[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

说明书

技术领域

本发明属于新能源发电远程管理控制技术领域，涉及一种基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统及其控制方法。

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。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统及其控制方法，以提供一种综合功率因数信息和系统状态信息，对整体供电系统进行统一协调的供电系统。

本发明所采用的技术方案是，基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统，包括分别连接至母线的用于供电的外部电网和瓦斯发电系统，母线还分别连接有负载、电锅炉和无功补偿装置，外部电网并网处设有功率表，功率表与中央控制器相连接，中央控制器连接至瓦斯发电系统、电锅炉和无功补偿装置，无功补偿装置和母线之间设置无功补偿装置接入开关；

其中，功率表用于检测获取外部电网的功率因数，并将功率因数发送至中央控制器；中央控制器用于接收功率表发送来的功率因数，用于控制瓦斯发电系统的进气量，还用于调节电锅炉的功率状态，还用于通过无功补偿装置接入开关来控制无功补偿装置与母线的连接和断开。

进一步的，瓦斯发电系统包括瓦斯发电机组，瓦斯发电机组的乏风进气管道的进口处设有进气阀门，进气阀门上设置有与中央控制器连接的阀门控制器，阀门控制器用于接收中央控制器传输的控制指令来控制乏风进气管道的进气量。

进一步的，瓦斯发电机组通过烟气管道连接有换热器，换热器的管道出口通过出水管道连接至电锅炉管道入口。

进一步的，电锅炉上设有与中央控制器连接的电锅炉功率调节器，电锅炉功率调节器用于接收中央控制器传输的控制指令来调节电锅炉的功率状态。

本发明所采用的第二种技术方案是，基于乏风瓦斯发电的综合能源供电系统的控制方法，将外部电网和瓦斯发电系统分别连接至母线并为负载和电锅炉供电，母线还连接有无功补偿系统，通过设置在外部电网的功率表采集外部电网的功率因数并发送至中央控制器，中央控制器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；

中央控制器的调控方法具体为，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，以及减小负载和电锅炉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，以及增大负载和电锅炉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。

进一步的，中央控制器的控制方法具体为：

1)如果功率表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％。

进一步的，中央控制器的控制方法具体为：

如果功率表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。

进一步的，中央控制器的控制方法具体为：

1)如果功率表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连接的指令。

3)如果功率表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，则判断电锅炉的功率或水温情况：