沼气发电控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种沼气发电控制装置及方法，属于能源控制领域。该沼气发电控制装置包括储气装置、由N个发电机G1,G2,……,GN构成的发电机组，其中N为≥2的自然数，还包括控制器和压力传感器，其中控制器的输出端分别与发电机组中各发电机的输入端相连，由控制器控制所述各发电机的启闭；储气装置的出气口与压力传感器相连，压力传感器用于感测储气装置中沼气的压力；压力传感器的输出端与控制器的输入端相连并且输出沼气的压力信号给控制器，控制器根据压力信号计算得出储气装置中的沼气量。通过本发明专利技术，该装置实现了中小型发电站中发电机供电和市电供电的智能切换，在保证持续供电的前提下降低了能源浪费。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是一种适用于中小型电站的。
技术介绍
目前，在我国农村越来越多地采用沼气作为能量来源，一方面可以解决一部分农村用能问题，另一方面可以有效地解决大中型养殖场的环境污染问题。因此，在我国农村建立起了很多中小型电站，这些中小型电站利用沼气来发电以解决养殖场的一部分用电问题。由于中小型电站往往主要直接针对特定的设备提供电能，不与电网相连接，设备的供电只能采用发电机供电和市电供电中的一种方式。因为在一天中不同时段用电量和沼气产生量有所不同，这就使得采用发电机供电时可能存在发电量过多或者不够用的情况，以致形成新的能源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述存在的问题，提供一种，其在沼气发电量满足用电需求时采用发电机供电，在沼气发电量不能满足用电需求时采用市电供电，从而实现了中小型发电站中发电机供电和市电供电的智能切换，在保证持续供电的前提下降低了能源浪费。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种沼气发电控制装置，包括用于存储沼气的储气装置和由N个发电机G1, G2,……，Gn构成的发电机组，其中N为彡2的自然数，其还包括控制器和压力传感器，其中控制器的输出端分别与发电机组中各发电机的输入端相连， 由控制器控制各发电机的启闭；储气装置的出气口与压力传感器相连，压力传感器用于感测储气装置中沼气的压力； 压力传感器的输出端与控制器的输入端相连并且输出沼气的压力信号给控制器，控制器根据压力信号计算得出储气装置中的沼气量，进而在沼气发电量满足用电需求时控制启动发电机供电，在沼气发电量不能满足用电需求时控制停止发电机，转由市电供电。该装置还包括由电动调节阀V1, V2,……，Vn构成的电动调节阀组，其中储气装置的出气口依次通过电动调节阀组中对应的电动调节阀，分别与发电机组中对应发电机的进气口相连；控制器的输出端与电动调节阀的输入端相连，控制器控制电动调节阀的开度，从而调节提供给发电机的沼气量。控制器选用PLC控制柜。本专利技术还提供了一种沼气发电控制方法，其特征在于按照以下步骤进行(1)设定沼气量的单位为升，电量的单位为度，并且每升沼气能生成η度电能；(2)统计所在地区每天所消耗的燃烧沼气量Q燃烧，沼气池的沼气生产量Qg减去燃烧沼气量Q^k得到每天的发电沼气量Qs4，根据每天的发电沼气量Qs4确定发电机组中发电机4G的个数N，确定发电机G11G2,……,Gn的容量P11P2,……,Pn并且将发动机编号及其容量数值存储于控制器中，其中N为彡2的自然数，发电机组中发电机的容量总和PJP2+……+Pn 等于每天发电沼气量Qs4的发电量Qs4*n，沼气生产量在沼气池建设时已设定好；(3)统计每天各设备使用时段的燃烧沼气量，并且将各设备使用时段的燃烧沼气量(1 