本發(fā)明涉及發(fā)電管理
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是一種多類型發(fā)電管理策略。
背景技術(shù)：
：為了提高傳統(tǒng)風(fēng)能-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中風(fēng)電穿透率，緩解“棄風(fēng)”現(xiàn)象，減少發(fā)電系統(tǒng)投資成本，降低柴油消耗，提升供電品質(zhì)，同時避免蓄電池儲能系統(tǒng)價格昂貴且存在二次污染的缺陷，可以將壓縮空氣儲能和傳統(tǒng)風(fēng)能、太陽能和柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)集成起來，形成風(fēng)能-太陽能-壓縮空氣-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣勢能，再將壓縮空氣勢能重新、可控地轉(zhuǎn)化為機械能或者電能輸出，這種思路得到了國內(nèi)外眾多研究學(xué)者的重視，已經(jīng)成為解決孤立地區(qū)用電需求的重要方案之一；風(fēng)能-太陽能-壓縮空氣-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)工作過程可以分為儲能過程和發(fā)電過程。儲能過程即為風(fēng)能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣勢能并儲存。發(fā)電過程為壓縮空氣勢能和柴油化學(xué)能以及太陽能轉(zhuǎn)化為電能。若要提高聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化效率，就必須對其儲能過程和發(fā)電過程進行深入研究。而在此過程中，多類型發(fā)電管理策略至關(guān)重要。本發(fā)明就是為了解決以上問題而進行的改進。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種不受風(fēng)力間歇性影響、不受天氣影響、提高能源利用效率、減少化石燃料的利用，減少環(huán)境污染的多類型發(fā)電管理策略。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：多類型發(fā)電管理策略，首先通過風(fēng)機自帶的測風(fēng)儀測量當(dāng)時的實際風(fēng)速，根據(jù)實際風(fēng)速可以判斷風(fēng)機能否運行以及運行的情況；風(fēng)速的切入風(fēng)速為3m/s，當(dāng)測風(fēng)儀測量的風(fēng)速大于3m/s的時候，可以判斷風(fēng)機達到工作的條件，此時風(fēng)機帶動空氣壓縮機工作，先將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能，再將機械能轉(zhuǎn)化為空氣勢能；當(dāng)測風(fēng)儀測量到實時風(fēng)速一直保持在3m/s到25m/s范圍內(nèi)的時候，就可以判斷風(fēng)機工作良好，空氣壓縮機工作良好，此時空氣儲存罐中空氣存儲量越來越大，空氣儲存罐中配有壓力計，利用壓力計顯示的壓力時計算空氣儲存罐中的空氣儲存量；所述該策略在計算出空氣儲存量后，還需要檢測用戶用電需求：當(dāng)用戶有用電需求后，首先判斷天氣情況，若天氣為多云或者晴天時，則只使用太陽能供電；若天氣為陰天或者雨水天氣，則判定儲氣罐內(nèi)氣體的壓力：當(dāng)壓力計顯示的壓力值小于0.5MPa時，則采用純柴油機工作發(fā)電，而壓縮空氣發(fā)電機不工作；當(dāng)壓力計顯示的壓力值大于0.5MPa時，則采用壓縮空氣發(fā)電機發(fā)電，在這種條件下，如果壓縮空氣發(fā)電機的發(fā)電量滿足用戶用電需求，則采用純壓縮空氣發(fā)電機工作供電，但是若壓縮空氣發(fā)電機的發(fā)電量無法滿足用戶用電需求，那么就采用混合動力供電，所述混合動力供電為柴油機工作發(fā)電配合壓縮空氣發(fā)電機工作發(fā)電；進一步的，所述測風(fēng)儀利用風(fēng)速傳感器測量風(fēng)速；具體的，所述判定外界天氣情況利用照度傳感器判定天氣狀況；其中，所述壓縮空氣發(fā)電機為活塞式氣動發(fā)電機。工作原理為：風(fēng)能-太陽能-壓縮空氣-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)壓縮空氣發(fā)動機輸出功率和柴油機輸出功率分配取決于系統(tǒng)能量管理策略。在保證負載用電負荷的前提下，優(yōu)先考慮使用壓縮空氣發(fā)電，以進一步提高風(fēng)能的利用率。通過比較壓縮空氣發(fā)電量和負載所需電量的差值，來進一步?jīng)Q定柴油機啟停和負荷狀態(tài)。同時在天氣多云或者晴朗的條件下，加入太陽能發(fā)電，將太陽能發(fā)出的直流電經(jīng)過逆變器逆變成交流電，供負載使用。本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過風(fēng)能-太陽能-壓縮空氣-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的有序結(jié)合，提供了一種不受風(fēng)力間歇性影響、不受天氣影響、提高能源利用效率、減少化石燃料的利用，減少環(huán)境污染，可以最大程度減少燃油消耗，實現(xiàn)節(jié)能減排的一種多類型發(fā)電管理策略。附圖說明圖1是本發(fā)明提出的多類型發(fā)電管理策略的流程圖。