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(shí)避免蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格昂貴且存在二次污染的缺陷，可以將壓縮空氣儲(chǔ)能和傳統(tǒng)風(fēng)能、太陽(yáng)能和柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)集成起來(lái)，形成風(fēng)能-太陽(yáng)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(shì)能，再將壓縮空氣勢(shì)能重新、可控地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或者電能輸出，這種思路得到了國(guó)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(yáng)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(chǔ)能過程和發(fā)電過程。儲(chǔ)能過程即為風(fēng)能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣勢(shì)能并儲(chǔ)存。發(fā)電過程為壓縮空氣勢(shì)能和柴油化學(xué)能以及太陽(yáng)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(duì)其儲(chǔ)能過程和發(fā)電過程進(jìn)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(jìn)行的改進(jìn)。技術(shù)實(shí)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(jī)自帶的測(cè)風(fēng)儀測(cè)量當(dāng)時(shí)的實(shí)際風(fēng)速，根據(jù)實(shí)際風(fēng)速可以判斷風(fēng)機(jī)能否運(yùn)行以及運(yùn)行的情況；風(fēng)速的切入風(fēng)速為3m/s，當(dāng)測(cè)風(fēng)儀測(cè)量的風(fēng)速大于3m/s的時(shí)候，可以判斷風(fēng)機(jī)達(dá)到工作的條件，此時(shí)風(fēng)機(jī)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)工作，先將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣勢(shì)能；當(dāng)測(cè)風(fēng)儀測(cè)量到實(shí)時(shí)風(fēng)速一直保持在3m/s到25m/s范圍內(nèi)的時(shí)候，就可以判斷風(fēng)機(jī)工作良好，空氣壓縮機(jī)工作良好，此時(shí)空氣儲(chǔ)存罐中空氣存儲(chǔ)量越來(lái)越大，空氣儲(chǔ)存罐中配有壓力計(jì)，利用壓力計(jì)顯示的壓力時(shí)計(jì)算空氣儲(chǔ)存罐中的空氣儲(chǔ)存量；所述該策略在計(jì)算出空氣儲(chǔ)存量后，還需要檢測(cè)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(shí)，則只使用太陽(yáng)能供電；若天氣為陰天或者雨水天氣，則判定儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體的壓力：當(dāng)壓力計(jì)顯示的壓力值小于0.5MPa時(shí)，則采用純柴油機(jī)工作發(fā)電，而壓縮空氣發(fā)電機(jī)不工作；當(dāng)壓力計(jì)顯示的壓力值大于0.5MPa時(shí)，則采用壓縮空氣發(fā)電機(jī)發(fā)電，在這種條件下，如果壓縮空氣發(fā)電機(jī)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(jī)工作供電，但是若壓縮空氣發(fā)電機(jī)的發(fā)電量無(wú)法滿足用戶用電需求，那么就采用混合動(dòng)力供電，所述混合動(dòng)力供電為柴油機(jī)工作發(fā)電配合壓縮空氣發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；進(jìn)一步的，所述測(cè)風(fēng)儀利用風(fēng)速傳感器測(cè)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(jī)為活塞式氣動(dòng)發(fā)電機(jī)。工作原理為：風(fēng)能-太陽(yáng)能-壓縮空氣-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和柴油機(jī)輸出功率分配取決于系統(tǒng)能量管理策略。在保證負(fù)載用電負(fù)荷的前提下，優(yōu)先考慮使用壓縮空氣發(fā)電，以進(jìn)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(fù)載所需電量的差值，來(lái)進(jìn)一步?jīng)Q定柴油機(jī)啟停和負(fù)荷狀態(tài)。同時(shí)在天氣多云或者晴朗的條件下，加入太陽(yáng)能發(fā)電，將太陽(yáng)能發(fā)出的直流電經(jīng)過逆變器逆變成交流電，供負(fù)載使用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過風(fēng)能-太陽(yáng)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(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一種多類型發(fā)電管理策略。附圖說(shuō)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(shí)施方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合圖示與具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。