CN205141675U - 带有应急储备功能的综合能源发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带有应急储备功能的综合能源发电系统，包括连接至母线的负载，以及用于为负载供电的外部电网和乏风瓦斯发电系统，乏风瓦斯发电系统包括若干个瓦斯发电机和用于输送乏风的进气主管道，进气主管道的出气端连通有若干条并列设置的进气支路，每条进气支路上均连接至对应的瓦斯发电机，乏风瓦斯发电系统还连接有蓄气系统，外部电网并网处设有检测获取外部电网功率因数的功率表，功率表连接至中央处理器，以提供一种可以在乏风供给不足时提供应急储备能源的综合发电系统。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源发电远程管理控制技术领域，涉及一种带有应急储备功能的综合能源发电系统。
背景技术
瓦斯发电机组是可以充分利用乏风瓦斯气体的一种新型的发电形式，在减少乏风气体排放量、降低环境污染的同时又实现了能源的综合利用。由于瓦斯发电机组的接入，其上级并网点的功率因数会出现波动，在低于电网公司的功率因数考核值时会引起罚款。而国内市场现有的乏风瓦斯发电系统结构比较单一，无法综合功率因数的信息，来统一协调瓦斯发电机组的供电状况，无法充分发挥系统整体的技术优势与经济优势。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种带有应急储备功能的综合能源发电系统，以提供一种可以在乏风供给不足时提供应急储备能源的综合发电系统。
本实用新型所采用的技术方案是，带有应急储备功能的综合能源发电系统，包括连接至母线的负载，以及用于为负载供电的外部电网和乏风瓦斯发电系统，乏风瓦斯发电系统包括若干个瓦斯发电机和用于输送乏风的进气主管道，进气主管道的出气端连通有若干条并列设置的进气支路，每条进气支路上均连接至对应的瓦斯发电机，每个瓦斯发电机的供电端均连接至母线上；
乏风瓦斯发电系统还连接有用于为乏风瓦斯发电系统提供备用乏风的蓄气系统，蓄气系统包括与进气主管道连通的蓄气装置，蓄气装置的进气端设置有阀门A和阀门控制器A；
外部电网并网处设有检测获取外部电网功率因数的功率表，功率表连接至中央处理器，中央控制器分别连接至乏风瓦斯发电系统和蓄气系统的阀门控制器A，中央控制器用于接收功率表发送来的功率因数，并根据接收到的功率因数来调控乏风瓦斯发电系统的进气量和蓄气系统的接入与否。
进一步的，进气主管道的进气端口处设置有阀门B和阀门控制器B，阀门控制器B连接至中央控制器，阀门控制器用于接收中央控制器传输的控制指令来控制进气主管道的进气量。
进一步的，每条进气支路的进气端口处均对应设置有阀门和阀门控制器，每个阀门控制器均用于接收中央控制器传输的控制指令来控制对应进气支路的进气量。
进一步的，蓄气装置分别连接有气体储存控制系统和气体排放控制系统并与蓄气装置组成连通的回路，气体储存控制系统和气体排放控制系统均连接至用于控制其工作状态的中央控制器。
进一步的，母线还连接有用于提供无功功率的无功补偿装置，无功补偿装置上设有与中央控制器连接的无功补偿装置接入开关，无功补偿装置接入开关用于接收中央控制器传输的控制指令来控制无功补偿装置与母线的连接和断开。
本实用新型的有益效果是，
1.通过中央处理器，可以综合外部电网的功率因数信息，以及无功补偿系统和乏风瓦斯发电系统的工作状态，对整体系统进行统一协调，进而使得功率因数达到需要的数值；
2.设置蓄气装置与进气主管道相连接，在乏风瓦斯发电系统进气充足时储存能量，在乏风瓦斯发电系统进气不足时，有中央控制器启动蓄气装置，节省了能源，并维持系统的正常运转，增强了系统的应急能力，同时蓄气装置设置在进气主管道上，便于统一调配管理蓄气装置的使用；
