[发明专利]基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统及其控制方法

权利要求书

1.基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统，其特征在于，包括分别连接至母线(15)的用于供电的外部电网和瓦斯发电系统，所述的母线(15)还分别连接有负载(1)、电锅炉(9)和无功补偿装置(12)，所述外部电网并网处设有功率表(2)，所述功率表(2)与中央控制器(3)相连接，所述中央控制器(3)连接至瓦斯发电系统、电锅炉(9)和无功补偿装置(12)，所述的无功补偿装置(12)和母线(15)之间设置无功补偿装置接入开关(11)；

其中，所述功率表(2)用于检测获取外部电网的功率因数，并将所述功率因数发送至中央控制器(3)；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，用于控制瓦斯发电系统的进气量，还用于调节电锅炉(9)的功率状态，还用于通过无功补偿装置接入开关(11)来控制所述无功补偿装置(12)与母线(15)的连接和断开。

2.如权利要求1所述的基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统，其特征在于，所述瓦斯发电系统包括瓦斯发电机组(6)，所述瓦斯发电机组(6)的乏风进气管道(5)的进口处设有进气阀门(4)，所述的进气阀门(4)上设置有与所述中央控制器(3)连接的阀门控制器(13)，所述阀门控制器(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乏风进气管道(5)的进气量。

3.如权利要求2所述的基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统，其特征在于，所述的瓦斯发电机组(6)通过烟气管道(7)连接有换热器(8)，所述的换热器(8)的管道出口通过出水管道(14)连接至所述的电锅炉(9)管道入口。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统，其特征在于，所述的电锅炉(9)上设有与所述中央控制器(3)连接的电锅炉功率调节器(10)，所述的电锅炉功率调节器(10)用于接收所述中央控制器(3)传输的控制指令来调节所述电锅炉(6)的功率状态。

5.一种基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统的控制方法，其特征在于，将外部电网和瓦斯发电系统分别连接至母线(15)并为负载(1)和电锅炉(9)供电，母线(15)还连接有无功补偿系统，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、瓦斯发电系统的进气量、无功补偿系统的接入与否以及电锅炉(9)的水温或使用功率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；

所述中央控制器(3)的调控方法具体为，如果功率因数高于死区上限值，则通过增加瓦斯发电系统的进气量，断开无功补偿系统接入母线(15)，以及减小负载(1)和电锅炉(9)的使用功率来降低功率因数；如果功率因数低于死区上限值，则通过减小瓦斯发电系统，接入无功补偿系统，以及增大负载(1)和电锅炉(9)的使用功率来提高功率因数；如果功率因数位于死区上限值和下限值之间，则维持基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统当前的工作状态；

其中，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。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的中央控制器(3)的控制方法具体为：

1)如果功率表(2)采集的外部电网的功率因数高于死区上限值，且瓦斯发电系统当前状态为最大进气量，则判断无功补偿系统的投入状态：

如果无功补偿系统已投入，则下达无功补偿装置接入开关(11)断开的指令；

如果无功补偿系统未投入，则下达电锅炉功率调节器(10)减少电锅炉功率操作指令，功率减少量为当前功率的10％。

2)如果功率表(2)采集的外部电网的功率因数高于死区上限值，且瓦斯发电系统当前状态小于其最大进气量，则下达增加进气量操作指令，进气增量为当前进气量的5％。

7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的中央控制器(3)的控制方法具体为：

如果功率表(2)采集的外部电网的功率因数低于死区上限值，且高于死区下限值，则瓦斯发电系统维持当前进气量。

8.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的中央控制器(3)的控制方法具体为：

1)如果功率表(2)采集的外部电网的功率因数低于死区下限值，且无功补偿系统已投入，同时瓦斯发电系统当前状态大于最小允许进气量时，则下达减少进气量操作指令，进气减少量为当前进气量的5％。

2)如果功率表(2)采集的外部电网的功率因数低于死区下限值，且无功补偿系统未投入，则下达无功补偿系统与母线(15)连接的指令。

3)如果功率表(2)采集的外部电网的功率因数低于死区下限值，且无功补偿系统已投入，同时瓦斯发电系统当前状态为最小允许进气量时，则判断电锅炉(9)的功率或水温情况：

若电锅炉(9)达到额定功率或水温达到限值，则将瓦斯发电系统待机；

若电锅炉(9)小于额定功率或水温小于限值，则下达电锅炉(9)增加电锅炉功率操作指令，功率增加量为当前功率的10％。