風(fēng)能-太陽(yáng)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(yáng)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(jī)不直接向用電負(fù)載提供電能，而是將風(fēng)能全部轉(zhuǎn)化為壓縮空氣勢(shì)能，并儲(chǔ)存于儲(chǔ)氣罐內(nèi)；(2)當(dāng)壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)工作能夠滿足負(fù)載功率需求時(shí)，聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)完全采用壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)供電，其輸出功率通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力實(shí)現(xiàn)；(3)當(dāng)壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)工作不能滿足負(fù)載功率需求時(shí)，聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)啟動(dòng)柴油機(jī)補(bǔ)充供電。風(fēng)力機(jī)壓縮空氣供電-太陽(yáng)能供電-柴油供電混合動(dòng)力的總能轉(zhuǎn)化效率高于純壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)效率和純柴油機(jī)效率，此時(shí)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采用混合動(dòng)力方式供電。(4)當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體壓力低于0.5MPa的時(shí)候，此時(shí)壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)發(fā)電。(5)當(dāng)系統(tǒng)得知天氣狀況為多云或者晴天的時(shí)候，就加入太陽(yáng)能供電環(huán)節(jié)，太陽(yáng)能板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，此時(shí)的電能為直流電，再通過逆變器逆變成交流電，供負(fù)載端使用。其中，當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體壓力大于0.5Mpa的時(shí)候，出氣閥打開，壓縮空氣進(jìn)入氣動(dòng)發(fā)電機(jī)，常見的氣動(dòng)發(fā)電機(jī)包括透平式、螺桿式和活塞式等。因?yàn)橥钙绞綒鈩?dòng)發(fā)電機(jī)膨脹比較小、螺桿式氣動(dòng)發(fā)電機(jī)加工精度高的限制，本發(fā)明選用活塞式氣動(dòng)發(fā)電機(jī)作為壓縮空氣膨脹設(shè)備?；钊綒鈩?dòng)發(fā)電機(jī)主要包括曲柄連接機(jī)構(gòu)、活塞、氣缸以及進(jìn)、排氣門等。來(lái)自儲(chǔ)氣罐的壓縮空氣經(jīng)過管路進(jìn)入氣動(dòng)發(fā)電機(jī)后，逐漸膨脹并推動(dòng)活塞向下運(yùn)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(jī)械能輸出并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。膨脹過程結(jié)束后，活塞向上運(yùn)行，將氣缸內(nèi)氣體排出。為了避免進(jìn)入氣動(dòng)發(fā)電機(jī)的氣體壓力波動(dòng)，本發(fā)明在氣動(dòng)發(fā)電機(jī)和儲(chǔ)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(shí)際過程中，難以在較短時(shí)間內(nèi)向氣動(dòng)發(fā)電機(jī)提供足夠的熱量。所以本專利采用分級(jí)膨脹、中間再熱方式，對(duì)每一級(jí)膨脹完成的氣體進(jìn)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(jí)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(jí)膨脹過程循環(huán)總指示功(J)，k為比熱比，p1為第一級(jí)高壓氣缸進(jìn)氣口氣壓(Pa)，p2為第一級(jí)高壓氣缸排氣口氣壓(Pa)，p3為第二級(jí)高壓氣缸進(jìn)氣口氣壓(Pa)，p4為第二級(jí)高壓氣缸排氣口氣壓(Pa)，V1為第一級(jí)高壓氣缸進(jìn)氣口氣體容積(m3)，V3為第二級(jí)高壓氣缸進(jìn)氣口氣體容積(m3)。由于在實(shí)際工況下，氣動(dòng)發(fā)電機(jī)工作過程主要存在四個(gè)方面的能量損失：進(jìn)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(jìn)氣總最終轉(zhuǎn)化為有效輸出功。所以實(shí)際發(fā)電量為：W′＝43％×W上式中，W′為發(fā)電量(KWh)，W為氣動(dòng)發(fā)電機(jī)兩級(jí)膨脹過程循環(huán)總指示功(J)。風(fēng)能-太陽(yáng)能-壓縮空氣-柴油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和柴油機(jī)輸出功率分配取決于系統(tǒng)能量管理策略。在保證負(fù)載用電負(fù)荷的前提下，優(yōu)先考慮使用壓縮空氣發(fā)電，以進(jìn)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(fù)載所需電量的差值，來(lái)進(jìn)一步?jīng)Q定柴油機(jī)啟停和負(fù)荷狀態(tài)。同時(shí)在天氣多云或者晴朗的條件下，加入太陽(yáng)能發(fā)電，將太陽(yáng)能發(fā)出的直流電經(jīng)過逆變器逆變成交流電，供負(fù)載使用。通過風(fēng)能-太陽(yáng)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(shí)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(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)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(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)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(yè)1 2 3