一种分布式能源热电联产控制系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种分布式能源热电联产控制系统和方法，该系统包括：第一控制单元，用于采集能源用户的蒸汽管网的蒸汽压力，并对该蒸汽压力进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据控制分量分别对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制；第二控制单元，用于采集蒸汽设备的能源数据，并对该能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制；通过该实施例方案，实现了根据负荷变化协调各个机组运行模式，保证了系统适应不同工况要求，安全、稳定、高效运行。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式能源热电联产控制系统和方法
本专利技术实施例涉及供热技术，尤指一种分布式能源热电联产控制系统和方法。
技术介绍
热电联产(CHP)是从同一燃料中产生热与电。CHP有很多形式，涉及诸多技术，但是总体上都是基于发电与热回收的整合系统。通过从电力生产中输出热，应用于加热或工业，CHP厂通常可使75-80％的化石燃料转化为有效能量，最现代化的CHP厂的效率达到90％以上。作为分布式能源系统中的重要动力装置，以天然气为燃料的燃气轮机热电联产技术近年来发展迅速，该系统不仅产出电能，还将发电后低品味的余热用来供热，大大提高了能源利用率，具有良好的社会效益、节能效益和环境效益。燃气轮机热电联产系统既可以单独使用，为区域同时提供热、电两种能量；更可作为分布式电源的一种，以一个子系统的身份和其它的分布式电源一起在分布式能源系统中发挥作用。对于热电联产，要解决的最关键问题就是尽可能满足用户在不同时段对热电的需求变化，也就是要合理解决联产系统热电产出比和用户对热电的需求比之间的矛盾，以使联产系统达到最佳的一次能源利用效率，尤其是存在多个分布式电源的能源系统中，需要协调各个机组的运行模式，还要考虑供热的滞后性以及负荷变化所带来的不利影响。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种分布式能源热电联产控制系统，能够根据负荷变化协调各个机组运行模式，保证系统适应不同工况要求，安全、稳定、高效运行。为了达到本专利技术实施例目的，本专利技术实施例提供了一种分布式能源热电联产控制系统，该系统包括：第一控制单元和第二控制单元；第一控制单元，用于采集能源用户的蒸汽管网的蒸汽压力，并对蒸汽压力进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据控制分量分别对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制；第二控制单元，用于采集蒸汽设备的能源数据，并对该能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制；其中，蒸汽管网用于向能源用户提供蒸汽能源；蒸汽锅炉用于通过燃气产生蒸汽能源；发电机组用于通过燃气进行发电；蓄热装置用于在蒸汽锅炉和余热蒸汽锅炉产生的蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。可选地，第一控制单元包括：依次相连的第一采集模块、第一处理模块和第一控制模块；第一采集模块，用于采集蒸汽管网的蒸汽压力；第一处理模块，用于根据蒸汽管网的蒸汽压力计算蒸汽锅炉的控制分量和蓄热装置的控制分量；第一控制模块，用于分别根据蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制。可选地，第一处理模块包括：蒸汽管网压力控制器，用于计算蒸汽管网蒸汽压力的反馈控制分量；第一分程控制器，用于根据蒸汽压力的反馈控制分量获取蒸汽锅炉的控制分量；第二分程控制器，用于根据蒸汽压力的反馈控制分量获取蓄热装置的控制分量。可选地，第一控制模块包括：第一控制器，与第一分程控制器相连，用于根据蒸汽锅炉的控制分量以及反馈获得的蒸汽锅炉产生的蒸汽流量对蒸汽锅炉实施控制；第二控制器，与第二分程控制器相连，用于根据蓄热装置的控制分量以及反馈获得的蓄热装置的蓄热蒸汽流量对蓄热装置实施控制。可选地，第二控制单元包括：依次相连的第二采集模块和第二处理模块；第二采集模块，用于采集蒸汽设备的能源数据；蒸汽设备包括：余热蒸汽锅炉、蒸汽锅炉和蓄热装置；其中，余热蒸汽锅炉用于根据发电机组产生的烟气产生蒸汽能量；第二处理模块，用于根据采集的能源数据计算发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制。可选地，该能源数据包括：余热锅炉蒸汽流量、蒸汽锅炉产生的蒸汽流量以及蓄热装置的蓄热蒸汽流量。可选地，第二处理模块包括：第二计算器，用于根据余热锅炉蒸汽流量、蒸汽锅炉产生的蒸汽流量、蓄热装置的蓄热蒸汽流量计算输出的总蒸汽流量；第三计算器，用于根据输出的总蒸汽流量以及预设的第二算法进行第二控制量计算；信号选择器，用于根据计算出的第二控制量、信号选择器的反馈信号以及开关量信号获取发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制。本专利技术实施例还提供了一种分布式能源热电联产控制方法，该方法包括：采集能源用户的蒸汽管网的蒸汽压力，并对蒸汽压力进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据该控制分量分别对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制；以及，采集蒸汽设备的能源数据，并对该能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制；其中，蒸汽管网用于向能源用户提供蒸汽能源；蒸汽锅炉用于通过燃气产生蒸汽能源；发电机组用于通过燃气进行发电；蓄热装置用于在蒸汽锅炉和余热蒸汽锅炉产生的蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。可选地，蒸汽设备包括：余热蒸汽锅炉、蒸汽锅炉和蓄热装置；其中，余热蒸汽锅炉用于根据发电机组产生的烟气产生蒸汽能量；能源数据包括：余热锅炉蒸汽流量、蒸汽锅炉产生的蒸汽流量以及蓄热装置的蓄热蒸汽流量。