统,构成电网为储能蓄电池系 统充电补电的电力路径;
[0010] 风能发电系统连接风电逆变器并由风电逆变器通过风电接入开关接入电力线再 由电力线依次通过供电计量装置、负荷配电柜接入负荷电力线,构成风能发电系统为负荷 供电的电力路径;
[0011] 风能发电系统连接风电逆变器并由风电逆变器通过风电接入开关接入电力线再 由电力线依次通过电网双向计量装置和电网通断开关接入电网,构成风能发电系统为电网 馈电供电的电力路径;
[0012] 光伏发电系统连接光伏逆变器并光伏逆变器通过光电接入开关接入电力线再由 电力线依次通过供电计量装置、负荷配电柜接入负荷电力线,构成光伏发电系统为负荷供 电的电力路径;
[0013] 光伏发电系统连接光伏逆变器并光伏逆变器通过光电接入开关接入电力线再由 电力线依次通过电网双向计量装置和电网通断开关接入电网,构成光伏发电系统为电网馈 电供电的电力路径;
[0014] 储能蓄电池系统连接储能双向双模式逆变器并由储能双向双模式逆变器通过储 能电力接入开关接入电力线再由电力线依次通过供电计量装置、负荷配电柜接入负荷电力 线,构成储能蓄电池系统为负荷供电的电力路径;
[0015] 储能蓄电池系统连接储能双向双模式逆变器并由储能双向双模式逆变器通过储 能电力接入开关接入电力线再由电力线依次通过电网双向计量装置和电网通断开关接入 电网,构成储能蓄电池系统为电网应急供电的电力路径;
[0016] 提升栗负荷设备接入提升泵负荷控制装置并由提升栗负荷控制装置通过提升栗 负荷接电开关连接负荷电力线,构成提升泵负荷设备用电取电的电力路径;
[0017] 曝气设备负荷接入曝气设备控制装置并由曝气设备控制装置通过曝气设备接电 开关连接负荷电力线,构成曝气设备负荷用电取电的电力路径;
[0018] 脱水设备负荷接入脱水设备控制装置并由脱水设备控制装置通过脱水设备接电 开关连接负荷电力线,构成脱水设备负荷用电取电的电力路径;
[0019] 送气排风装置负荷接入送气排风装置控制器并由送气排风装置控制器通过送气 排风装置接电开关连接负荷电力线,构成送气排风装置负荷用电取电的电力路径;
[0020] 反冲洗设备负荷接入反冲洗设备控制装置并由反冲洗设备控制装置通过反冲洗 设备接电开关连接负荷电力线,构成反冲洗设备负荷用电取电的电力路径;
[0021] 储能蓄电池管理系统BMS通过BMS电源转换装置接入电力线,构成储能蓄电池管理 系统BMS用电取电的电力路径;
[0022] 储能蓄电池管理系统BMS通过BMS总线分别连接储能蓄电池系统和储能双向双模 式逆变器,构成BMS总线对储能蓄电池系统监控和充放电提示与报警的链路;
[0023] 储能双向双模式逆变器通过CAN总线分别连接电网电参数采集装置、负荷电力参 数采集装置以及电网通断开关,构成实时频率、相位跟踪与并网/离网切换控制的快速信息 链路;
[0024] 环保工程系统运行工况监控器通过环保工程系统局域通信网分别连接提升泵负 荷控制装置、曝气设备控制装置、脱水设备控制装置、送气排风装置控制器、反冲洗设备控 制装置,构成环保工程系统运行工艺监测控制链路;
[0025] 发电供电监控与能量管理系统EMS通过环保工程系统局域通信网分别连接电网通 断开关、风电逆变器、光伏逆变器、储能双向双模式逆变器、储能蓄电池管理系统BMS、风电 接入开关、光电接入开关、储能电力接入开关、供电计量装置、负荷配电柜、提升栗负荷接电 开关、曝气设备接电开关、脱水设备接电开关、送气排风装置接电开关、反冲洗设备接电开 关、电网双向计量装置、环保工程系统运行工况监控器,构成环保工程系统运行与发电供电 能量实时管控链路;
[0026] 发电供电监控与能量管理系统EMS通过公共通信网与远程终端链接,构成环保工 程系统远程监控链路;
[0027] 其系统的控制方法是:
[0028] 发电供电监控与能量管理系统EMS调控电网、风能发电系统、光伏发电系统、储能 蓄电池系统互补并安全、经济、可靠的优化供电,使其相应电力满足:
