公布日：2023.10.20
申請日：2023.06.13
分類號：E03B7/02(2006.01)I;H02J3/46(2006.01)I;E03B7/07(2006.01)I;E03B7/08(2006.01)I;C02F1/00(2023.01)I
摘要
本申請涉及一種基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法及系統(tǒng)，其中，所述基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，通過將一臺光伏逆變器作為主機，獲取主光伏逆變器的電流互感器采集的當(dāng)前并網(wǎng)口功率，結(jié)合當(dāng)前并網(wǎng)口功率和預(yù)設(shè)并網(wǎng)功率上限值基于PI控制器算法計算光伏逆變器輸出功率百分比上限值，再以廣播形式將光伏逆變器輸出功率百分比上限值發(fā)送至各個光伏逆變器，以使各個光伏逆變器以光伏逆變器輸出功率百分比上限值為依據(jù)調(diào)控各個光伏逆變器的輸出功率，可以實現(xiàn)每一臺光伏逆變器的并網(wǎng)功率的控制。此外，再實現(xiàn)每一臺光伏逆變器的并網(wǎng)功率的控制之外，本方法還可以兼顧供水，排污與調(diào)節(jié)用戶管網(wǎng)側(cè)的水壓。
權(quán)利要求書
1.一種基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，其特征在于，所述方法包括：光伏輸出功率控制器向主光伏逆變器發(fā)送功率采集信號，獲取主光伏逆變器的電流互感器采集的當(dāng)前并網(wǎng)口功率；光伏輸出功率控制器獲取預(yù)設(shè)并網(wǎng)功率上限值，基于PI控制器算法計算光伏逆變器輸出功率百分比上限值；光伏輸出功率控制器將光伏逆變器輸出功率百分比上限值以廣播形式發(fā)送至各個光伏逆變器，以使各個光伏逆變器以光伏逆變器輸出功率百分比上限值為依據(jù)調(diào)控各個光伏逆變器的輸出功率；光伏輸出功率控制器控制與并網(wǎng)口電連接的智能控制柜啟動；智能控制柜獲取第一輸水管開啟，控制兩個第二輸水管關(guān)閉；智能控制柜獲取第一輸水管內(nèi)的堵塞傳感器采集的第一傳感數(shù)據(jù)，判斷第一輸水管是否產(chǎn)生堵塞；若第一輸水管產(chǎn)生堵塞，則智能控制柜控制第二輸水管開啟，控制第一輸水管關(guān)閉，控制第一輸水管排污，以將自來水管網(wǎng)的水流引導(dǎo)至出水口的同時對第一輸水管進行排污處理；智能控制柜采集入水側(cè)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)以及用戶側(cè)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)；智能控制柜依據(jù)入水側(cè)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)以及用戶側(cè)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)，控制穩(wěn)壓泵組調(diào)節(jié)用戶管網(wǎng)側(cè)的水壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，其特征在于，所述光伏輸出功率控制器獲取預(yù)設(shè)并網(wǎng)功率上限值，基于PI控制器算法計算光伏逆變器輸出功率百分比上限值，包括：光伏輸出功率控制器依據(jù)公式1計算光伏逆變器輸出功率百分比上限值；Plimit1＝u(n)＝u(n-1)+Kp1×[e(n)-e(n-1)]+Ki1×e(n)公式1；其中，Plimit1為光伏逆變器輸出功率百分比上限值，n為時間節(jié)點的序號，u(n)為當(dāng)前時間節(jié)點光伏輸出功率控制器的PI控制器的輸出值，u(n-1)為上一時間節(jié)點光伏輸出功率控制器的PI控制器的輸出值，E(n)為當(dāng)前時間節(jié)點光伏輸出功率控制器的PI控制器的誤差值，E(n-1)為上一時間節(jié)點光伏輸出功率控制器的PI控制器的誤差值，Kp1為第一預(yù)設(shè)比例參數(shù)，Ki1為第一預(yù)設(shè)積分參數(shù)；其中，當(dāng)前時間節(jié)點光伏輸出功率控制器的PI控制器的誤差值為預(yù)設(shè)并網(wǎng)功率上限值和當(dāng)前并網(wǎng)口功率的差值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，其特征在于，在光伏輸出功率控制器將光伏逆變器輸出功率百分比上限值以廣播形式發(fā)送至各個光伏逆變器之后，各個光伏逆變器依據(jù)公式2計算各個光伏逆變器的輸出功率上限值；Plimit2(m)＝Plimit1×Pmax(m)公式2；其中，Plimit2(m)為各個光伏逆變器的輸出功率上限值，Plimit1為光伏逆變器輸出功率百分比上限值，Pmax(m)為光伏逆變器的最大允許輸出功率值，m為光伏逆變器的id。