3.在乏风瓦斯发电系统内部设置多组瓦斯发电机，并在每组瓦斯发电机上设置有对应的阀门和阀门控制器，通过中央控制器来分别调控每组瓦斯发电机的发电功率，使得系统的调控更加精细。
附图说明
图1是本实用新型带有应急储备功能的综合能源发电系统结构示意图；
图2是本实用新型带有应急储备功能的综合能源发电系统的中央控制器的判断方法流程图。
图中，1.负载，2.功率表，3.中央控制器，4.阀门B，5.阀门，6.瓦斯发电机，7.蓄气装置，8.气体储存控制系统，9.气体排放控制系统，10.阀门A，11.无功补偿装置接入开关，12.无功补偿装置，13.阀门控制器B，14.阀门控制器，15.母线，16.阀门控制器A，17.进气主管道，18.进气支路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供一种带有应急储备功能的综合能源发电系统，如图1所示，包括连接至母线15的负载1，以及用于为负载1供电的外部电网和乏风瓦斯发电系统，乏风瓦斯发电系统的进气管道还连接有用于为乏风瓦斯发电系统提供备用乏风的蓄气系统。
在外部电网并网处设置功率表2，再将功率表2连接至中央控制器3，中央控制器3再分别连接至乏风瓦斯发电系统和蓄气系统。由功率表2实时读取外部电网的功率因数，并将功率因数发送至中央控制器3，由中央控制器3根据功率表2发送来的功率因数来控制乏风瓦斯发电系统的进气量和蓄气系统的工作状态，以调节外部电网的功率因数。
乏风瓦斯发电系统包括包括若干个瓦斯发电机6和用于输送乏风的进气主管道17，进气主管道17的出气端连通有若干条并列设置的进气支路18，每条进气支路18上均连接至对应的瓦斯发电机6，每个瓦斯发电机6的供电端均连接至母线15上为负载1供电。
在进气主管道17的进气端口处设置有阀门B4和阀门控制器B13，将阀门控制器B13连接至中央控制器3，中央控制器3通过发送指令给阀门控制器13来控制进气主管道17的进气量的多少。
在每条进气支路18的进气端口处均一一对应的设置有阀门5和阀门控制器14，每个阀门控制器14均用于接收中央控制器3传输的控制指令来控制对应进气支路18的进气量，可以根据对功率因数调节的需要，选择性的将各个进气支路18与瓦斯发电机6连通，可以连通一条支路、全部支路或任意几条支路，从而实现对瓦斯发电系统进气量的精细调控。
本实用新型的带有应急储备功能的综合能源发电系统的蓄气系统，包括与进气主管道17连通的蓄气装置7，蓄气装置7的进气端设置有阀门A10和阀门控制器A16，阀门控制器A16连接至中央处理器3，由中央处理器3根据接收到的功率因数来调节和带有应急储备功能的综合能源发电系统的整体工作状态来判断蓄气系统的工作状态。通常情况下蓄气系统蓄满乏风瓦斯气体后是处于常闭状态的，在需要接入蓄气系统的时候，中央处理器3将控制指令发送至阀门控制器A16来控制阀门A10的开闭，以控制蓄气装置7输送至进气主管道17的乏风进气量。
蓄气装置7分别连接有气体储存控制系统8和气体排放控制系统9并与蓄气装置7组成连通的回路，气体储存控制系统8和气体排放控制系统9均连接至用于控制其工作状态的中央控制器3。由中央控制器3控制蓄气装置7在储气状态和排气状态之间切换。
母线15还连接有用于为带有应急储备功能的综合能源发电系统提供无功功率的无功补偿装置12，无功补偿装置12上设有与中央控制器3连接的无功补偿装置接入开关11，中央控制器3根据采集到并网点的功率因数以及系统的整体工作情况，可以选择开启或闭合无功补偿装置接入开关11来断开或接入无功补偿装置12。
本实用新型的带有应急储备功能的综合能源发电系统，通过中央控制器3采集外部电网并网点的实时功率因数，再通过设置的阀门控制器13采集进气阀门4的进气量大小，通过设置的无功补偿装置接入开关11控制无功补偿装置12的接入状态，将上述的各项设备的工作参数与实时功率因数进行综合判断，并对带有应急储备功能的综合能源发电系统进行统一调控，以使得功率因数尽量靠近死区的上限值。