[0029] 新能源电力NP二风电WP+光电SP;则系统运行是电力控制应满足: 电网电力PP+新能源电力NP+储能系统电力CP =负荷用电UP;
[0030] 且优化控制为:
[0031] 电网谷价电时段:NP+电网调剂电力APP = UP+CP;
[0032] 电网峰价电时段:np+cp+app = up;
[OO33] 电网平价电时段:当NP < UP时,则NP+ A PP=UP; 当NP彡UP时,则NP =储能调剂电力A CP+UP;
[0034] 离网供电时段:
[0035]在电网断电及离网运行,由储能系统作为支撑电力并采用间歇波动的新能源电力 交流直接供电,由分组配置的储能系统实时进行储余补缺,同时用电负荷提升栗负荷控制 装置、曝气设备控制装置、脱水设备控制装置、送气排风装置控制器、反冲洗设备控制装置 受控分时异步执行开启的操控,并且控制满足:
[0036] NP= ACP+UP, 且S0CL彡当前储能系统电量S0CI彡S0CH; (其中:S0CL为储能系统允许的最低电量,S0CH为储能系统允许的最高电量)。
[0037] —种新能源环保工程系统及控制方法,所述实时频率、相位跟踪与并网/离网切换 控制的特征是:储能双向双模式逆变器在电网来电/断电或接收到发电供电监控与能量管 理系统EMS的并网/离网切换控制指令后,根据电网电参数采集装置、负荷电力参数采集装 置的电参数进行分次调整频率、相位,使储能双向双模式逆变器调节并与电网电力/负荷电 力的频率、相位一致时,向电网通断开关发出接通/断开的指令,同时储能双向双模式逆变 器调整及运行在电流源/电压源模式。
[0038] —种新能源环保工程系统及控制方法,所述分组配置的储能系统实时进行储余补 缺的特征是:对于没有电网接入的离网新能源环保工程系统,由连接储能蓄电池管理系统 BMS的储能蓄电池系统和储能双向双模式逆变器构成的储能充放电系统,分为至少两个可 以独立受控运行的储能充放电子系统,根据发电供电监控与能量管理系统EMS的调控指令 完成储能蓄电池的动态维护和受控充放电过程。
[0039] —种新能源环保工程系统及控制方法,所述受控分时异步执行开启的操控的特征 是:发电供电监控与能量管理系统EMS监测到用电负荷提升栗负荷控制装置、曝气设备控制 装置、脱水设备控制装置、送气排风装置控制器、反冲洗设备控制装置需要进行开启的动作 时,由发电供电监控与能量管理系统EMS向环保工程系统运行工况监控器发出调控指令,通 过环保工程系统运行工况监控器控制用电负荷提升泵负荷控制装置、曝气设备控制装置、 脱水设备控制装置、送气排风装置控制器、反冲洗设备控制装置进行分别异步分时开启操 控,避免同时启动造成对离网微电网的冲击及产生供电故障。
[0040]本发明一种新能源环保工程系统及控制方法,独特的储能双向双模式逆变器(4) 直接采样和跟踪频率、相位完成并网/离网投切及转换;利用储能系统调剂充放电电量不仅 改善了新能源电力的不稳定性,而且可以削峰填谷提高用电的经济性,既环保又经济(目前 光伏发电己经低于电网商业供电的电价,并且这个趋势将不断持续);特别是储能系统储余 补缺使得光伏、风电新能源直接交流供电提高了效率和稳定性,同时承担了微电网的支撑 电源,对于电力接入不便以及生态环保要求高的环境,可以实现新能源微电网发电供电;同 时还解决了整个工程系统不间断大规模供电问题,提高了系统供电的可靠性;本技术方案 是环保工程配用电力的新方式,也是经济、环保用电的趋势。
附图说明
[0042]图1是一种新能源环保工程系统原理框图。
具体实施方式
[0044] 作为实施例子,结合图1对一种新能源环保工程系统及控制方法给予说明,但是, 本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
