多类型发电管理策略制造技术

多类型发电管理策略，首先通过风机自带的测风仪测量当时的实际风速，根据实际风速可以判断风机能否运行以及运行的情况；风速的切入风速为3m/s，当测风仪测量的风速大于3m/s的时候，可以判断风机达到工作的条件，此时风机带动空气压缩机工作；当测风仪测量到实时风速一直保持在比较高的水平的时候，就可以判断风机工作良好，空气压缩机工作良好，空气储存罐中配有压力计；通过风能‑太阳能‑压缩空气‑柴油联合发电系统的有序结合，提供了一种不受风力间歇性影响、不受天气影响、提高能源利用效率、减少化石燃料的利用，减少环境污染，可以最大程度减少燃油消耗，实现节能减排的一种多类型发电管理策略。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电管理
，尤其是一种多类型发电管理策略。
技术介绍
为了提高传统风能-柴油联合发电系统中风电穿透率，缓解“弃风”现象，减少发电系统投资成本，降低柴油消耗，提升供电品质，同时避免蓄电池储能系统价格昂贵且存在二次污染的缺陷，可以将压缩空气储能和传统风能、太阳能和柴油联合发电系统集成起来，形成风能-太阳能-压缩空气-柴油联合发电系统，将风能转化为压缩空气势能，再将压缩空气势能重新、可控地转化为机械能或者电能输出，这种思路得到了国内外众多研究学者的重视，已经成为解决孤立地区用电需求的重要方案之一；风能-太阳能-压缩空气-柴油联合发电系统工作过程可以分为储能过程和发电过程。储能过程即为风能转化为压缩空气势能并储存。发电过程为压缩空气势能和柴油化学能以及太阳能转化为电能。若要提高联合发电系统能量转化效率，就必须对其储能过程和发电过程进行深入研究。而在此过程中，多类型发电管理策略至关重要。本专利技术就是为了解决以上问题而进行的改进。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种不受风力间歇性影响、不受天气影响、提高能源利用效率、减少化石燃料的利用，减少环境污染的多类型发电管理策略。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：多类型发电管理策略，首先通过风机自带的测风仪测量当时的实际风速，根据实际风速可以判断风机能否运行以及运行的情况；风速的切入风速为3m/s，当测风仪测量的风速大于3m/s的时候，可以判断风机达到工作的条件，此时风机带动空气压缩机工作，先将风能转化为机械能，再将机械能转化为空气势能；当测风仪测量到实时风速一直保持在3m/s到25m/s范围内的时候，就可以判断风机工作良好，空气压缩机工作良好，此时空气储存罐中空气存储量越来越大，空气储存罐中配有压力计，利用压力计显示的压力时计算空气储存罐中的空气储存量；所述该策略在计算出空气储存量后，还需要检测用户用电需求：当用户有用电需求后，首先判断天气情况，若天气为多云或者晴天时，则只使用太阳能供电；若天气为阴天或者雨水天气，则判定储气罐内气体的压力：当压力计显示的压力值小于0.5MPa时，则采用纯柴油机工作发电，而压缩空气发电机不工作；当压力计显示的压力值大于0.5MPa时，则采用压缩空气发电机发电，在这种条件下，如果压缩空气发电机的发电量满足用户用电需求，则采用纯压缩空气发电机工作供电，但是若压缩空气发电机的发电量无法满足用户用电需求，那么就采用混合动力供电，所述混合动力供电为柴油机工作发电配合压缩空气发电机工作发电；进一步的，所述测风仪利用风速传感器测量风速；具体的，所述判定外界天气情况利用照度传感器判定天气状况；其中，所述压缩空气发电机为活塞式气动发电机。工作原理为：风能-太阳能-压缩空气-柴油联合发电系统压缩空气发动机输出功率和柴油机输出功率分配取决于系统能量管理策略。在保证负载用电负荷的前提下，优先考虑使用压缩空气发电，以进一步提高风能的利用率。通过比较压缩空气发电量和负载所需电量的差值，来进一步决定柴油机启停和负荷状态。同时在天气多云或者晴朗的条件下，加入太阳能发电，将太阳能发出的直流电经过逆变器逆变成交流电，供负载使用。本专利技术的优点在于：通过风能-太阳能-压缩空气-柴油联合发电系统的有序结合，提供了一种不受风力间歇性影响、不受天气影响、提高能源利用效率、减少化石燃料的利用，减少环境污染，可以最大程度减少燃油消耗，实现节能减排的一种多类型发电管理策略。附图说明图1是本专利技术提出的多类型发电管理策略的流程图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本专利技术。风能-太阳能-压缩空气-柴油联合发电系统能量管理策略具体如下所述：(1)风能-太阳能-压缩空气-柴油联合发电系统通常用于离网型分布式系统，风力机不直接向用电负载提供电能，而是将风能全部转化为压缩空气势能，并储存于储气罐内；(2)当压缩空气发动机单独工作能够满足负载功率需求时，联合发电系统完全采用压缩空气发动机供电，其输出功率通过调节进气压力实现；(3)当压缩空气发动机单独工作不能满足负载功率需求时，联合发电系统启动柴油机补充供电。风力机压缩空气供电-太阳能供电-柴油供电混合动力的总能转化效率高于纯压缩空气发动机效率和纯柴油机效率，此时联合发电系统采用混合动力方式供电。(4)当储气罐内气体压力低于0.5MPa的时候，此时压缩空气发动机输出功率低于零值，联合发电系统仅能采用纯柴油机发电。(5)当系统得知天气状况为多云或者晴天的时候，就加入太阳能供电环节，太阳能板将太阳能转化为电能，此时的电能为直流电，再通过逆变器逆变成交流电，供负载端使用。其中，当储气罐内气体压力大于0.5Mpa的时候，出气阀打开，压缩空气进入气动发电机，常见的气动发电机包括透平式、螺杆式和活塞式等。因为透平式气动发电机膨胀比较小、螺杆式气动发电机加工精度高的限制，本专利技术选用活塞式气动发电机作为压缩空气膨胀设备。活塞式气动发电机主要包括曲柄连接机构、活塞、气缸以及进、排气门等。来自储气罐的压缩空气经过管路进入气动发电机后，逐渐膨胀并推动活塞向下运行，温度和压力逐渐减小，压缩空气携带的压力能转化为机械能输出并驱动发电机旋转发电。膨胀过程结束后，活塞向上运行，将气缸内气体排出。为了避免进入气动发电机的气体压力波动，本专利技术在气动发电机和储气罐之间设置缓冲腔。由于等温膨胀循环指示功高于绝热膨胀循环，而实际过程中，难以在较短时间内向气动发电机提供足够的热量。所以本专利采用分级膨胀、中间再热方式，对每一级膨胀完成的气体进行加热，使膨胀过程趋于等温膨胀。根据热力学理论，两级膨胀过程总指示功如下：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为两级膨胀过程循环总指示功(J)，k为比热比，p1为第一级高压气缸进气口气压(Pa)，p2为第一级高压气缸排气口气压(Pa)，p3为第二级高压气缸进气口气压(Pa)，p4为第二级高压气缸排气口气压(Pa)，V1为第一级高压气缸进气口气体容积(m3)，V3为第二级高压气缸进气口气体容积(m3)。由于在实际工况下，气动发电机工作过程主要存在四个方面的能量损失：进气损失、传热损失、排气损失和摩擦损失，所以只有约43％的压缩空气进气总最终转化为有效输出功。所以实际发电量为：W′＝43％×W上式中，W′为发电量(KWh)，W为气动发电机两级膨胀过程循环总指示功(J)。风能-太阳能-压缩空气-柴油联合发电系统压缩空气发动机输出功率和柴油机输出功率分配取决于系统能量管理策略。在保证负载用电负荷的前提下，优先考虑使用压缩空气发电，以进一步提高风能的利用率。通过比较压缩空气发电量和负载所需电量的差值，来进一步决定柴油机启停和负荷状态。同时在天气多云或者晴朗的条件下，加入太阳能发电，将太阳能发出的直流电经过逆变器逆变成交流电，供负载使用。通过风能-太阳能-压缩空气-柴油联合发电系统的有序结合，提供了一种不受风力间歇性影响、不受天气影响、提高能本文档来自技高网...