本实用新型的带有应急储备功能的综合能源发电系统的控制方法，将外部电网和乏风瓦斯发电系统分别连接至母线15并为负载1供电，母线15还连接有用于提供无功功率的无功补偿系统，通过设置在外部电网的功率表2采集外部电网的功率因数并发送至中央控制器3，所述中央控制器3根据接收到的功率因数、乏风瓦斯发电系统的进气量、无功补偿系统的接入与否来对各项设备的工作状态进行调控，以调节外部电网的功率因数。功率因数上限值和下限值之间的区间范围为功率因数的死区，通常将死区上限值设定为95％，死区下限值设定为85％；
如果功率因数高于死区上限值，则通过增加乏风瓦斯发电系统的进气量以及断开无功补偿系统与母线15的连接来降低功率因数；如果功率因数低于死区上限值，则通过减小乏风瓦斯发电系统以及接入无功补偿系统来提高功率因数；如果功率因数位于死区上限值和下限值之间，则维持带有应急储备功能的综合能源发电系统当前的工作状态。
乏风瓦斯发电系统包括用于输送乏风的进气主管道17，进气主管道17的出气端连通有若干条并列设置的进气支路18，每条进气支路18上均连接有瓦斯发电机6，每个瓦斯发电机6的供电端均连接至母线15上为负载1供电。在进气主管道17的进气端口处设置有阀门B4和阀门控制器B13，将阀门控制器B13连接至中央控制器3，中央控制器3通过发送指令给阀门控制器13来控制进气主管道17的进气量的多少。在每条进气支路18的进气端口处均一一对应的设置有阀门5和阀门控制器14，每个阀门控制器14均用于接收中央控制器3传输的控制指令来控制对应进气支路18的进气量，可以根据对功率因数调节的需要，选择性的将各个进气支路18与瓦斯发电机6连通，可以连通一条支路、全部支路或任意几条支路，从而实现对瓦斯发电系统进气量的精细调控。
无功补偿系统包括与母线15依次连接的无功补偿装置接入开关11和无功补偿装置12，中央控制器3通过开启或闭合无功补偿装置接入开关11，来控制无功补偿装置12与母线15的断开或连接。
如图2所示，由中央控制器3通过功率表2获取t时刻外部电网的功率因数PFt，然后再进行运行控制判断，中央控制器3的控制方法具体为：
1)如果PFt高于死区下限值，维持乏风瓦斯发电系统的进气量；
2)如果PFt低于死区下限值，且乏风进气有异常，则中央控制器3下达阀门控制器B13关闭阀门B4的操作指令，然后再判断无功补偿装置12是否已投入：
2.1)如果无功补偿装置12已投入，且蓄气装置7的容量未空，则中央控制器3下达阀门控制器A16完全打开阀门A10的操作指令，然后关闭气体储存控制系统8，打开气体排放控制系统9进行乏风气体排放；
2.2)如果无功补偿装置12已投入，且蓄气装置7的容量已空，则关闭气体储存控制系统8与气体排放控制系统9，中央控制器3再下达阀门控制器A16关闭阀门A10的操作指令，并将瓦斯发电机组全体待机；
2.3)如果无功补偿装置12未投入，中央控制器3下达无功补偿装置接入开关11闭合指令；
3.如果PFt低于死区下限值，且乏风进气正常，则判断阀门B4的打开状态：
3.1)如果阀门B4没有完全打开，中央控制器3下达阀门控制器B13完全打开阀门B4的操作指令；
3.2)如果阀门B4已完全打开，且无功补偿装置12未投入，则中央控制器3下达无功补偿装置接入开关11闭合指令；
3.3)如果阀门B4已完全打开，且无功补偿装置12已投入，则判断蓄气装置7的容量：
如果蓄气装置7容量未满，则中央控制器3下达阀门控制器A16完全打开阀门A10的操作指令，并关闭气体排放控制系统，打开气体储存控制系统8进行乏风气体存储；
如果蓄气装置7容量已满，则关闭气体储存控制系统8与气体排放控制系统9，中央控制器3再下达阀门控制器A16关闭阀门A10的操作指令，并判断所有阀门5当前进气量状态：若各个阀门5的当前状态均为允许最小进气量，则所有瓦斯发电机6全体待机，若各个阀门5的当前状态均大于允许最小进气量，则对阀门控制器14依次下达减少进气量的操作指令，各自的进气减量为当前进气量的1/(n-1)，其中n为阀门的总数。
