一种发电方法及发电装置与流程

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种发电方法及发电装置。

背景技术：

随着经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长，利用可再生能源已经成为未来能源战略的重要组成部分。太阳能、沼气作为可再生能源，被越来越多的应用在人类的生活中，例如太阳能家用屋顶发电、偏远地区的沼气发电等。

本发明发明人发现现有技术存在如下缺陷：

国家电网规定作为大电网即国家电网发电的电源必须向大电网输出与大电网同相序、同电压、同频率、同相位的正弦交流电，例如大陆地区并网发电电压为220V、频率为50HZ等。但是由于太阳能光伏发电会受光照、天气的影响，输出的电流或电压等参数具有一定的波动性和间歇性，如果太阳能光伏发电单独通过并网点连接到国家电网的话，即作为大电网的发电电源，均会造成并网发电具有波动性，会使得大电网不稳定，从而影响家庭用电。因此现有技术太阳能光伏发电不能作为稳定的大电网发电电源。

而对于其它单一类型的发电装置而言，例如风力发电，同样存在上述缺陷。

技术实现要素：

本发明提供一种发电方法及发电装置，用以解决现有技术中单一类型的发电装置不能作为稳定的大电网发电电源的技术问题。

本发明第一方面提供一种发电方法，应用于一发电装置，所述发电装置包括第一发电模块和第二发电模块，所述方法包括：

在所述第一发电模块产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，控制所述第二发电模块产生第二交流电；其中，所述预设条件为大电网交流电的所述预设类型的参数值范围；

控制所述发电装置的输出模块对所述第一交流电和所述第二交流电进行处理以获得第三交流电，所述第三交流电的所述预设类型的第二参数值满足所述预设条件；

控制所述输出模块输出所述第三交流电。

可选的，所述第二发电模块为沼气发电模块，所述沼气发电模块包括沼气池和与所述沼气池连接的沼气发电机，所述控制所述沼气发电模块产生第二交流电，包括：

当所述沼气池的温度处于预定范围时，控制所述沼气发电机获取所述沼气池产生的沼气并利用所述沼气产生所述第二交流电。

可选的，所述方法还包括：

控制所述第一发电模块在产生所述第一交流电的过程中产生的第一热量输入到所述沼气池中，以维持所述沼气池的温度处于所述预定范围。

可选的，所述方法还包括：

控制所述沼气发电机在产生所述第二交流电的过程中产生的第二热量输入到所述沼气池中，以维持所述沼气池的温度处于所述预定范围。

可选的，所述预定类型为电压、电流、功率、频率、相位和相序中的一个或任意组合。

本发明第二方面提供一种发电装置，所述发电装置包括控制器、第一发电模块和第二发电模块，

所述控制器用于在所述第一发电模块产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，控制所述第二发电模块产生第二交流电；控制所述发电装置的输出模块对所述第一交流电和所述第二交流电进行处理以获得第三交流电，所述第三交流电的所述预设类型的第二参数值满足所述预设条件；控制所述输出模块输出所述第三交流电。