[0045] 如图1所示,本发明提出一种新能源环保工程系统及控制方法,包括:电网通断开 关(1)、风电逆变器(2)、光伏逆变器⑶、储能双向双模式逆变器⑷、风能发电系统(5)、光 伏发电系统(6)、储能蓄电池系统(7)、储能蓄电池管理系统BMS (8)、电力线(9)、BMS总线 (10)、风电接入开关(11)、光电接入开关(12)、储能电力接入开关(13)、供电计量装置(14)、 负荷配电柜(15)、环保工程系统局域通信网(16)、发电供电监控与能量管理系SEMS (17)、 CAN总线(18)、电网电参数采集装置(19)、负荷电力参数采集装置(20)、提升泵负荷接电开 关(21)、提升栗负荷控制装置(2¾、提升泵负荷设备(23)、曝气设备接电开关(24)、曝气设 备控制装置(25)、曝气设备负荷(26)、脱水设备接电开关(27)、脱水设备控制装置(28)、脱 水设备负荷(29)、送气排风装置接电开关(30)、送气排风装置控制器(31)、送气排风装置负 荷(32)、反冲洗设备接电开关(33)、反冲洗设备控制装置(34)、反冲洗设备负荷(35)、负荷 电力线(36)、电网(37)、电网双向计量装置(38)、公共通信网(39)、远程终端(4〇)、BMS电源 转换装置(41);其中:
[0046]电网(37)通过电网通断开关⑴及电网双向计量装置(38)连接电力线⑼并由电 力线(9)依次通过供电计量装置(14)、负荷配电柜(15)接入负荷电力线(36),构成电网(37) 为负荷供电的电力路径;
[0047]电网(37)通过电网通断开关(1)及电网双向计量装置(38)连接电力线(9)并由电 力线(9)通过储能电力接入开关(13)依次连接储能双向双模式逆变器(4)和储能蓄电池系 统(7),构成电网(37)为储能蓄电池系统⑺充电补电的电力路径;
[0048]风能发电系统⑸连接风电逆变器⑵并由风电逆变器⑵通过风电接入开关(11) 接入电力线再由电力线(9)依次通过供电计量装置(14)、负荷配电柜(15)接入负荷电力 线(36),构成风能发电系统(5)为负荷供电的电力路径;
[0049] 风能发电系统⑸连接风电逆变器(2)并由风电逆变器(2)通过风电接入开关(11) 接入电力线①)再由电力线⑼依次通过电网双向计量装置(3S)和电网通断开关(1)接入电 网(37),构成风能发电系统(5)为电网(37)馈电供电的电力路径;
[0050] 光伏发电系统(6)连接光伏逆变器⑶并光伏逆变器(3)通过光电接入开关(12)接 入电力线⑼再由电力线⑼依次通过供电计量装置(14)、负荷配电柜(15)接入负荷电力线 (36) ,构成光伏发电系统(6)为负荷供电的电力路径;
[0051] 光伏发电系统⑹连接光伏逆变器⑶并光伏逆变器(3)通过光电接入开关(12)接 入电力线⑼再由电力线(9)依次通过电网双向计量装置(38)和电网通断开关⑴接入电网 (37) ,构成光伏发电系统(6)为电网(37)馈电供电的电力路径;
[0052] 储能蓄电池系统(7)连接储能双向双模式逆变器(4)并由储能双向双模式逆变器 (4)通过储能电力接入开关(13)接入电力线(9)再由电力线(9)依次通过供电计量装置 (14)、负荷配电柜(15)接入负荷电力线(36),构成储能蓄电池系统⑺为负荷供电的电力路 径;
[0053] 储能蓄电池系统(7)连接储能双向双模式逆变器(4)并由储能双向双模式逆变器 (4)通过储能电力接入开关(13)接入电力线(9)再由电力线(9)依次通过电网双向计量装置 (38) 和电网通断开关(1)接入电网(37),构成储能蓄电池系统(7)为电网(37)应急供电的电 力路径;
[OOM] 提升泵负荷设备(23)接入提升泵负荷控制装置(22)并由提升栗负荷控制装置 (22)通过提升栗负荷接电开关(21)连接负荷电力线(36),构成提升泵负荷设备(23)用电取 电的电力路径;
[0055]曝气设备负荷(26)接入曝气设备控制装置(25)并由曝气设备控制装置(25)通过 曝气设备接电开关(24)连接负荷电力线(36),构成曝气设备负荷(26)用电取电的电力路 径;
[0056]脱水设备负荷(四)接入脱水设备控制装置(28)并由脱水设备控制装置(28)通过 脱水设备接电开关(27)连接负荷电力线C36),构成脱水设备负荷(29)用电取电的电力路 径;