本实用新型的带有应急储备功能的综合能源发电系统通过中央处理器，可以综合外部电网的功率因数信息，以及无功补偿系统和乏风瓦斯发电系统的工作状态，对整体系统进行统一协调，进而使得功率因数达到需要的数值。
本实用新型的带有应急储备功能的综合能源发电系统，设置了蓄气装置7与进气主管道17相连接，在乏风瓦斯发电系统进气充足时储存能量，在乏风瓦斯发电系统进气不足时，有中央控制器3启动蓄气装置7，节省了能源，并维持系统的正常运转，增强了系统的应急能力，同时蓄气装置7设置在进气主管道17上，便于统一调配管理蓄气装置7的使用。
本实用新型的带有应急储备功能的综合能源发电系统，在乏风瓦斯发电系统内部设置多组瓦斯发电机6，并在每组瓦斯发电机6上设置有对应的阀门和阀门控制器，通过中央控制器3来分别调控每组瓦斯发电机6的发电功率，使得系统的调控更加精细。
Claims (5)
1.带有应急储备功能的综合能源发电系统，其特征在于，包括连接至母线(15)的负载(1)，以及用于为所述负载(1)供电的外部电网和乏风瓦斯发电系统，所述的乏风瓦斯发电系统包括若干个瓦斯发电机(6)和用于输送乏风的进气主管道(17)，所述的进气主管道(17)的出气端连通有若干条并列设置的进气支路(18)，所述的每条进气支路(18)上均连接至对应的瓦斯发电机(6)，所述的每个瓦斯发电机(6)的供电端均连接至所述母线(15)上；
所述的乏风瓦斯发电系统还连接有用于为乏风瓦斯发电系统提供备用乏风的蓄气系统，所述的蓄气系统包括与所述进气主管道(17)连通的蓄气装置(7)，所述的蓄气装置(7)的进气端设置有阀门A(10)和阀门控制器A(16)；
所述外部电网并网处设有检测获取外部电网功率因数的功率表(2)，所述功率表(2)连接至中央处理器(3)，所述中央控制器(3)分别连接至乏风瓦斯发电系统和蓄气系统的阀门控制器A(16)，所述中央控制器(3)用于接收所述功率表(2)发送来的功率因数，并根据接收到的功率因数来调控乏风瓦斯发电系统的进气量和蓄气系统的接入与否。
2.如权利要求1所述的带有应急储备功能的综合能源发电系统，其特征在于，所述的进气主管道(17)的进气端口处设置有阀门B(4)和阀门控制器B(13)，所述的阀门控制器B(13)连接至中央控制器(3)，所述阀门控制器B(13)用于接收所述中央控制器(3)传输的控制指令来控制所述进气主管道(17)的进气量。
3.如权利要求2所述的带有应急储备功能的综合能源发电系统，其特征在于，所述的每条进气支路(18)的进气端口处均对应设置有阀门(5)和阀门控制器(14)，所述每个阀门控制器(14)均用于接收所述中央控制器(3)传输的控制指令来控制对应进气支路(18)的进气量。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的带有应急储备功能的综合能源发电系统，其特征在于，所述的蓄气装置(7)分别连接有气体储存控制系统(8)和气体排放控制系统(9)并与蓄气装置(7)组成连通的回路，所述的气体储存控制系统(8)和气体排放控制系统(9)均连接至用于控制其工作状态的中央控制器(3)。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的带有应急储备功能的综合能源发电系统，其特征在于，所述的母线(15)还连接有用于提供无功功率的无功补偿装置(12)，所述的无功补偿装置(12)上设有与所述中央控制器(3)连接的无功补偿装置接入开关(11)，所述的无功补偿装置接入开关(11)用于接收所述中央控制器(3)传输的控制指令来控制所述无功补偿装置(12)与母线(15)的连接和断开。
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