可选的，所述第二发电模块为沼气发电模块，所述沼气发电模块包括：沼气池和与所述沼气池连接的沼气发电机，所述控制器具体用于：

当所述沼气池的温度处于预定范围时，控制所述沼气发电机获取所述沼气池产生的沼气并利用所述沼气产生所述第二交流电。

可选的，所述发电装置还包括第一热传输通道，所述第一热传输通道的一端与所述第一发电模块连接，与所述一端相对的另一端与所述沼气池连接，所述控制器具体用于：

控制所述第一发电模块在产生所述第一交流电的过程中产生的第一热量通过所述第一热传输通道输入到所述沼气池中，以维持所述沼气池的温度处于所述预定范围。

可选的，所述发电装置还包括第二热传输通道，所述第二热传输通道的一端与所述沼气发电机连接，与所述一端相对的另一端与所述沼气池连接，所述控制器还用于：

控制所述沼气发电机在产生所述第二交流电的过程中产生的第二热量通过所述第二热传输通道输入到所述沼气池中，以维持所述沼气池的温度处于所述预定范围。

可选的，所述第一热传输通道上包括第一开关，所述控制器具体用于：

控制所述第一开关处于打开状态；使得所述第一发电模块和所述沼气池之间处于连通状态；

控制所述第一热量通过所述第一热传输通道输入到所述沼气池中，以维持所述沼气池的温度处于所述预定范围。

可选的，所述第二热传输通道上包括第二开关，所述控制器具体用于：

控制所述第二开关处于打开状态；使得所述沼气发电机和所述沼气池之间处于连通状态；

控制所述第二热量通过所述第二热传输通道输入到所述沼气池中，以维持所述沼气池的温度处于所述预定范围。

可选的，所述预定类型为电压、电流、功率、频率、相位和相序中的一个或任意组合。

本发明实施例中的技术方案具有如下有益效果：

在本发明实施例的技术方案中，当第一发电模块产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，控制第二发电模块产生第二交流电；然后控制发电装置的输出模块对第一交流电和第二交流电进行处理以获得第三交流电，使得所述第三交流电的预设类型的第二参数值满足所述预设条件；之后控制输出模块输出第三交流电。通过这样的方式，当第一发电模块由于受到环境的影响而产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，可以通过第二发电模块发电来进行补充，最终使得发电装置产生的第三交流电的预设类型的第二参数值满足预设条件。解决了现有技术中单一类型的发电装置不能作为稳定的大电网发电电源的技术问题。

附图说明

图1为本发明一实施例中的一种发电装置的结构图；

图2为本发明一实施例中的一种发电方法的流程图；

图3为本发明一实施例中的一种发电装置的结构图；

图4为本发明一实施例中的一种发电装置的结构图；

图5为本发明一实施例中的一种发电装置的结构图。

具体实施方式

本发明提供一种发电方法及发电装置，用以解决现有技术中太阳能光伏发电不能作为稳定的大电网发电电源的技术问题。

假设第一发电模块是太阳能光伏发电模块，太阳能光伏发电模块可以连接到国家电网，即将太阳能光伏发电作为大电网即国家电网的发电电源。

但是为了保证居民能够用到稳定的交流电，国家电网规定作为大电网即国家电网的发电电源必须向大电网输出与大电网同相序、同电压、同频率、同相位等的正弦交流电，例如大陆地区并网电压为220V、频率为50HZ等。由于单一类型的发电装置例如太阳能光伏发电容易受光照、天气的影响，输出的电流或电压等参数具有一定的波动性和间歇性，所以如果单一类型的发电装置单独通过并网点连接到国家电网的话，会造成并网发电具有波动性，从而影响居民用电。

为了解决上述问题，本发明实施例中的技术方案总体思路如下：

在本发明实施例的技术方案中，当第一发电模块产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，控制第二发电模块产生第二交流电；然后控制发电装置的输出模块对第一交流电和第二交流电进行处理以获得第三交流电，使得所述第三交流电的预设类型的第二参数值满足所述预设条件；之后控制输出模块输出第三交流电。通过这样的方式，当第一发电模块由于受到环境的影响而产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，可以通过第二发电模块发电来进行补充，最终使得发电装置产生的第三交流电的预设类型的第二参数值满足预设条件。解决了现有技术中单一类型的发电装置不能作为稳定的大电网发电电源的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

请参考图1所示，为本发明一实施例提供的一种发电装置的结构图。由图1可以看出，该发电装置可以包括：控制器1、第一发电模块2、第二发电模块3和输出模块4。其中，第一发电模块2的发电原理可以与第二发电模块3的发电原理不同，输出模块4用于输出交流电。

可选的，控制器1可以是通用的中央处理器(CPU)或特定应用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)，可以是一个或多个用于控制程序执行的集成电路，可以是使用现场可编程门阵列(英文：Field Programmable Gate Array，简称：FPGA)开发的硬件电路，可以是基带处理器。

为了更好的理解本方案，请同时参考图1和图2所示，图2为本发明实施例提供的一种发电方法的流程图。该发电方法应用于上述发电装置或者类似的发电系统中，由图中2可以看出，该方法包括：

步骤101：在第一发电模块2产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，控制第二发电模块3产生第二交流电，其中，所述预设条件为大电网交流电的所述预设类型的参数值范围。

步骤102：控制发电装置的输出模块4对第一交流电和第二交流电进行处理以得到第三交流电，所述第三交流电的第一参数值满足预设条件。

步骤103：控制输出模块4输出第三交流电。

可选的，第一发电模块2或第二发电模块3可以是光伏发电模块、沼气发电模块、风力发电模块、潮汐发电模块等发电模块中的一种，第二发电模块3与第一发电模块2可以相同也可以不同。例如第一发电模块2可以是光伏发电，第二发电模块3可以是沼气发电模块，这里具体沼气发电模块和光伏发电模块哪个是第一发电模块2，哪个是第二发电模块3本发明不作具体的限定。当然第一发电模块2和第二发电模块3可以都是光伏发电模块或者都是沼气发电模块等。

