基于乏風(fēng)瓦斯的綜合發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于瓦斯發(fā)電遠(yuǎn)程管理控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于乏風(fēng)瓦斯的綜合發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦斯發(fā)電機(jī)組可以充分利用乏風(fēng)瓦斯氣體，在減少乏風(fēng)氣體排放量、降低環(huán)境污染的同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了能源的綜合利用，是一種環(huán)保、節(jié)能的發(fā)電形式，可以積極推進(jìn)清潔生產(chǎn)能源發(fā)展，實(shí)現(xiàn)采煤采氣發(fā)電一體化過程，有效提高生產(chǎn)水平。
[0003]另一方面，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，化石能源等非可再生能源日益短缺，太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用也越來越廣泛，成為通用的清潔可再生能源發(fā)電形式。在能源綜合利用與環(huán)境保護(hù)需求日益強(qiáng)烈的大環(huán)境下，瓦斯發(fā)電機(jī)組接入太陽(yáng)能發(fā)電將具有廣闊的發(fā)展與應(yīng)用前景。同時(shí)，由于光伏發(fā)電輸出功率具有波動(dòng)特性等原因，瓦斯發(fā)電機(jī)組接入太陽(yáng)能發(fā)電后的上級(jí)并網(wǎng)點(diǎn)功率潮流將發(fā)生變化，甚至可能出現(xiàn)雙向變化，導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)功率因數(shù)波動(dòng)，低于電網(wǎng)公司規(guī)定的功率因數(shù)考核值時(shí)將產(chǎn)生一定的罰款。現(xiàn)有的系統(tǒng)無法綜合功率因數(shù)信息、統(tǒng)一協(xié)調(diào)乏風(fēng)瓦斯發(fā)電機(jī)組與光伏發(fā)電機(jī)組，無法充分發(fā)揮其整體的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于乏風(fēng)瓦斯的綜合發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)和控制方法可以靈活控制功率輸出，在乏風(fēng)瓦斯發(fā)電機(jī)組利用最大化的基礎(chǔ)上，一方面避免因并網(wǎng)運(yùn)行功率因數(shù)過低導(dǎo)致出現(xiàn)罰款，另一方面依據(jù)實(shí)際情況盡量利用光伏等可再生能源，提高能源利用效率，節(jié)能減排。
[0005]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0006]方案一:
[0007]基于乏風(fēng)瓦斯的綜合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括分別連接至母線且均為負(fù)載供電的外部電網(wǎng)、瓦斯發(fā)電機(jī)組、和光伏發(fā)電機(jī)組；所述外部電網(wǎng)處設(shè)置有用于采集并網(wǎng)點(diǎn)功率信息的并網(wǎng)功率計(jì)量表，所述并網(wǎng)功率計(jì)量表電連接有中央控制器；
[0008]所述瓦斯發(fā)電機(jī)組連接有乏風(fēng)進(jìn)氣管道，所述乏風(fēng)進(jìn)氣管道的入口端連接有雙通路管道，所述雙通路管道由第一管道和第二管道組成，所述第一管道和第二管道的入口端均連接至總輸入管道；所述第一管道上連通有蓄氣裝置通氣管，所述蓄氣裝置通氣管上連接有蓄氣裝置；
[0009]所述第二管道上設(shè)置有閥門A，所述閥門A通過閥門控制器A電連接到中央控制器；所述第一管道上、且位于蓄氣裝置通氣管的前后兩端對(duì)應(yīng)設(shè)置有閥門C和閥門B，所述閥門C和閥門B對(duì)應(yīng)通過閥門控制器C和閥門控制器B電連接到中央控制器；所述總輸入管道的進(jìn)氣口設(shè)置有閥門D，所述閥門D通過閥門控制器D電連接到中央控制器；所述光伏發(fā)電機(jī)組電連接至中央控制器；