数值存储至控制器中；(4)统计每天各设备使用时段的需电量X，并且将各设备使用时段的需电量X度数存储至控制器中；(5)控制器从压力传感器接收到储气装置中沼气的压力信号，进而计算得出储气装置中各设备使用时段的沼气量控制器将一个时段的沼气量减去该时段的燃烧沼气量烧得到该时段的发电沼气量，其中(U、烧和都是变量，在各个时段有所不同；(6)由于每升沼气能生成η度电能，则各设备使用时段发电沼气量的发电量为 %*n，如果在一个时段发电沼气量的发电量不能够满足用电需求，即qs%*n<X时，则控制器控制发电机停止工作，转由市电供电；如果在一个时段发电沼气量的发电量能够满足用电需求，q_*n ^ X时，则控制器控制启动发电机组中的发电机，由发电机供电。所述步骤(6)中发电机组中各发电机的容量相同时，如果在S台发电机满负荷工作后剩余需电量Δ X为Δ χ=χ-(ρ1+ρ2+……+Ps)，而该剩余需电量不足发电机组中一台发电机的容量，控制器则控制启动发电机组中任何一台发电机，并且根据S台发电机满负荷工作后剩余需电量Δ X，控制与该发电机进气口相连的电动调节阀的开度，以调节储气装置提供给该发电机的沼气量，使得该发电机处于非满负荷工作状态，其中S为整数。步骤(6)中发电机组中各发电机的容量不相同时，控制器在发电机组中选取容量总和等于需电量X的发电机组合，并且控制启动该发电机组合。如果所述发电机组中不存在容量总和等于需电量X的发电机组合，即在S台发电机满负荷工作后剩余需电量Δ X为Δ χ=χ-(ρ1+ρ2+……+ps)，而该剩余需电量不足发电机组中任何一台发电机的容量时，控制器则控制启动发电机组中容量与该剩余需电量Δ X最接近的发电机，其中发电机满负荷工作时的发电量即为发电机的容量并且S为整数。另外，如果所述发电机组中不存在容量总和等于需电量X的发电机组合，即在S台发电机满负荷工作后剩余需电量Δ X为Δ X=X- (P^P2+……+Ps)，而该剩余需电量不足发电机组中任何一台发电机的容量时，控制器还可以则随机启动发电机组中的任何一台发电机，并且根据S台发电机满负荷工作后剩余需电量ΔX控制与该发电机进气口相连的电动调节阀的开度，以调节储气装置提供给该发电机的沼气量，使得该发电机处于非满负荷工作状态，其中S为整数。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是1、本专利技术采用了控制器和压力传感器，通过压力传感器提供的压力信号，控制器可以计算得出在各设备使用时段储气装置中的沼气量，该沼气量减去此时段的燃烧沼气量即为可以用于发电的发电沼气量，如果该发电沼气量的发电量能满足用电需求，控制器则控制启动发电机供电，如果发电沼气量得发电量不能满足用电需求，控制器则控制停止发电机， 转由市电供电，从而实现了中小型发电站中发电机供电和市电供电的智能切换，在保证持续供电的前提下降低了能源浪费；2、本专利技术还采用了电动调节阀，在需电量不能同时确保一个或者多个发电机的满负荷工作(即需电量不足一个或多个发电机的发电量)时，控制器可以根据剩余需电量Δ X，控制电动调节阀的开度，进而控制储气装置提供给发电机的沼气量，使得该发电机处于非满负荷工作状态，从而进一步降低了能源浪费。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中图1是本专利技术的一个实施例中该沼气发电控制装置的方框原理图； 图2是本专利技术的另一个实施例中该沼气发电控制装置的方框原理图； 图3是本专利技术中该沼气发电控制方法的流程图。图中标记1为出气口，2为进气口，G1,……，&为发电机，V1,……，Vn为电动调节阀。