可选的，上述预设类型可以是表征第一交流电的物理参量，例如电压、电流、功率、频率、相位和相序等。当预设类型不同时，预设条件也不相同。例如如果预设类型是电压，那么第一参数值可以是电压值，预设条件可以是国家电网规定的交流电的电压对应的电压值例如220V。如果预设类型是频率，那么第一参数值可以是频率值，预设条件可以是国家电网规定的交流电的频率对应的频率值例如50Hz。当然预设条件也可以不是国家电网规定的不同预设类型下的不同的参数值或者范围，而是根据本领域技术人员根据实际需求确定的值。

对应于上述不同的预设类型，输出模块4也可以是不同的设备，例如，如果上述预设类型是电压，那么输出模块4可以是变压器。如果上述预设类型是功率，那么输出模块4可以是功率放大器。不同的预设类型可以选择与其对应的不同的输出模块4。

需要说明的是，单一类型的发电装置例如光伏发电模块、沼气发电模块、风力发电模块、潮汐发电模块等发电模块中的任一种都会受到外界环境的影响而出现产生交流电的不稳定性。

举例来说，以第一发电模块2是光伏发电模块为例，光伏发电模块对天气的变化比较敏感，例如阴天或者大雾的情况下，太阳光比较弱时，光伏发电模块发电的电压值或者电流值就可能不满足预设条件。因此如果单纯的将光伏发电模块通过标准接口与大电网即国家电网相连时，输出的电压值或者电流值具有一定的波动性和间歇性，造成并网点的电压值或者电流值不稳定。

对于其它的发电模块来说，只是发电的原理不同，仍然存在输出的交流电不稳定的问题，例如风力发电模块在风力交强和风力较弱时发电的电流值或者电压值不同，也会造成发电不稳定的问题。

遇到上述情况可以采用本发明实施例第一方面提供的发电方法，即步骤101：在第一发电模块2产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，控制第二发电模块3产生第二交流电。

举例来说，请参考图3所示，为本发明实施例提供的一种发电装置的结构图。图中以第一发电模块2是光伏发电模块20，第二发电模块3是沼气发电模块30为例，其中，预设类型可以是电压，那么输出模块4就是变压器40。当光照不足时，假设光伏发电模块20发电的电压为30V，那么所述电压不满足预设条件，即不满足国家电网的电压为220V的规定。这时候控制器1可以控制沼气发电模块30产生第二交流电。

再例如，如果预设类型是频率，当光照不足时，假设光伏发电模块20产生的交流电的功率是20Hz，那么该频率是不满足预设条件的，即不满足国家电网规定的50Hz的频率。这时候可以控制器1可以控制沼气发电模块30产生第二交流电。

之后开始执行步骤102，即控制器1控制发电装置的输出模块4对第一交流电和第二交流电进行处理以获得第三交流电，第三交流电的预设类型的第二参数值满足所述预设条件。

举例来说，请继续参考图3所示，当沼气发电模块30产生第二交流电后，假设沼气发电模块30产生第二交流电的电压值为20V，控制器1可以控制变压器40对第一交流电和第二交流电进行处理，并获得第三交流电，使得第三交流电的电压值为220V，即第三交流电的电压值满足国家电网规定的条件。

之后执行步骤103，即控制器1控制输出模块4输出第三交流电。

可选的，输出模块4可以通过标准接口即并网点与大电网连接，通过输出模块4输出的第三交流电的预设类型的的第二参数值是符合条件的，所以该发电装置可以提供稳定的交流电。

由以上描述可以看出，当光伏发电模块20产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，可以控制沼气发电模块30产生第二交流电，使得发电装置最终输出的第三交流电的所述预设类型的第二参数值满足预设条件。可见，当光伏发电模块20产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，沼气发电模块30起到了补充第二交流电的作用，下面介绍沼气发电模块30产生第二交流电的过程。

请参考图4所示，为本发明一实施例提供的一种发电装置的结构图。图4中仍然以第一发电模块2是光伏发电模块20，第二发电模块3是沼气发电模块30为例。由图4可以看出，沼气发电模块30包括沼气池31和与沼气池连接的沼气发电机32，当沼气池31的温度处于预定范围时，控制沼气发电机32获取沼气池31产生的沼气并利用所述沼气产生所述第二交流电。

需要说明的是，沼气发电采用的是内燃机或燃气轮机来发电，发电效率可高达30～40％，且建设成本也相对较低，但沼气池31只在合适的温度例如22～55℃才正常工作。这是由于沼气池31产生沼气即甲烷是利用有机废物发酵产生的，如果温度不在正常的温度范围内，有机废物无法发酵所以沼气池31也就无法产生沼气。因此只有当沼气池31的温度处于预定范围时，才能使得沼气池31能够正常工作。

