CN110237660A - 利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统及其控制方法，包括与太阳能光伏板连接的逆变器及蓄电池，所述逆变器与蓄电池均与市政电网联通；所述蓄电池供电端与干燥塔连接，所述干燥塔的另一控制端与市政电网通过控制开关连接。本发明的有益效果：利用了太阳能光伏板将太阳能转化成电能，将电能储存在蓄电池中从而解决了太阳能的间歇性和不稳定性的缺点；减少了压缩空气干燥系统使用市政电网的电能，降低了压缩空气干燥系统的运行费用；利用太阳能驱动现有吸附式和冷冻式的压缩空气干燥系统运行，减少了市政电网电能消耗，也减少了由于电能产生的碳排放，太阳能驱动方式对环境更加友好。

Description

利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统及其控制方法

技术领域

本发明属于太阳能利用的技术领域，涉及一种利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统及其控制方法。

背景技术

太阳能是一种可再生能源，与利用不可再生能源相比，太阳能具有经济、安全、不产生温室气体等优点，因而有着广阔的开发和应用前景。但由于太阳能能源流密度小、间歇性和不稳定的特性限制了它的应用,目前利用太阳能较为成熟的技术主要分光伏和光热两类。

同时，随着社会经济的快速发展，电网电力负荷的需求持续增长，源荷矛盾逐步激化，城市负荷的快速增长也导致了电网峰谷差率逐渐增大，配网线路、设备容量瓶颈问题日益突出。于是，国家通过设置峰谷电价的方式，希望利用价格杠杆来解决日益加大的峰谷差，目前用户侧储能就是相对成熟的一种降低峰谷差的技术。

另一方面，由于制造业工厂生产设备自动化率大幅度提升，空压机作为自动化生产设备中不可缺少的动力源，保有量逐年提高。当空气压缩机出口的压缩空气的物理特性无法满足工厂工艺设备的对于压缩空气的要求时，必须要用空气干燥机进行干燥。目前的压缩空气干燥机主要包括冷冻式压缩空气干燥机和吸附式压缩空气干燥机。冷冻式压缩空气干燥机利用冷却空气，降低空气温度的原理，将湿空气中的水分通过冷凝的方式从空气中析出，得到较为干燥的空气。吸附式压缩空气干燥机是利用吸附的原理，湿空气通过吸附剂时，水分被吸附剂吸附，得到干燥的空气。

无论是冷冻式压缩空气干燥机还是吸附式压缩空气干燥机，运行的中都需要消耗大量的电能。冷冻式压缩空气干燥机需要依靠电能让压缩机工作，吸附式压缩空气干燥机依靠电能再生干燥机，增加了工厂的运行费用，同时对环境不友好。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的在于提供一种利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统及其控制方法。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统，包括与太阳能光伏板连接的逆变器及蓄电池，所述逆变器与蓄电池均与市政电网联通；所述蓄电池供电端与干燥塔连接，所述干燥塔的另一控制端与市政电网通过控制开关连接。

优选地，所述蓄电池与市政电网之间还连接有整流器。

优选地，所述蓄电池与所述干燥塔之间通过第二控制开关进行控制连接。

优选地，所述干燥塔设置有两个，且两个干燥塔之间设置有控制阀。

优选地，所述干燥塔与空气进、出口及排气口之间均设置有阀门。

优选地，所述干燥塔为吸附式干燥塔或冷冻式干燥塔。

优选地，以上任意所述的利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统的控制方法，包括如下日间峰值时段控制步骤及夜间谷值时段控制步骤，其中，所述日间峰值时段控制步骤包括：

首先，通过太阳能光伏板收集太阳能，当收集太阳能充足，且蓄电池电量高于95%时，太阳能转化成直流电能，通过逆变器将直流电转化为交流电输送给市政电网实现太阳能光伏发电向市政电网售电；当蓄电池电量低于95%且高于25%时，太阳能光伏为蓄电池充电，当干燥塔需要电力再生填料时，第二控制开关打开，直接利用蓄电池内的电能再生填料；当蓄电池电量小于25%时，打开控制开关，通过市政电网为干燥塔供电；

夜间谷值时段控制方法包括如下步骤：

当蓄电池电量大于95%时，通过市政电网为干燥塔进行供电；当蓄电池电量小于95%时，市政电网为蓄电池充电，同时为干燥塔进行供电。

本发明的有益效果：（1）利用了太阳能光伏板将太阳能转化成电能，将电能储存在蓄电池中从而解决了太阳能的间歇性和不稳定性的缺点；（2）减少了压缩空气干燥系统使用市政电网的电能，降低了压缩空气干燥系统的运行费用；（3）利用太阳能驱动现有吸附式和冷冻式的压缩空气干燥系统运行，减少了市政电网电能消耗，也减少了由于电能产生的碳排放，太阳能驱动方式对环境更加友好。

以下便结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1：本发明的系统连接结构示意图。

图2：本发明的系统在日间峰值时段的工作流程图。

图3：本发明的系统在夜间谷值时段的工作流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。

本发明揭示了一种利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统，结合图1所示，包括与太阳能光伏板连接的逆变器及蓄电池，所述逆变器与蓄电池均与市政电网联通，所述蓄电池与市政电网之间还连接有整流器。所述蓄电池供电端与干燥塔连接，所述干燥塔的另一控制端与市政电网通过控制开关A连接。所述蓄电池与所述干燥塔之间通过第二控制开关B进行控制连接。