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，其特征在于，所述各個光伏逆變器以光伏逆變器輸出功率百分比上限值為依據(jù)調(diào)控各個光伏逆變器的輸出功率，包括：每一個光伏逆變器執(zhí)行以下步驟；光伏逆變器依據(jù)公式3計算光伏逆變器的輸出功率目標(biāo)值；P3(m)＝w(n)＝w(n-1)+Kp2×[e(n)-e(n-1)]+Ki2×w(n)公式3；其中，P3為光伏逆變器的輸出功率目標(biāo)值，m為光伏逆變器的id，n為時間節(jié)點的序號，w(n)為當(dāng)前時間節(jié)點光伏逆變器內(nèi)PI控制器的輸出值，w(n-1)為上一時間節(jié)點光伏逆變器內(nèi)PI控制器的輸出值，e(n)為當(dāng)前時間節(jié)點光伏逆變器內(nèi)PI控制器的誤差值，e(n-1)為上一時間節(jié)點光伏逆變器內(nèi)PI控制器的誤差值，Kp2為第二預(yù)設(shè)比例參數(shù)，Ki2為第二預(yù)設(shè)積分參數(shù)；其中，當(dāng)前時間節(jié)點光伏逆變器內(nèi)PI控制器的誤差值為光伏逆變器的輸出功率上限值和當(dāng)前逆變器輸出功率的差值；光伏逆變器調(diào)節(jié)光伏組件的輸出電壓，以使得光伏逆變器的輸出功率達到光伏逆變器的輸出功率目標(biāo)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，其特征在于，在所述智能控制柜獲取第一輸水管內(nèi)的堵塞傳感器采集的第一傳感數(shù)據(jù)，判斷第一輸水管是否產(chǎn)生堵塞之后，所述方法還包括：若第一輸水管未產(chǎn)生堵塞，則智能控制柜控制第一輸水管開啟，兩個第二輸水管關(guān)閉；智能控制柜獲取每一個第二輸水管內(nèi)的堵塞傳感器采集的第二傳感數(shù)據(jù)，判斷是否存在任意一個第二輸水管產(chǎn)生堵塞；若存在任意一個第二水管產(chǎn)生堵塞，則智能控制柜對產(chǎn)生堵塞的第二輸水管進行排污處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，其特征在于，所述若第一輸水管產(chǎn)生堵塞，則智能控制柜控制第二輸水管開啟，控制第一輸水管關(guān)閉，控制第一輸水管排污，以將自來水管網(wǎng)的水流引導(dǎo)至出水口的同時對第一輸水管進行排污處理，包括：若第一輸水管產(chǎn)生堵塞，則智能控制柜獲取每一個第二輸水管內(nèi)的堵塞傳感器采集的第二傳感數(shù)據(jù)，判斷是否存在任意一個第二輸水管未產(chǎn)生堵塞；若所有第二輸水管均未產(chǎn)生堵塞，則智能控制柜控制未產(chǎn)生堵塞的第二輸水管開啟，控制第一輸水管封閉；智能控制柜對第一輸水管進行排污處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，其特征在于，所述智能控制柜對第一輸水管進行排污處理包括：智能控制柜控制排水口開啟，第一輸水管內(nèi)的水流經(jīng)過第一濾網(wǎng)后通過排水口進入到蓄水盒內(nèi)；智能控制柜控制蓄水盒內(nèi)的水流噴射于第一濾網(wǎng)上；智能控制柜控制第一排污口開啟，以使噴淋在第一濾網(wǎng)上的水珠和雜質(zhì)一同從第一排污口排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，其特征在于，所述智能控制柜對產(chǎn)生堵塞的第二輸水管進行排污處理包括：智能控制柜控制產(chǎn)生堵塞的第二輸水管封閉，水流從第一輸水管內(nèi)通過帶動第二推板移動，第一推板撞擊在第二濾網(wǎng)上，第一活動塊從導(dǎo)軌移動至底部再移動至頂部后，第二排污口開啟，以使產(chǎn)生堵塞的第二