具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图1所示，该沼气发电控制装置包括用于存储沼气的储气装置、由N个发电机 G1, G2,……，Gn构成的发电机组(其中N为彡2的自然数)、控制器和压力传感器，控制器的输出端分别与发电机组中各发电机的输入端相连，由该控制器控制各发电机的启闭；储气装置的出气口 1与压力传感器相连，该压力传感器用于感测储气装置中沼气的压力；压力传感器的输出端与控制器的输入端连接并且输出沼气的压力信号给该控制器，控制器根据该压力信号可以计算得本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种沼气发电控制装置，包括用于存储沼气的储气装置和由Ｎ个发电机Ｇ１，Ｇ２，……，ＧＮ构成的发电机组，其中Ｎ为≥２的自然数，其特征在于：还包括控制器和压力传感器，其中所述控制器的输出端分别与所述发电机组中各发电机的输入端相连，由所述控制器控制所述各发电机的启闭；所述储气装置的出气口与所述压力传感器相连，所述压力传感器用于感测所述储气装置中沼气的压力；所述压力传感器的输出端与所述控制器的输入端相连并且输出所述沼气的压力信号给所述控制器，所述控制器根据所述压力信号计算得出储气装置中的沼气量，进而在沼气发电量满足用电需求时控制启动发电机供电，在沼气发电量不能满足用电需求时控制停止发电机，转由市电供电。

【技术特征摘要】
1.一种沼气发电控制装置，包括用于存储沼气的储气装置和由N个发电机G1A2，…… ，&构成的发电机组，其中2的自然数，其特征在于还包括控制器和压力传感器，其中所述控制器的输出端分别与所述发电机组中各发电机的输入端相连，由所述控制器控制所述各发电机的启闭；所述储气装置的出气口与所述压力传感器相连，所述压力传感器用于感测所述储气装置中沼气的压力；所述压力传感器的输出端与所述控制器的输入端相连并且输出所述沼气的压力信号给所述控制器，所述控制器根据所述压力信号计算得出储气装置中的沼气量，进而在沼气发电量满足用电需求时控制启动发电机供电，在沼气发电量不能满足用电需求时控制停止发电机，转由市电供电。2.根据权利要求1所述的沼气发电控制装置，其特征在于还包括由电动调节阀 V1, V2,……，Vn构成的电动调节阀组，其中所述储气装置的出气口依次通过所述电动调节阀组中对应的电动调节阀，分别与所述发电机组中对应发电机的进气口相连；所述控制器的输出端与所述电动调节阀的输入端相连，所述控制器根据用电设备的功率控制所述电动调节阀的开度，从而调节提供给发电机的沼气量。3.根据权利要求1所述的沼气发电控制装置，其特征在于所述控制器选用PLC控制柜。4.一种沼气发电控制方法，其特征在于按照以下步骤进行(1)设定沼气量的单位为升，电量的单位为度，并且每升沼气能生成η度电能；(2)统计所在地区每天所消耗的燃烧沼气量Q燃烧，沼气池的沼气生产量减去燃烧沼气量Q^k得到每天的发电沼气量Qs4，根据每天的发电沼气量Qs4确定发电机组中发电机 G的个数N，确定发电机G11G2,……,Gn的容量P11P2,……,Pn并且将发动机编号及其容量数值存储于控制器中，其中N为彡2的自然数，发电机组中发电机的容量总和PJP2+……+Pn 等于每天发电沼气量Qs4的发电量Qs4*n，所述沼气生产量在沼气池建设时已设定好；(3)统计每天各设备使用时段的燃烧沼气量，并且将各设备使用时段的燃烧沼气量(1 数值存储至控制器中；(4)统计每天各设备使用时段的需电量X，并且将各设备使用时段的需电量X度数存储至控制器中；(5)控制器从压力传感器接收到储气装置中沼气的压力信号，进而计算得出储气装置中各设备使用时段的沼气量控制器将一个时...

【专利技术属性】
技术研发人员：高立洪，蒋祖勤，韦秀丽，陈正明，李萍，李平，龙翰威，崔晋波，
申请(专利权)人：重庆市农业科学院，
类型：发明
国别省市：85