所述干燥塔设置有两个，且两个干燥塔之间设置有控制阀，所述干燥塔与空气进、出口及排气口之间均设置有阀门。所述干燥塔的形式不限，可以为吸附式干燥塔或冷冻式干燥塔。

结合图2-图3所示，本发明还揭示了以上所述的利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统的控制方法，包括如下日间峰值时段控制步骤及夜间谷值时段控制步骤，其中，所述日间峰值时段控制步骤包括：

首先，通过太阳能光伏板收集太阳能，当收集太阳能充足，且蓄电池电量高于95%时，太阳能转化成直流电能，通过逆变器将直流电转化为交流电输送给市政电网实现太阳能光伏发电向市政电网售电；当蓄电池电量低于95%且高于25%时，太阳能光伏为蓄电池充电，当干燥塔需要电力再生填料时，第二控制开关B打开，直接利用蓄电池内的电能再生填料；当蓄电池电量小于25%时，打开控制开关A，通过市政电网为干燥塔供电；对于市政电网来说干燥塔的再生填料过程实现了零耗电，消除了市政电网的负担，节约了电力成本；

夜间谷值时段控制方法包括如下步骤：

当夜间蓄电池电量大于95%容量时，通过市政电网为干燥塔进行供电；当蓄电池电量小于95%时，市政电网为蓄电池充电，同时为干燥塔进行供电。夜间的控制完全依靠市政电网，首先，可以充分利用夜间谷间低价电，同时，可以很好的利用谷间低价的电能为蓄电池充电，使得蓄电池储存的电能供日间太阳能不充足的时段使用。从而实现低价谷电最大的利用效率，同时也可缓解电网段峰谷差。

以下阐述下本发明中干燥A塔需要再生干燥时，各阀门之间的调节关系为：

关闭3#阀门、7#阀门和8#阀门，开启4#阀门、5#阀门、6#阀门和9#阀门。未干燥的压缩空气通过空气进入压缩空气干燥系统，通过9#阀门进入吸附式干燥B塔中进行干燥，经过干燥的压缩空气从吸附式干燥B塔顶部出口排出，一条分支通过4#阀门进入空气出口，供给用户，一条分支通过5#阀门进入到吸附式干燥A塔顶部吹扫已经被加热的干燥A塔干燥填料实现填料的再生，潮湿的空气通过6#阀门进入排气环节，将潮湿的空气排放到环境中。

当吸附式干燥B塔需要再生干燥时：

关闭4#阀门、6#阀门和9#阀门，开启3#阀门、5#阀门、7#阀门和8#阀门。未干燥的压缩空气通过空气进入压缩空气干燥系统，通过8#阀门进入干燥A塔中进行干燥，经过干燥的压缩空气从干燥A塔顶部出口排出，一条分支通过3#阀门进入空气出口，供给用户，一条分支通过5#阀门进入到干燥B塔顶部吹扫已经被加热的干燥B塔干燥填料实现填料的再生，潮湿的空气通过7#阀门进入排气环节，将潮湿的空气排放到环境中。

本发明的系统实现了在日间优先使用太阳能，夜间优先使用低谷电，很好的缓解了电网段日益加剧的峰谷差，同时，通过使用太阳能，减少了市政电网电能的使用，有助于减缓因发电站发电而引起的大气污染问题。

本发明尚有多种具体的实施方式。凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统，其特征在于：包括与太阳能光伏板连接的逆变器及蓄电池，所述逆变器与蓄电池均与市政电网联通；所述蓄电池供电端与干燥塔连接，所述干燥塔的另一控制端与市政电网通过控制开关连接。

2.根据权利要求1所述的利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统，其特征在于：所述蓄电池与市政电网之间还连接有整流器。

3.根据权利要求1所述的利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统，其特征在于：所述蓄电池与所述干燥塔之间通过第二控制开关进行控制连接。

4.根据权利要求1所述的利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统，其特征在于：所述干燥塔设置有两个，且两个干燥塔之间设置有控制阀。

5.根据权利要求1所述的利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统，其特征在于：所述干燥塔与空气进、出口及排气口之间均设置有阀门。

6.根据权利要求1所述的利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统，其特征在于：所述干燥塔为吸附式干燥塔或冷冻式干燥塔。

7.根据权利要求1-6任意所述的利用光伏和谷电联合的干燥压缩空气系统的控制方法，其特征在于：包括如下日间峰值时段控制步骤及夜间谷值时段控制步骤，其中，所述日间峰值时段控制步骤包括：

首先，通过太阳能光伏板收集太阳能，当收集太阳能充足，且蓄电池电量高于95%时，太阳能转化成直流电能，通过逆变器将直流电转化为交流电输送给市政电网实现太阳能光伏发电向市政电网售电；当蓄电池电量低于95%且高于25%时，太阳能光伏为蓄电池充电，当干燥塔需要电力再生填料时，第二控制开关打开，直接利用蓄电池内的电能再生填料；当蓄电池电量小于25%时，打开控制开关，通过市政电网为干燥塔供电；

夜间谷值时段控制方法包括如下步骤：

当蓄电池电量大于95%时，通过市政电网为干燥塔进行供电；当蓄电池电量小于95%时，市政电网为蓄电池充电，同时为干燥塔进行供电。