组合式乏风瓦斯发电系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新能源发电远程管理控制技术领域，涉及一种组合式乏风瓦斯发电系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]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。而国内市场现有的乏风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】
[0003]本发明的目的是提供一种组合式乏风瓦斯发电系统及其控制方法，以提供一种可以综合运用多种能源来调节功率因数的发电系统。
[0004]本发明所采用的技术方案是，组合式乏风瓦斯发电系统，包括连接至母线的负载，以及用于为负载供电的外部电网和乏风瓦斯发电系统，乏风瓦斯发电系统包括若干个瓦斯发电机和用于输送乏风的进气主管道，进气主管道的出气端连通有若干条并列设置的进气支路，每条进气支路上均连接至对应的瓦斯发电机，每个瓦斯发电机的供电端均连接至母线上；
[0005]母线还连接有用于供电的光伏阵列，光伏阵列上设有与中央控制器连接的光伏并网开关；
[0006]外部电网并网处设有检测获取外部电网功率因数的功率表，功率表连接至中央处理器，中央控制器分别连接至乏风瓦斯发电系统和光伏并网开关，中央控制器用于接收功率表发送来的功率因数，并根据接收到的功率因数来调控乏风瓦斯发电系统的进气量和光伏阵列的接入与否。
[0007]进一步的，进气主管道的进气端口处设置有阀门A和阀门控制器A，阀门控制器B连接至中央控制器，阀门控制器用于接收中央控制器传输的控制指令来控制进气主管道的进气量。
[0008]进一步的，每条进气支路的进气端口处均对应设置有阀门和阀门控制器，每个阀门控制器均用于接收中央控制器传输的控制指令来控制对应进气支路的进气量。
[0009]进一步的，乏风瓦斯发电系统还连接有用于为乏风瓦斯发电系统提供备用乏风的蓄气系统，蓄气系统包括与进气主管道连通的蓄气装置，蓄气装置的进气端设置有阀门B和阀门控制器B。
[0010]进一步的，蓄气装置分别连接有气体储存控制系统和气体排放控制系统并与蓄气装置组成连通的回路，气体储存控制系统和气体排放控制系统均连接至用于控制其工作状态的中央控制器。
[0011]本发明所采用的第二种技术方案是，一种组合式乏风瓦斯发电系统的控制方法，其特征在于，将外部电网和乏风瓦斯发电系统分别连接至母线并为负载供电，母线还连接有用于提供光伏发电系统，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、乏风瓦斯发电系统的进气量、光伏发电系统的接入与否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；
[0012]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，则通过增加乏风瓦斯发电系统的进气量和/或将光伏系统与母线连接的方式来降低功率因数；如果功率因数低于死区上限值，则通过减小乏风瓦斯发电系统和/或断开光伏供电系统与母线连接的方式来提高功率因数；如果功率因数位于死区上限值和下限值之间，则维持组合式乏风瓦斯发电系统当前的工作状态；
[0013]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。
[0014]进一步的，中央控制器的控制方法具体为:
[0015]如果功率表采集的外部电网的功率因数高于死区下限值，维持乏风瓦斯发电系统当前的进气量。
[0016]进一步的，中央控制器的控制方法具体为:
[0017]如果功率表采集的外部电网的功率因数低于死区下限值，且乏风瓦斯发电系统的乏风进气管道进气有异常，则由中央处理器下达阀门控制器A关闭阀门A的操作指令，再判断光伏阵列的投入情况:
[0018]2.1)如果光伏阵列已经投入，则由中央处理器下达光伏并网开关断开的指令；
[0019]2.2)如果光伏阵列没有投入，且蓄气装置的容量已空，则关闭气体储存控制系统与气体排放控制系统，中央控制器再下达阀门控制器B关闭阀门B的操作指令，并将瓦斯发电机组全体待机；
[0020]2.3)如果光伏阵列没有投入，且蓄气装置的容量未空，则中央控制器下达阀门控制器B完全打开阀门B的操作指令，然后关闭气体储存控制系统，打开气体排放控制系统进行乏风瓦斯气体的排放。
[0021]进一步的，中央控制器的控制方法具体为:
[0022]如果功率表采集的外部电网的功率因数低于死区下限值，且乏风瓦斯发电系统的乏风进气管道进气正常，则由中央处理器判断阀门A的打开状态:
[0023]3.1)如果阀门A没有完全打开，中央控制器下达阀门控制器A完全打开阀门A的操作指令；
[0024]3.2)如果阀门A已完全打开，且光伏阵列已经投入，则中央控制器下达光伏并网开关断开的指令；
[0025]3.3)如果阀门A已完全打开，且光伏阵列没有投入，则判断蓄气装置的容量:
[0026]如果蓄气装置容量未满，则中央控制器下达阀门控制器B完全打开阀门B的操作指令，并关闭气体排放控制系统，打开气体储存控制系统进行乏风气体存储；
[0027]如果蓄气装置容量已满，则关闭气体储存控制系统与气体排放控制系统，中央控制器再下达阀门控制器B关闭阀门B的操作指令，并判断所有阀门当前进气量状态:若各个阀门的当前状态均为允许最小进气量，则所有瓦斯发电机全体待机，若各个阀门的当前状态均大于允许最小进气量，则对阀门控制器依次下达减少进气量的操作指令，各自的进气减量为当前进气量的1/n，其中η为阀门的总数。
[0028]本发明的有益效果是，
[0029]1.通过中央处理器，可以综合外部电网的功率因数信息，以及光伏发电系统和乏风瓦斯发电系统的工作状态，对整体系统进行统一协调，进而使得功率因数达到需要的数值；
[0030]2.在乏风瓦斯发电系统内部设置多组瓦斯发电机，并在每组瓦斯发电机上设置有对应的阀门和阀门控制器，通过中央控制器来分别调控每组瓦斯发电机的发电功率，使得系统的调控更加精细；
[0031]3.设置蓄气装置与进气主管道相连接，在乏风瓦斯发电系统进气充足时储存能量，在乏风瓦斯发电系统进气不足时，有中央控制器启动蓄气装置，节省了能源，并维持系统的正常运转，增强了系统的应急能力，同时蓄气装置7设置在进气主管道上，便于统一调配管理蓄气装置的使用。
【附图说明】
[0032]图1是本发明组合式乏风瓦斯发电系统结构示意图；
[0033]图2是本发明组合式乏风瓦斯发电系统的中央控制器的判断方法流程图。
[0034]图中，1.负载，2.功率表，3.中央控制器，4.阀门Α，5.阀门，6.瓦斯发电机，7.蓄气装置，8.气体储存控制系统，9.气体排放控制系统，10.阀门B，11.光伏并网开关，12.光伏阵列，13.阀门控制器Α，14.阀门控制器，15.母线，16.阀门控制器Β，17.进气主管道，18.进气支路。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0036]本发明提供一种组合式乏风瓦斯发电系统，如图1所示，包括连接至母线15的负载1，以及用于为负载I供电的外部电网和乏风瓦斯发电系统，乏风瓦斯发电系统的进气管道还连接有用于为乏风瓦