【技术保护点】
多类型发电管理策略，其特征在于：首先通过风机自带的测风仪测量当时的实际风速，根据实际风速可以判断风机能否运行以及运行的情况；风速的切入风速为3m/s，当测风仪测量的风速大于3m/s的时候，可以判断风机达到工作的条件，此时风机带动空气压缩机工作，先将风能转化为机械能，再将机械能转化为空气势能；当测风仪测量到实时风速一直保持在3m/s到25m/s范围内的时候，就可以判断风机工作良好，空气压缩机工作良好，此时空气储存罐中空气存储量越来越大，空气储存罐中配有压力计，利用压力计显示的压力计算空气储存罐中的空气储存量；所述该策略在计算出空气储存量后，还需要检测用户用电需求：当用户有用电需求后，首先判断天气情况，若天气为多云或者晴天时，则只使用太阳能供电；若天气为阴天或者雨水天气，则判定储气罐内气体的压力：当压力计显示的压力值小于0.5MPa时，则采用纯柴油机工作发电，而压缩空气发电机不工作；当压力计显示的压力值大于0.5MPa时，则采用压缩空气发电机发电，在这种条件下，如果压缩空气发电机的发电量满足用户用电需求，则采用纯压缩空气发电机工作供电，但是若压缩空气发电机的发电量无法满足用户用电需求，那么就采用混合动力供电，所述混合动力供电为柴油机工作发电配合压缩空气发电机工作发电。...

【技术特征摘要】
1.多类型发电管理策略，其特征在于：首先通过风机自带的测风仪测量当时的实际风速，根据实际风速可以判断风机能否运行以及运行的情况；风速的切入风速为3m/s，当测风仪测量的风速大于3m/s的时候，可以判断风机达到工作的条件，此时风机带动空气压缩机工作，先将风能转化为机械能，再将机械能转化为空气势能；当测风仪测量到实时风速一直保持在3m/s到25m/s范围内的时候，就可以判断风机工作良好，空气压缩机工作良好，此时空气储存罐中空气存储量越来越大，空气储存罐中配有压力计，利用压力计显示的压力计算空气储存罐中的空气储存量；所述该策略在计算出空气储存量后，还需要检测用户用电需求：当用户有用电需求后，首先判断天气情况，若天气为多云或者晴天时，则只使用太阳能供电；若天气为阴天或者雨水天气...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄麒元，朱俊，王致杰，王东伟，王浩清，周泽坤，王鸿，杜彬，吕金都，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31