[0010]所述閥門A和閥門D為常開閥門，所述閥門B和閥門C為常閉閥門。
[0011]上述技術(shù)方案的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn):
[0012]進(jìn)一步的，所述蓄氣裝置的進(jìn)氣口通過儲(chǔ)存管道連接所述蓄氣裝置通氣管，所述蓄氣裝置的出氣口通過排放管道連接所述蓄氣裝置通氣管，所述儲(chǔ)存管道上設(shè)置有氣體儲(chǔ)存控制系統(tǒng)，所述排放管道上設(shè)置有氣體排放控制系統(tǒng)，所述氣體儲(chǔ)存控制系統(tǒng)和氣體排放控制系統(tǒng)均分別電連接至中央控制器。
[0013]進(jìn)一步的，所述光伏發(fā)電機(jī)組通過光伏并網(wǎng)開關(guān)電連接至母線，所述光伏并網(wǎng)開關(guān)與所述中央控制器電連接。
[0014]方案二:
[0015]上述基于乏風(fēng)瓦斯的綜合發(fā)電系統(tǒng)的綜合發(fā)電控制方法，其特征在于:并網(wǎng)功率計(jì)量表采集并網(wǎng)點(diǎn)功率信息，并向中央控制器傳輸實(shí)時(shí)的并網(wǎng)點(diǎn)功率信息，當(dāng)中央控制器獲取該時(shí)刻的功率因數(shù)？匕后，進(jìn)行判斷控制運(yùn)行:
[0016]I)當(dāng)功率因數(shù)？匕高于死區(qū)上限值，且乏風(fēng)進(jìn)氣管道進(jìn)氣量低于最低設(shè)定值，則下達(dá)閥門控制器D關(guān)閉閥門D的指令，然后判斷蓄氣裝置容量是否已空:若蓄氣裝置容量不空，則下達(dá)閥門控制器B完全打開閥門B的指令，然后關(guān)閉氣體儲(chǔ)存控制系統(tǒng)，并打開氣體排放控制系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯氣體排放；若蓄氣裝置容量已為空，則判斷光伏發(fā)電機(jī)組是否投入:若光伏發(fā)電機(jī)組已經(jīng)投入，則瓦斯發(fā)電機(jī)組待機(jī)，然后關(guān)閉氣體儲(chǔ)存控制系統(tǒng)和氣體排放控制系統(tǒng)，再下達(dá)閥門控制器B關(guān)閉閥門B的指令；若光伏發(fā)電機(jī)組沒有投入，則下達(dá)光伏并網(wǎng)開關(guān)閉合指令；
[0017]2)當(dāng)功率因數(shù)？匕高于死區(qū)上限值，且乏風(fēng)進(jìn)氣管道進(jìn)氣量高于最低設(shè)定值，則判斷閥門D是否已經(jīng)完全打開:若閥門D沒有完全打開，則下達(dá)閥門控制器D完全打開閥門D的指令；若閥門D已經(jīng)完全打開，則下達(dá)閥門控制器B關(guān)閉閥門B的指令，然后判斷閥門A當(dāng)前狀態(tài)是否為最大進(jìn)氣量:
[0018]若閥門A當(dāng)前狀態(tài)不是最大進(jìn)氣量，則下達(dá)閥門控制器A增加閥門A進(jìn)氣量的指令；若閥門A當(dāng)前狀態(tài)是最大進(jìn)氣量，則判斷光伏發(fā)電機(jī)組是否投入:若光伏發(fā)電機(jī)組已經(jīng)投入，則維持當(dāng)前進(jìn)氣量；若光伏發(fā)電機(jī)組沒有投入，則下達(dá)光伏并網(wǎng)開關(guān)閉合指令；
[0019]3)當(dāng)功率因數(shù)PFJg于死區(qū)下限值，且乏風(fēng)進(jìn)氣管道進(jìn)氣量低于最低設(shè)定值，則下達(dá)閥門控制器D關(guān)閉閥門D的指令，然后判斷光伏發(fā)電機(jī)組是否投入:若光伏發(fā)電機(jī)組已經(jīng)投入，則下達(dá)光伏并網(wǎng)開關(guān)斷開指令；若光伏發(fā)電機(jī)組沒有投入，則判斷蓄氣裝置容量是否已空:
[0020]若蓄氣裝置容量不空，則下達(dá)閥門控制器B完全打開閥門B的指令，然后關(guān)閉氣體儲(chǔ)存控制系統(tǒng)，并打開氣體排放控制系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯氣體排放；若蓄氣裝置容量已為空，則瓦斯發(fā)電機(jī)組待機(jī)，然后關(guān)閉氣體儲(chǔ)存控制系統(tǒng)和氣體排放控制系統(tǒng)，再下達(dá)閥門控制器B關(guān)閉閥門B的指令；