[0057]送气排风装置负荷(32)接入送气排风装置控制器(31)并由送气排风装置控制器 C31)通过送气排风装置接电开关(3〇)连接负荷电力线(36),构成送气排风装置负荷(32)用 电取电的电力路径;
[0058]反冲洗设备负荷(35)接入反冲洗设备控制装置(34)并由反冲洗设备控制装置 C34)通过反冲洗设备接电开关(3¾连接负荷电力线(36),构成反冲洗设备负荷(35)用电取 电的电力路径;
[0059]储能蓄电池管理系统BMS⑻通过BMS电源转换装置(41)接入电力线⑼,构成储能 蓄电池管理系统BMS (8)用电取电的电力路径;
[0060]储能蓄电池管理系统BMS⑻通过廳总线⑽分别连接储能蓄电池系统⑺和储 能双向双模式逆变器(4),构成BMS总线(10)对储能蓄电池系统⑺监控和充放电提示与报 警的链路;
[0061]储能双向双模式逆变器(4)通过CAN总线(18)分别连接电网电参数采集装置(19)、 负荷电力参数采集装置(2〇)以及电网通断开关(D,构成实时频率、相位跟踪与并网/离网 切换控制的快速信息链路;
[0062] 环保工程系统运行工况监控器(39)通过环保工程系统局域通信网(ie)分别连接 提升泵负荷控制装置(22)、曝气设备控制装置(2¾、脱水设备控制装置(28)、送气排风装置 控制器(31)、反冲洗设备控制装置(34),构成环保工程系统运行工艺监测控制链路;
[0063] 发电供电监控与能量管理系统EMS (17)通过环保工程系统局域通信网(16)分别连 接电网通断开关(1)、风电逆变器⑵、光伏逆变器(3)、储能双向双模式逆变器⑷、储能蓄 电池管理系统MS (8)、风电接入开关(11)、光电接入开关(丨2)、储能电力接入开关(丨3)、供 电计量装置(14)、负荷配电柜(I5)、提升泵负荷接电开关、曝气设备接电开关(¾)、脱 水设备接电开关(27)、送气排风装置接电开关(3〇)、反冲洗设备接电开关(33)、电网双向计 量装置(38)、环保工程系统运行工况监控器(39),构成环保工程系统运行与发电供电能量 实时管控链路;
[OOM]发电供电监控与能量管理系统EMS (I7)通过公共通信网(40)与远程终端(41)链 接,构成环保工程系统远程监控链路;
[G065] 其系统的控制方法是:
[0066]发电供电监控与能量管理系统EMS (17)调控电网(37)、风能发电系统(5)、光伏发 电系统(6)、储能蓄电池系统〇7)互补并安全、经济、可靠的优化供电,使其相应电力满足: [0067]新能源电力NP =风电WP+光电SP;则系统运行是电力控制应满足: 电网电力PP+新能源电力NP+储能系统电力CP =负荷用电UP;
[0068] 且优化控制为:
[0069] 电网谷价电时段:NP+电网调剂电力A PP = UP+CP;
[0070] 电网峰价电时段:NP+CP+APP=UP;
[0071] 电网平价电时段:当NP<UP时,则NP+ A PP = UP; 当NP彡UP时,则NP =储能调剂电力A CP+UP;
[OO72] 离网供电时段:
[0073]在电网(37)断电及离网运行,由储能系统作为支撑电力并采用间歇波动的新能源 电力交流直接供电,由分组配置的储能系统实时进行储余补缺,同时用电负荷提升泵负荷 控制装置(22)、曝气设备控制装置(25)、脱水设备控制装置(28)、送气排风装置控制器 (31)、反冲洗设备控制装置(34)受控分时异步执行开启的操控,并且控制满足:
[0074] NP= ACP+UP, 且S0CL彡当前储能系统电量S0CI彡S0CH; (其中:S0CL为储能系统允许的最低电量,S0CH为储能系统允许的最高电量)。