具體實施方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合圖示與具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。風(fēng)能-太陽能-壓縮空氣-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)能量管理策略具體如下所述：(1)風(fēng)能-太陽能-壓縮空氣-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)通常用于離網(wǎng)型分布式系統(tǒng)，風(fēng)力機不直接向用電負載提供電能，而是將風(fēng)能全部轉(zhuǎn)化為壓縮空氣勢能，并儲存于儲氣罐內(nèi)；(2)當(dāng)壓縮空氣發(fā)動機單獨工作能夠滿足負載功率需求時，聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)完全采用壓縮空氣發(fā)動機供電，其輸出功率通過調(diào)節(jié)進氣壓力實現(xiàn)；(3)當(dāng)壓縮空氣發(fā)動機單獨工作不能滿足負載功率需求時，聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)啟動柴油機補充供電。風(fēng)力機壓縮空氣供電-太陽能供電-柴油供電混合動力的總能轉(zhuǎn)化效率高于純壓縮空氣發(fā)動機效率和純柴油機效率，此時聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采用混合動力方式供電。(4)當(dāng)儲氣罐內(nèi)氣體壓力低于0.5MPa的時候，此時壓縮空氣發(fā)動機輸出功率低于零值，聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)僅能采用純柴油機發(fā)電。(5)當(dāng)系統(tǒng)得知天氣狀況為多云或者晴天的時候，就加入太陽能供電環(huán)節(jié)，太陽能板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，此時的電能為直流電，再通過逆變器逆變成交流電，供負載端使用。其中，當(dāng)儲氣罐內(nèi)氣體壓力大于0.5Mpa的時候，出氣閥打開，壓縮空氣進入氣動發(fā)電機，常見的氣動發(fā)電機包括透平式、螺桿式和活塞式等。因為透平式氣動發(fā)電機膨脹比較小、螺桿式氣動發(fā)電機加工精度高的限制，本發(fā)明選用活塞式氣動發(fā)電機作為壓縮空氣膨脹設(shè)備。活塞式氣動發(fā)電機主要包括曲柄連接機構(gòu)、活塞、氣缸以及進、排氣門等。來自儲氣罐的壓縮空氣經(jīng)過管路進入氣動發(fā)電機后，逐漸膨脹并推動活塞向下運行，溫度和壓力逐漸減小，壓縮空氣攜帶的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能輸出并驅(qū)動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電。膨脹過程結(jié)束后，活塞向上運行，將氣缸內(nèi)氣體排出。為了避免進入氣動發(fā)電機的氣體壓力波動，本發(fā)明在氣動發(fā)電機和儲氣罐之間設(shè)置緩沖腔。由于等溫膨脹循環(huán)指示功高于絕熱膨脹循環(huán)，而實際過程中，難以在較短時間內(nèi)向氣動發(fā)電機提供足夠的熱量。所以本專利采用分級膨脹、中間再熱方式，對每一級膨脹完成的氣體進行加熱，使膨脹過程趨于等溫膨脹。根據(jù)熱力學(xué)理論，兩級膨脹過程總指示功如下：W=kk-1p1V1[1-(p2p1)k-1k]+kk-1p3V3[1-(p4p3)k-1k]=kk-1p1V1[2-(p2p1)k-1k-(p4p3)k-1k]]]>上式中，W為兩級膨脹過程循環(huán)總指示功(J)，k為比熱比，p1為第一級高壓氣缸進氣口氣壓(Pa)，p2為第一級高壓氣缸排氣口氣壓(Pa)，p3為第二級高壓氣缸進氣口氣壓(Pa)，p4為第二級高壓氣缸排氣口氣壓(Pa)，V1為第一級高壓氣缸進氣口氣體容積(m3)，V3為第二級高壓氣缸進氣口氣體容積(m3)。由于在實際工況下，氣動發(fā)電機工作過程主要存在四個方面的能量損失：進氣損失、傳熱損失、排氣損失和摩擦損失，所以只有約43％的壓縮空氣進氣總最終轉(zhuǎn)化為有效輸出功。所以實際發(fā)電量為：W′＝43％×W上式中，W′為發(fā)電量(KWh)，W為氣動發(fā)電機兩級膨脹過程循環(huán)總指示功(J)。風(fēng)能-太陽能-壓縮空氣-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)壓縮空氣發(fā)動機輸出功率和柴油機輸出功率分配取決于系統(tǒng)能量管理策略。在保證負載用電負荷的前提下，優(yōu)先考慮使用壓縮空氣發(fā)電，以進一步提高風(fēng)能的利用率。通過比較壓縮空氣發(fā)電量和負載所需電量的差值，來進一步?jīng)Q定柴油機啟停和負荷狀態(tài)。同時在天氣多云或者晴朗的條件下，加入太陽能發(fā)電，將太陽能發(fā)出的直流電經(jīng)過逆變器逆變成交流電，供負載使用。通過風(fēng)能-太陽能-壓縮空氣-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的有序結(jié)合，提供了一種不受風(fēng)力間歇性影響、不受天氣影響、提高能源利用效率、減少化石燃料的利用，減少環(huán)境污染，可以最大程度減少燃油消耗，實現(xiàn)節(jié)能減排的一種多類型發(fā)電管理策略。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。當(dāng)前第1頁1 2 3