輸水管內(nèi)的水流和雜質(zhì)一同從第二排污口排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，其特征在于，所述智能控制柜依據(jù)入水側(cè)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)以及用戶側(cè)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)，控制穩(wěn)壓泵組調(diào)節(jié)用戶管網(wǎng)側(cè)的水壓，包括：判斷入水側(cè)壓力傳感器的壓力值是否小于預(yù)設(shè)壓力值；若入水側(cè)壓力傳感器的壓力值小于預(yù)設(shè)壓力值，則控制第n穩(wěn)壓泵變頻啟動并運行，以為用戶官網(wǎng)疊壓供水；n為穩(wěn)壓泵的序號，且n初始值為1；實時監(jiān)測用戶側(cè)壓力傳感器的壓力值是否小于預(yù)設(shè)壓力值；若用戶側(cè)壓力傳感器的壓力值小于預(yù)設(shè)壓力值，則控制第一穩(wěn)壓泵轉(zhuǎn)為工頻，控制第n+1穩(wěn)壓泵變頻啟動并運行，返回實時監(jiān)測用戶側(cè)壓力傳感器的壓力值是否小于預(yù)設(shè)壓力值，直至用戶側(cè)壓力傳感器的壓力值等于預(yù)設(shè)壓力值。
10.一種基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用如權(quán)利要求1-9中任意一項所述的基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，所述基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理系統(tǒng)包括：光伏發(fā)電系統(tǒng)；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括主光伏單元和多個副光伏單元，主光伏單元包括相互連接的主光伏組件和主光伏逆變器；每一個副光伏單元包括相互連接的副光伏組件和副光伏逆變器；并網(wǎng)口，主光伏逆變器的輸出端和每一個副光伏逆變器的輸出端均電連接于所述并網(wǎng)口；市電電網(wǎng)側(cè)，所述并網(wǎng)口和所述市電電網(wǎng)側(cè)電連接；電流互感器，所述電流互感器安裝于所述并網(wǎng)口與所述市電電網(wǎng)側(cè)之間的連接鏈路上；光伏輸出功率控制器，主光伏逆變器和光伏輸出功率控制器電連接，每一個副光伏逆變器均與所述光伏輸出功率控制器電連接；智能控制柜，與所述并網(wǎng)口電連接；自來水管網(wǎng)側(cè)，自來水管網(wǎng)側(cè)設(shè)置有入水側(cè)壓力傳感器；濾水裝置，與自來水管網(wǎng)側(cè)管路連接；濾水裝置包括第一輸水管和兩個第二輸水管，第一輸水管和第二輸水管內(nèi)均設(shè)置有堵塞傳感器；無負壓疊壓穩(wěn)流罐；出水管道，一端連接濾水裝置，另一端連接無負壓疊壓穩(wěn)流罐；用戶管網(wǎng)側(cè)，用戶管網(wǎng)側(cè)設(shè)置有用戶側(cè)壓力傳感器；供水管道，一端連接無負壓疊壓穩(wěn)流罐，另一端連接用戶管網(wǎng)側(cè)；穩(wěn)壓泵組，設(shè)置于供水管道上，所述穩(wěn)壓泵組包括多個穩(wěn)壓泵。
發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對傳統(tǒng)傳統(tǒng)供水系統(tǒng)一般只關(guān)注供水控制，無法做到兼顧無負壓疊壓供水的同時實現(xiàn)每一臺光伏逆變器的并網(wǎng)功率的控制的問題，提供一種基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法。
本申請?zhí)峁┮环N基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法與系統(tǒng)。
一方面，本申請?zhí)峁┮环N基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，包括：
光伏輸出功率控制器向主光伏逆變器發(fā)送功率采集信號，獲取主光伏逆變器的電流互感器采集的當(dāng)前并網(wǎng)口功率；
光伏輸出功率控制器獲取預(yù)設(shè)并網(wǎng)功率上限值，基于PI控制器算法計算光伏逆變器輸出功率百分比上限值；