[0075] 一种新能源环保工程系统及控制方法,所述实时频率、相位跟踪与并网/离网切换 控制的特征是:储能双向双模式逆变器⑷在电网(37)来电/断电或接收到发电供电监控与 能量管理系统EMS (17)的并网/离网切换控制指令后,根据电网电参数采集装置(19)、负荷 电力参数采集装置(20)的电参数进行分次调整频率、相位,使储能双向双模式逆变器(4)调 节并与电网电力/负荷电力的频率、相位一致时,向电网通断开关(1)发出接通/断开的指 令,同时储能双向双模式逆变器⑷调整及运行在电流源/电压源模式。
[0076] 一种新能源环保工程系统及控制方法,所述分组配置的储能系统实时进行储余补 r -电N (37)接入的离网新能源环保工程系统,由连接储能蓄电池管理 的储能蓄^•池系统⑺和储能双向双模式逆变器⑷构成的储能充放电系统,分 为至^两I、可以独立受控运行的储能充放电子系统,根据发电供电监控与能量管理系统 EMS (17)的调控指令完成储能蓄电池的动态维护和受控充放电过程。
[°077] 一种新能源环保工程系统及控制方法,所述受控分时异步执行开启的操控的特征 是:发电供电监控与能量管理系统EMS(17)监测到用电负荷提升栗负荷控制装置(22)、曝气 设备控制装置(¾)、脱水设备控制装置(28)、送气排风装置控制器(3丨)、反冲洗设备控制装 置(M)需要进行开启的动作时,由发电供电监控与能量管理系统EMS(17)向环保工程系统 运行工况监控器(39)发出调控指令,通过环保工程系统运行工况监控器(39)控制用电负荷 提升泵负荷控制装置(22)、曝气设备控制装置(25)、脱水设备控制装置(28)、送气排风装置 控制器(31)、反冲洗设备控制装置(34)进行分别异步分时开启操控,避免同时启动造成对 离网微电网的冲击及产生供电故障。
[0078]本发明一种新能源环保工程系统及控制方法,独特的储能双向双模式逆变器(4) 直接采样和跟踪频率、相位完成并网/离网投切及转换;利用储能系统调剂充放电电量不仅 改善了新能源电力的不稳定性,而且可以削峰填谷提高用电的经济性,既环保又经济(目前 光伏发电已经低于电网商业供电的电价,并且这个趋势将不断持续);特别是储能系统储余 补缺使得光伏、风电新能源直接交流供电提高了效率和稳定性,同时承担了微电网的支撑 电源,对于电力接入不便以及生态环保要求高的环境,可以实现新能源微电网发电供电;同 时还解决了整个工程系统不间断大规模供电问题,提高了系统供电的可靠性;本技术方案 是环保工程配用电力的新方式,也是经济、环保用电的趋势。

Claims (4)

  1. i•一种新能源环保工程系统及控制方法,包括:电网通断开关(丨)、风电逆变器(2)、光 伏逆变器(3)、储能双向双模式逆变器⑷、风能发电系统(5)、光伏发电系统⑹、储能蓄电 池系统⑺、储能蓄电池管理系统BMS (8)、电力线⑼、BMS总线(1〇)、风电接入开关(11)、光 电接入开关(12)、储能电力接入开关(13)、供电计量装置(14)、负荷配电柜(15)、环保工程 系统局域通信网(16)、发电供电监控与能量管理系统EMS (17)、CAN总线(18)、电网电参数采 集装置(19)、负荷电力参数采集装置(20)、提升栗负荷接电开关(21)、提升泵负荷控制装置 (22)、提升泵负荷设备(2¾、曝气设备接电开关(¾)、曝气设备控制装置(25)、曝气设备负 荷(26)、脱水设备接电开关(2乃、脱水设备控制装置(2¾、脱水设备负荷(29)、送气排风装 置接电开关(3〇)、送气排风装置控制器(31)、送气排风装置负荷(32)、反冲洗设备接电开关 (3¾、反冲洗设备控制装置(M)、反冲洗设备负荷(35)、负荷电力线(36)、电网(37)、电网双 向计量装置(3¾、公共通信网(洲)、远程终端(40)、BMS电源转换装置(41);其中: 电网(37)通过电网通断开关(1)及电网双向计量装置(38)连接电力线(9)并由电力线 (9)依次通过供电计量装置(14)、负荷配电柜(I5)接入负荷电力线(36),构成电网(37)为负 荷供电的电力路径; 电网037)通过电网通断开关(1)及电网双向计量装置(:38)连接电力线(9)并由电力线 (9)通过储能电力接入开关(u)依次连接储能双向双模式逆变器(4)和储能蓄电池系统 (7);构成电网(37)为储能蓄电池系统(7)充电补电的电力路径; 风能发电系统(5)连接风电逆变器(2)并由风电逆变器⑵通过风电接入开关(丨丨)接入 电力线(9)再由电力线(9)依次通过供电计量装置(14)、负荷配电柜(15)接入负荷电力线 (36) ,构成风能发电系统(5)为负荷供电的电力路径; 风能发电系统(5)连接风电逆变器(2)并由风电逆变器⑵通过风电接入开关(11)接入 电力线(9)再由电力线(9)依次通过电网双向计量装置(38)和电网通断开关(1)接入电网 (37) ,构成风能发电系统(5)为电网(37)馈电供电的电力路径; 光伏发电系统(6)连接光伏逆变器(3)并光伏逆变器(3)通过光电接入开关(12)接入电 力线(9)再由电力线(9)依次通过供电计量装置(14)、负荷配电柜(15)接入负荷电力线 (36) ,构成光伏发电系统(6)为负荷供电的电力路径; 光伏发电系统(6)连接光伏逆变器(3)并光伏逆变器(3)通过光电接入开关(12)接入电 力线(9)再由电力线(9)依次通过电网双向计量装置(38)和电网通断开关(1)接入电网 (37) ,构成光伏发电系统(6)为电网(37)馈电供电的电力路径; 储能蓄电池系统(7)连接储能双向双模式逆变器(4)并由储能双向双模式逆变器(4)通 过储能电力接入开关(13)接入电力线⑼再由电力线(9)依次通过供电计量装置(14)、负荷 配电柜(15)接入负荷电力线(36),构成储能蓄电池系统(7)为负荷供电的电力路径; 储能蓄电池系统(7)连接储能双向双模式逆变器(4)并由储能双向双模式逆变器(4)通 过储能电力接入开关(13)接入电力线(9)再由电力线(9)依次通过电网双向计量装置(38) 和电网通断开关⑴接入电网(37),构成储能蓄电池系统⑺为电网(37)应急供电的电力路 径; 提升栗负荷设备(23)接入提升泵负荷控制装置(22)并由提升栗负荷控制装置(22)通 过提升泵负荷接电开关(21)连接负荷电力线(36),构成提升泵负荷设备(23)用电取电的电 力路径; 、曝气攻备负何(26)接入曝气设备控制装置(25)并由曝气设备控制装置(25)通过曝气 设备接电开关(24)连接负荷电力线(36),构成曝气设备负荷(26)用电取电的电力路径; 脱水设备负荷(29)接入脱水设备控制装置(28)并由脱水设备控制装置(28)通过脱水 设备接电开关(27)连接负荷电力线(36),构成脱水设备负荷(29)用电取电的电力路径; 送气排风装置负荷〇32)接入送气排风装置控制器(31)并由送气排风装置控制器(31) 通过送气排风装置接电开关(30)连接负荷电力线(36),构成送气排风装置负荷(32)用电取 电的电力路径; 反冲洗设备负荷(35)接入反冲洗设备控制装置(34)并由反冲洗设备控制装置(34)通 过反冲洗设备接电开关(33)连接负荷电力线(36),构成反冲洗设备负荷(35)用电取电的电 力路径; 储能蓄电池管理系统BMS (8)通过腿S电源转换装置(41)接入电力线(9),构成储能蓄电 池管理系统腿S⑻用电取电的电力路径; 储能蓄电池管理系统BMS (S)通过BMS总线(10)分别连接储能蓄电池系统(7)和储能双 向双模式逆变器(4),构成腿S总线(10)对储能蓄电池系统(7)监控和充放电提示与报警的 链路; 储能双向双模式逆变器(4)通过CAN总线(18)分别连接电网电参数采集装置(19)、负荷 电力参数采集装置(2〇)以及电网通断开关a),构成实时频率、相位跟踪与并网/离网切换 控制的快速信息链路; 环保工程系统运行工况监控器(39)通过环保工程系统局域通信网(16)分别连接提升 栗负荷控制装置(22)、曝气设备控制装置(25)、脱水设备控制装置(28)、送气排风装置控制 器(31)、反冲洗设备控制装置(34),构成环保工程系统运行工艺监测控制链路; 发电供电监控与能量管理系统EMS (17)通过环保工程系统局域通信网(16)分别连接电 