可选地，对蒸汽压力进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量包括：计算蒸汽管网的蒸汽压力的反馈控制分量；根据蒸汽压力的反馈控制分量获取蒸汽锅炉的控制分量和蓄热装置的控制分量；对能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量包括：根据余热锅炉蒸汽流量、蒸汽锅炉产生的蒸汽流量、蓄热装置的蓄热蒸汽流量计算输出的总蒸汽流量；根据输出的总蒸汽流量以及预设的第二算法进行第二控制量计算；根据计算出的第二控制量、信号选择器的反馈信号以及开关量信号获取发电机组的控制量。本专利技术实施例包括：第一控制单元，用于采集能源用户的蒸汽管网的蒸汽压力，并根据该蒸汽压力进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据控制分量分别对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制；第二控制单元，用于采集蒸汽设备的能源数据，并对该能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制；其中，蒸汽管网用于向能源用户提供蒸汽能源；蒸汽锅炉用于通过燃气产生蒸汽能源；发电机组用于通过燃气进行发电；蓄热装置用于在蒸汽锅炉和余热蒸汽锅炉产生的蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。通过该实施例方案，实现了根据负荷变化协调各个机组运行模式，保证了系统能够适应不同工况要求，安全、稳定、高效运行。本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例而了解。本专利技术实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术实施例的技术方案，并不构成对本专利技术实施例技术方案的限制。图1为本专利技术实施例的分布式能源热电联产控制系统简单结构示意图；图2为本专利技术实施例的蒸汽能源供应系统示意图；图3为本专利技术实施例的第一控制单元结构示意图；图4为本专利技术实施例的第二控制单元结构示意图；图5为本专利技术实施例的分布式能源热电联产控制系统详细结构示意图示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式能源热电联产控制系统，其特征在于，所述系统包括：第一控制单元和第二控制单元；所述第一控制单元，用于采集能源用户的蒸汽管网的蒸汽压力，并对所述蒸汽压力进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据所述控制分量分别对所述蒸汽锅炉和所述蓄热装置进行控制；所述第二控制单元，用于采集蒸汽设备的能源数据，并对所述能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据所述发电机组的控制量对所述发电机组进行控制；其中，所述蒸汽管网用于向所述能源用户提供蒸汽能源；所述蒸汽锅炉用于通过燃气产生所述蒸汽能源；所述发电机组用于通过燃气进行发电；所述蓄热装置用于在所述蒸汽锅炉和所述余热蒸汽锅炉产生的所述蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。

【技术特征摘要】
1.一种分布式能源热电联产控制系统，其特征在于，所述系统包括：第一控制单元和第二控制单元；所述第一控制单元，用于采集能源用户的蒸汽管网的蒸汽压力，并对所述蒸汽压力进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据所述控制分量分别对所述蒸汽锅炉和所述蓄热装置进行控制；所述第二控制单元，用于采集蒸汽设备的能源数据，并对所述能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据所述发电机组的控制量对所述发电机组进行控制；其中，所述蒸汽管网用于向所述能源用户提供蒸汽能源；所述蒸汽锅炉用于通过燃气产生所述蒸汽能源；所述发电机组用于通过燃气进行发电；所述蓄热装置用于在所述蒸汽锅炉和所述余热蒸汽锅炉产生的所述蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。2.根据权利要求1所述的分布式能源热电联产控制系统，其特征在于，所述第一控制单元包括：依次相连的第一采集模块、第一处理模块和第一控制模块；所述第一采集模块，用于采集所述蒸汽管网的蒸汽压力；所述第一处理模块，用于根据所述蒸汽管网的蒸汽压力计算所述蒸汽锅炉的控制分量和所述蓄热装置的控制分量；所述第一控制模块，用于分别根据所述蒸汽锅炉和所述蓄热装置的控制分量对所述蒸汽锅炉和所述蓄热装置进行控制。3.根据权利要求2所述的分布式能源热电联产控制系统，其特征在于，所述第一处理模块包括：蒸汽管网压力控制器，用于计算所述蒸汽管网蒸汽压力的反馈控制分量；第一分程控制器，用于根据所述蒸汽压力的反馈控制分量获取所述蒸汽锅炉的控制分量；第二分程控制器，用于根据所述蒸汽压力的反馈控制分量获取所述蓄热装置的控制分量。4.根据权利要求3所述的分布式能源热电联产控制系统，其特征在于，所述第一控制模块包括：第一控制器，与所述第一分程控制器相连，用于根据所述蒸汽锅炉的控制分量以及反馈获得的所述蒸汽锅炉产生的蒸汽流量对所述蒸汽锅炉实施控制；第二控制器，与所述第二分程控制器相连，用于根据所述蓄热装置的控制分量以及反馈获得的所述蓄热装置的蓄热蒸汽流量对所述蓄热装置实施控制。5.根据权利要求1所述的分布式能源热电联产控制系统，其特征在于，所述第二控制单元包括：依次相连的第二采集模块和第二处理模块；所述第二采集模块，用于采集所述蒸汽设备的能源数据；所述蒸汽设备包括：余热蒸汽锅炉、所述蒸汽锅炉和所述蓄热装置；其中，所述余热蒸汽锅炉用于根据所述发电机组产生的烟气产生所述蒸汽能量；所述第二处理模块，用于根据采集的所述能源数据计算所述发电机组的控制量，并根...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄强国，李彬，王志明，王玉亮，
申请(专利权)人：新智能源系统控制有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11