光伏輸出功率控制器將光伏逆變器輸出功率百分比上限值以廣播形式發(fā)送至各個光伏逆變器，以使各個光伏逆變器以光伏逆變器輸出功率百分比上限值為依據(jù)調(diào)控各個光伏逆變器的輸出功率；
光伏輸出功率控制器控制與并網(wǎng)口電連接的智能控制柜啟動；
智能控制柜獲取第一輸水管開啟，控制兩個第二輸水管關(guān)閉；
智能控制柜獲取第一輸水管內(nèi)的堵塞傳感器采集的第一傳感數(shù)據(jù)，判斷第一輸水管是否產(chǎn)生堵塞；
若第一輸水管產(chǎn)生堵塞，則智能控制柜控制第二輸水管開啟，控制第一輸水管關(guān)閉，控制第一輸水管排污，以將自來水管網(wǎng)的水流引導(dǎo)至出水口的同時對第一輸水管進行排污處理；
智能控制柜采集入水側(cè)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)以及用戶側(cè)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)；
智能控制柜依據(jù)入水側(cè)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)以及用戶側(cè)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)，控制穩(wěn)壓泵組調(diào)節(jié)用戶管網(wǎng)側(cè)的水壓。
另一方面，本申請?zhí)峁┮环N基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理系統(tǒng)，應(yīng)用如前述內(nèi)容提及的基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法，所述基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理系統(tǒng)包括：
光伏發(fā)電系統(tǒng)；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括主光伏單元和多個副光伏單元，主光伏單元包括相互連接的主光伏組件和主光伏逆變器；每一個副光伏單元包括相互連接的副光伏組件和副光伏逆變器；
并網(wǎng)口，主光伏逆變器的輸出端和每一個副光伏逆變器的輸出端均電連接于所述并網(wǎng)口；
市電電網(wǎng)側(cè)，所述并網(wǎng)口和所述市電電網(wǎng)側(cè)電連接；
電流互感器，所述電流互感器安裝于所述并網(wǎng)口與所述市電電網(wǎng)側(cè)之間的連接鏈路上；
光伏輸出功率控制器，主光伏逆變器和光伏輸出功率控制器電連接，每一個副光伏逆變器均與所述光伏輸出功率控制器電連接；
智能控制柜，與所述并網(wǎng)口電連接；
自來水管網(wǎng)側(cè)，自來水管網(wǎng)側(cè)設(shè)置有入水側(cè)壓力傳感器；
濾水裝置，與自來水管網(wǎng)側(cè)管路連接；濾水裝置包括第一輸水管和兩個第二輸水管，第一輸水管和第二輸水管內(nèi)均設(shè)置有堵塞傳感器；
無負壓疊壓穩(wěn)流罐；
出水管道，一端連接濾水裝置，另一端連接無負壓疊壓穩(wěn)流罐；
用戶管網(wǎng)側(cè)，用戶管網(wǎng)側(cè)設(shè)置有用戶側(cè)壓力傳感器；
供水管道，一端連接無負壓疊壓穩(wěn)流罐，另一端連接用戶管網(wǎng)側(cè)；
穩(wěn)壓泵組，設(shè)置于供水管道上，所述穩(wěn)壓泵組包括多個穩(wěn)壓泵。
本申請涉及一種基于光伏發(fā)電的無負壓疊壓供水及污水處理方法及系統(tǒng)，通過將一臺光伏逆變器作為主機，獲取主光伏逆變器的電流互感器采集的當(dāng)前并網(wǎng)口功率，結(jié)合當(dāng)前并網(wǎng)口功率和預(yù)設(shè)并網(wǎng)功率上限值基于PI控制器算法計算光伏逆變器輸出功率百分比上限值，再以廣播形式將光伏逆變器輸出功率百分比上限值發(fā)送至各個光伏逆變器，以使各個光伏逆變器以光伏逆變器輸出功率百分比上限值為依據(jù)調(diào)控各個光伏逆變器的輸出功率，可以實現(xiàn)每一臺光伏逆變器的并網(wǎng)功率的控制。此外，再實現(xiàn)每一臺光伏逆變器的并網(wǎng)功率的控制之外，本方法還可以兼顧供水，排污與調(diào)節(jié)用戶管網(wǎng)側(cè)的水壓。
（發(fā)明人：湯升華）