5通断开关(1)、风电逆变器(2)、光伏逆变器⑶、储能双向双模式逆变器(4)、储能蓄电池 管理系统BMS(8)、风电接入开关(11)、光电接入开关(12)、储能电力接入开关(13)、供电计 量装置(14)、负荷配电柜(I®、提升泵负荷接电开关(21)、曝气设备接电开关G4)、脱水设 备接电开关(27)、送气排风装置接电开关(30)、反冲洗设备接电开关(33)、电网双向计量装 置(38)、环保工程系统运行工况监控器(39),构成环保工程系统运行与发电供电能量实时 管控链路; 发电供电监控与能量管理系统EMS (17)通过公共通信网(40)与远程终端(41)链接,构 成环保工程系统远程监控链路; 其系统的控制方法是: 发电供电监控与能量管理系统EMS (17)调控电网(37)、风能发电系统(5)、光伏发电系 统(6)、储能蓄电池系统(7)互补并安全、经济、可靠的优化供电,使其相应电力满足: 新能源电力NP=风电WP+光电SP;则系统运行是电力控制应满足: 电网电力PP+新能源电力NP+储能系统电力CP=负荷用电UP; 且优化控制为: 电网谷价电时段:NP+电网调剂电力APP = UP+CP; 电网峰价电时段:NP+CP+ A PP = UP; 电网平价电时段:当NP < UP时,则NP+ A PP = UP; 当NP彡UP时,则NP =储能调剂电力△ CP+UP; 离网供电时段:在电网(37)断电及离网运行,由储能系统作为支撑电力并采用间歇波 动的新能源电力交流直接供电,由分组配置的储能系统实时进行储余补缺,同时用电负荷 提升栗负荷控制装置(22)、曝气设备控制装置(25)、脱水设备控制装置(28)、送气排风装置 控制器(31)、反冲洗设备控制装置(34)受控分时异步执行开启的操控,并且控制满足: NP= ACP+UP, 且SOCL<当前储能系统电量SOCI < SOCH; (其中:SOCL为储能系统允许的最低电量,SOCH为储能系统允许的最高电量)。
  2. 2.根据权利要求1 一种新能源环保工程系统及控制方法,所述实时频率、相位跟踪与并 网/离网切换控制的特征是:储能双向双模式逆变器(4)在电网(37)来电/断电或接收到发 电供电监控与能量管理系统EMS (17)的并网/离网切换控制指令后,根据电网电参数采集装 置(I9)、负荷电力参数采集装置(20)的电参数进行分次调整频率、相位,使储能双向双模式 逆变器(4)调节并与电网电力/负荷电力的频率、相位一致时,向电网通断开关(1)发出接 通/断开的指令,同时储能双向双模式逆变器⑷调整及运行在电流源/电压源模式。
  3. 3.根据权利要求1 一种新能源环保工程系统及控制方法,所述分组配置的储能系统实 时进行储余补缺的特征是:对于没有电网(37)接入的离网新能源环保工程系统,由连接储 能蓄电池管理系统BMS (8)的储能蓄电池系统(7)和储能双向双模式逆变器⑷构成的储能 充放电系统,分为至少两个可以独立受控运行的储能充放电子系统,根据发电供电监控与 能量管理系统EMS (17)的调控指令完成储能蓄电池的动态维护和受控充放电过程。
  4. 4.根据权利要求1 一种新能源环保工程系统及控制方法,所述受控分时异步执行开启 的操控的特征是:发电供电监控与能量管理系统EMS(17)监测到用电负荷提升泵负荷控制 装置(22)、曝气设备控制装置(25)、脱水设备控制装置(28)、送气排风装置控制器(31)、反 冲洗设备控制装置CM)需要进行开启的动作时,由发电供电监控与能量管理系统EMS (17) 向环保工程系统运行工况监控器(39)发出调控指令,通过环保工程系统运行工况监控器 (39)控制用电负荷提升泵负荷控制装置(22)、曝气设备控制装置(25)、脱水设备控制装置 (28)、送气排风装置控制器(31)、反冲洗设备控制装置(34)进行分别异步分时开启操控,避 免同时启动造成对离网微电网的冲击及产生供电故障。
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