[0021]4)當(dāng)功率因數(shù)PFJg于死區(qū)下限值，且乏風(fēng)進(jìn)氣管道進(jìn)氣量高于最低設(shè)定值，則判斷閥門D是否已經(jīng)完全打開:若閥門D沒有完全打開，則下達(dá)閥門控制器D完全打開閥門D的指令；若閥門D已經(jīng)完全打開，則判斷光伏發(fā)電機(jī)組是否投入:若光伏發(fā)電機(jī)組已經(jīng)投入，則下達(dá)光伏并網(wǎng)開關(guān)斷開指令；若光伏發(fā)電機(jī)組沒有投入，則判斷閥門B是否已經(jīng)打開:
[0022]若閥門B沒有打開，則判斷閥門A當(dāng)前狀態(tài)是否為允許最小進(jìn)氣量，若閥門A當(dāng)前狀態(tài)是允許最小進(jìn)氣量，則瓦斯發(fā)電機(jī)組待機(jī)；若閥門A當(dāng)前狀態(tài)不是允許最小進(jìn)氣量，則下達(dá)閥門控制器A減少閥門A進(jìn)氣量的指令；
[0023]若閥門B已經(jīng)打開，則下達(dá)閥門控制器B關(guān)閉閥門B的指令，再下達(dá)閥門控制器C完全打開閥門C的指令，然后判斷蓄氣裝置容量是否已滿:若蓄氣裝置容量已滿，則關(guān)閉氣體儲(chǔ)存控制系統(tǒng)和氣體排放控制系統(tǒng)，然后下達(dá)閥門控制器C關(guān)閉閥門C的指令；若蓄氣裝置容量未滿，則關(guān)閉氣體排放控制系統(tǒng)，并打開氣體儲(chǔ)存控制系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯氣體存儲(chǔ)。
[0024]5)當(dāng)功率因數(shù)PFt低于死區(qū)上限值，且高于死區(qū)下限值時(shí)，維持當(dāng)前進(jìn)氣量。
[0025]上述技術(shù)方案的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn):
[0026]進(jìn)一步的，下達(dá)閥門控制器A增加閥門A進(jìn)氣量的指令后，規(guī)定閥門A的進(jìn)氣增加量為當(dāng)前進(jìn)氣量的5%。
[0027]進(jìn)一步的，下達(dá)閥門控制器A減少閥門A進(jìn)氣量的指令后，規(guī)定閥門A的進(jìn)氣減少量為當(dāng)前進(jìn)氣量的15%。
[0028]本發(fā)明的基于乏風(fēng)瓦斯的綜合發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法，中央控制器通過控制光伏并網(wǎng)開關(guān)的開關(guān)，進(jìn)而控制光伏發(fā)電機(jī)組與母線的接入與否；中央控制器通過控制閥門A、閥門B、閥門C和閥門D的開關(guān)，進(jìn)而控制乏風(fēng)進(jìn)氣管道的進(jìn)氣量；通過蓄氣裝置進(jìn)一步穩(wěn)定進(jìn)氣量。該系統(tǒng)及其控制方法可以靈活控制功率輸出，在乏風(fēng)瓦斯發(fā)電機(jī)組利用最大化的基礎(chǔ)上，一方面避免因并網(wǎng)運(yùn)行功率因數(shù)過低導(dǎo)致出現(xiàn)罰款，另一方面依據(jù)實(shí)際情況盡量利用光伏等可再生能源，提高能源利用效率，節(jié)能減排。該系統(tǒng)能夠綜合功率因素統(tǒng)一協(xié)調(diào)乏風(fēng)發(fā)電機(jī)組與光伏陣列，充分發(fā)揮乏風(fēng)發(fā)電機(jī)組與光伏陣列整體的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的基于乏風(fēng)瓦斯的綜合發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明的基于乏風(fēng)瓦斯的綜合發(fā)電控制方法的工作流程示意圖；
[0031]圖3為圖2中H部分的放大示意圖；
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