可选的，请继续参考图4所示，为了使得沼气池31的温度处于预定范围内，第一种可能的方式是控制第一发电模块2即图4中的光伏发电模块20在产生第一交流电的过程中产生的第一热量输入到沼气池31中，以维持沼气池31的温度处于所述预定范围。

由于第一发电模块2例如是光伏发电模块20在发电过程中不可避免的会产生一定的余热，为了不浪费资源，可以将这些余热回收并提供给沼气池31用来使沼气池31增温。具体的实现方式可以是在第一发电模块2和沼气池31之间设置第一热传输通道，并且在第一热传输通道上设置第一开关，首先控制第一开关处于打开状态；使得第一发电模块2和沼气池31之间处于连通状态，然后控制第一热量通过第一热传输通道输入到沼气池31中，以维持沼气池31的温度处于预定范围。

第二种可能的实现方式可以是，控制器1控制沼气发电机32在产生第二交流电的过程中产生的第二热量输入到沼气池31中，以维持沼气池31的温度处于预定范围。由于沼气发电机32一般是内燃机或燃气轮机等，在发电过程中不可避免的会产生一定的余热，为了使得这些余热不浪费，可以将这部分余热回收并提供给沼气池31。具体的实现方式可以是，在沼气发电机32和沼气池31之间设置第二热传输通道，并且在第二热传输通道上设置第二开关，首先控制第二开关处于打开状态；使得沼气发电机32和沼气池31之间处于连通状态，然后控制第二热量通过第二热传输通道输入到沼气池31中，以维持沼气池31的温度处于预定范围。

可选的，请参考图5所示，为本发明一实施例提供的一种发电装置的结构图。为了能够控制沼气发电机32从沼气池31中获取沼气的量，可以设置一储气装置33。从图5可以看出储气装置33分别与沼气池31和沼气发电机32连接。储气装置33从沼气池31中获取沼气，并将沼气存储起来，然后沼气发电机32可以从储气装置33中获取沼气并利用所述沼气发电。可以在储气装置33和沼气发电机32之间设置通气阀331，根据需要产生的交流电的量来控制沼气发电机32从储气装置33中获取沼气的量。

举例来说，光伏发电模块20产生了功率为500W的交流电，需要该发电装置提供的交流电的功率为1000W，那么可以控制沼气发电机32从储气装置33中获取一定的量的沼气并利用所述沼气产生功率为500W的交流电。如果需要该发电装置提供的交流电的功率为1200W，那么可以控制沼气发电机32从储气装置33中获取另外一定量的沼气并利用所述沼气产生功率为700W的交流电。这里只是举例来说明，具体的量本领域技术人员可以根据实际情况而定。

当然沼气发电机32在发电过程除了产生余热还会产生一定量的气体例如二氧化碳，可以将产生的二氧化碳提供给植物进行光合作用。请继续参考图5所示，由于沼气的主要含量是甲烷，而沼气发电机在发电过程中会将甲烷点燃，在甲烷点燃之后会产生大量的二氧化碳，为了使得这部分二氧化碳不浪费，可以将这部分二氧化碳提供给植物，植物进行光合作用之后，会得到植物的尸体例如秸秆等，或者是获取动物食用植物之后产生的粪便等。而秸秆和粪便等有机废物是沼气池31发酵的原料，即沼气池31从秸秆、粪便等有机废物中得到了热量。同时，沼气池31产生的肥料还可以作为植物的养料。通过这样的方式，可以实现粪便、秸秆等有机废物被纳入发电循环圈，实现了农业生态良性循环。

当然，光伏发电模块20由于其自身受环境的影响比较大，不能单独的作为稳定的大电网的发电电源。同样的，沼气发电模块30自设也有局限性，即沼气池31需要在合适的温度才能正常的工作，所以沼气发电同样也不能单独的作为稳定的大电网的发电电源。但是当光伏发电模块20与沼气发电模块30结合时，可以产生稳定的交流电。

由以上的描述可知，在本发明实施例的技术方案中，当第一发电模块2产生的第一交流电的预设类型的第一参数值不满足预设条件时，控制第二发电模块3产生第二交流电，第二发电模块3可以用来补充第一发电模块2的不足，最终实现整个发电装置可以输出稳定的交流电。通过第一发电模块2和第二发电模块3结合的方式，实现了第一发电模块2可以和第二发电模块3的互补，解决了现有技术单一类型的发电模块不能单独作为稳定的大电网发电电源的技术问题。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。