[发明专利]一种基于流量控制的管网水力发电系统

说明书

本发明公开一种基于流量控制的管网水力发电系统，包括管网减压装置与电能管理装置，管网减压装置的输出端与电能管理装置的输入端连接；所述管网减压装置用于对管网流量压力进行控制和检测并输出电能；所述电能管理装置用于对管网减压装置输出的电能进行管理。本发明通过对流量压力进行控制并提供实时监测，保证二次供水入户水压保持恒压。在设计时对管网内实际的二次供水入户水压进行实时的采样监测，根据工程实际情况，避免不同时段管网内用水量波动及系统用电负荷变化给管网水压带来的变化，使管网内实际二次供水入户水压在给定值处恒定，减小了管网水力发电给管网供水水压带来的影响。系统抗干扰能力强，安全可靠，控制准确。

技术领域

本发明涉及水利发电技术领域，特别涉及一种基于流量控制的管网水力发电系统。

背景技术

如今，在我国能源极具短缺的情况下，新能源的开发与利用，是近几年研究的重点，众所周知，给水管网系统是一种压力系统，是利用管网内压力来传输水资源的。但是受现实条件的影响，管网内难免存在水势能或水压过大的地方，管网内压力密集对管网以及末端用户用水都有着不良影响。

由《民用建筑节水设计标准》可知，市政管网供水压力不能满足供水要求的多层、高层建筑的给水、中水、热水系统应竖向分区，各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa，且分区内低层部分应设置减压设施保证各用水点处供水压力不大于0.20MPa。因此，二次供水入户水压应为在满足户内最不利点卫生器具水压0.05MPa的前提下，静水压一般不大于0.2MPa、动压不大于0.2MPa。结合实际情况，基于用水用户水头、管网内管道及管件局部水损等条件下，将二次供水减压阀后的入户水压(动压)设置在0.3-0.4MPa之间是比较合理的。这就表示要达到减压目的，通过管网减压发电单元后的水压应该控制为0.3-0.4MPa左右。

为解决这种问题，在工程中传统方法是采取安置减压水箱或减压阀消耗管网内的能量，实现压力的调泄。这种传统方法虽然能解决水压过高问题，但是一方面在一定程度上造成对能源的浪费，另一方面无法有效掌握及调控管网内水压的状态。

发明内容

针对现有技术中给水管网中压力调控效率低的问题，本发明提出一种基于流量控制的管网水力发电系统，通过对流量压力的控制进行改进，并提供实时监测，保证二次供水入户水压保持恒压，避免不同时段管网内用水量波动及系统用电负荷变化给管网水压带来的变化，使管网内实际二次供水入户水压恒定。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于流量控制的管网水力发电系统，包括管网减压装置与电能管理装置，管网减压装置的输出端与电能管理装置的输入端连接；所述管网减压装置用于对管网流量压力进行控制和检测并输出电能；所述电能管理装置用于对管网减压装置输出的电能进行管理。

优选的，所述管网减压装置包括水轮机组、水压控制单元、检测单元和第一主控制器单元；水轮机组、水压控制单元、检测单元依次连接，且水压控制单元还与第一主控制器单元连接。

优选的，所述水轮机组，用于将水压转换成电能，并将水压信号传输到水压控制单元；检测单元实时采集管网供水二次侧的水流信息，水流信息包括水压、流量。

优选的，管网减压装置还包括人机交互单元，所述人机交互单元和第一主控制器单元双向连接，用于实时显示管网内各物理量实时参数。

优选的，所述水压控制单元为D941-16Q型软密封电动阀门；所述第一主控制器单元的型号为SIMATIC S7-1200。

优选的，所述电能管理装置包括整流降压单元、限压恒流单元、升压逆变单元、交流负载单元、储能单元、直流负载单元和第二主控制器单元；