公布日：2022.07.22
申請日：2022.05.10
分類號：C02F9/08(2006.01)I;H02J7/35(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種光伏發(fā)電污水處理一體化設備及其控制方法，將一體化設備的耗能部分依次劃分為各個能耗系統(tǒng)，當光照強度夠強時采用光伏發(fā)電系統(tǒng)進行全天供電；當光伏發(fā)電系統(tǒng)較弱且市電網(wǎng)系統(tǒng)正常供電時，則根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電量按照不同能耗系統(tǒng)合理分配光伏發(fā)電系統(tǒng)與市電網(wǎng)系統(tǒng)的供電比例；當光伏發(fā)電系統(tǒng)較弱且市電網(wǎng)系統(tǒng)斷電時，根據(jù)調(diào)節(jié)池的液面高度選擇不同的能耗系統(tǒng)供電次序以實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的有序單一供電。通過上述方式，本發(fā)明提供光照充足、光照不足以及市電停電等不同工況條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)與市電網(wǎng)系統(tǒng)的協(xié)同控制模式，提高了設備的運行效率，降低了設備運行能耗。
權(quán)利要求書
1.一種光伏發(fā)電污水處理一體化設備，其特征在于，包括控制系統(tǒng)(10)、用于將調(diào)節(jié)池的污水提升至污水處理一體化設備的提升系統(tǒng)(40)、曝氣系統(tǒng)(50)、回流系統(tǒng)(60)、加藥系統(tǒng)(70)、消毒系統(tǒng)(80)、以及攪拌系統(tǒng)(90)，所述提升系統(tǒng)(40)、曝氣系統(tǒng)(50)、回流系統(tǒng)(60)、加藥系統(tǒng)(70)、消毒系統(tǒng)(80)、以及攪拌系統(tǒng)(90)分別與光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)與市電網(wǎng)系統(tǒng)(30)電連接，并在各組連接線路上均設置有控制開關(guān)(2)，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)包括光伏板、以及設置于所述光伏板上的光照測量儀(21)，所述調(diào)節(jié)池內(nèi)設置有液位傳感器(1)，所述光照測量儀(21)、液位傳感器(1)、以及多組控制開關(guān)(2)均與所述控制系統(tǒng)(10)信號連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電污水處理一體化設備，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(10)包括指令模塊(11)、存儲模塊(12)、與所述光照測量儀(21)信號連接的光伏發(fā)電量監(jiān)測模塊(13)、與所述市電網(wǎng)系統(tǒng)(30)信號連接的市電監(jiān)測模塊(14)、與所述液位傳感器(1)信號連接的液位判斷模塊(15)、以及分別與多組所述控制開關(guān)(2)信號連接的開關(guān)切換模塊(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏發(fā)電污水處理一體化設備，其特征在于，所述存儲模塊(12)內(nèi)存儲所述提升系統(tǒng)(40)、曝氣系統(tǒng)(50)、回流系統(tǒng)(60)、加藥系統(tǒng)(70)、消毒系統(tǒng)(80)、以及攪拌系統(tǒng)(90)的各個能耗系統(tǒng)正常工作一天的標準用電量，所述指令模塊(11)分別與所述存儲模塊(12)與所述光伏發(fā)電量監(jiān)測模塊(13)電連接，以將所述光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)的供電量分別與各個系統(tǒng)正常工作時的標準用電量比較，判斷所述光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)是否至少滿足所述提升系統(tǒng)(40)、曝氣系統(tǒng)(50)、回流系統(tǒng)(60)、加藥系統(tǒng)(70)、消毒系統(tǒng)(80)、以及攪拌系統(tǒng)(90)中任意一個能耗系統(tǒng)的用電需求。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏發(fā)電污水處理一體化設備，其特征在于，所述市電監(jiān)測模塊(14)與所述指令模塊(11)電連接，以監(jiān)測所述市電網(wǎng)系統(tǒng)(30)是否正常供電，并將監(jiān)測信號傳遞給所述指令模塊(11)；所述液位判斷模塊(15)內(nèi)置液位預設值，以將所述液位傳感器(1)監(jiān)測的所述調(diào)節(jié)池的液位信息與所述液位預設值比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏發(fā)電污水處理一體化設備，其特征在于，所述開關(guān)切換模塊(16)內(nèi)置兩級能耗系統(tǒng)的供電順序，并包括依次對所述提升系統(tǒng)(40)、曝氣系統(tǒng)(50)、回流系統(tǒng)(60)、加藥系統(tǒng)(70)、消毒系統(tǒng)(80)、以及攪拌系統(tǒng)(90)按順序進行單一供電的一級供電次序、以及依次對所述曝氣系統(tǒng)(50)、回流系統(tǒng)(60)、加藥系統(tǒng)(70)、消毒系統(tǒng)(80)、以及攪拌系統(tǒng)(90)按順序進行單一供電的二級供電次序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏發(fā)電污水處理一體化設備，其特征在于，所述指令模塊(11)分別與所述液位判斷模塊(15)與開關(guān)切換模塊(16)電連接，以在所述調(diào)節(jié)池液位超過液位預設值時，采用所述一級供電次序，在所述調(diào)節(jié)池液位不超過液位預設值時，采用所述二級供電次序。
7.一種光伏發(fā)電污水處理一體化設備的控制方法，采用權(quán)利要求1至6任意一項所述的光伏發(fā)電污水處理一體化設備，其特征在于，包括以下步驟：S1、檢測當前光照強度與市電網(wǎng)系統(tǒng)(30)工作狀態(tài)，若光照強度滿足全部能耗系統(tǒng)的耗電量，則全天采用光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)供電；若光照強度不滿足全部能耗系統(tǒng)的耗電量且市電網(wǎng)系統(tǒng)(30)正常供電，則執(zhí)行步驟S2；若光照強度不滿足全部能耗系統(tǒng)的耗電量且市電網(wǎng)系統(tǒng)(30)斷電，則執(zhí)行步驟S3；S2、將光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)的供電量分別與各個能耗系統(tǒng)正常工作時的標準用電量比較，若光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)足夠維持單個能耗系統(tǒng)或者多個(非全部)能耗系統(tǒng)的耗電量，則對這些能耗系統(tǒng)采用光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)供電，剩余能耗系統(tǒng)采用市電網(wǎng)系統(tǒng)(30)供電；若光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)不足以維持任意一個能耗系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，則全部能耗系統(tǒng)均采用市電網(wǎng)系統(tǒng)(30)供電；S3、根據(jù)調(diào)節(jié)池的液位信息采用不同的供電順序?qū)Ω鹘M能耗系統(tǒng)供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏發(fā)電污水處理一體化設備的控制方法，其特征在于，所述能耗系統(tǒng)包括提升系統(tǒng)(40)、曝氣系統(tǒng)(50)、回流系統(tǒng)(60)、加藥系統(tǒng)(70)、消毒系統(tǒng)(80)、以及攪拌系統(tǒng)(90)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光伏發(fā)電污水處理一體化設備的控制方法，其特征在于，在步驟S3中，當調(diào)節(jié)池液位超過液位預設值時，光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)依次對所述提升系統(tǒng)(40)、曝氣系統(tǒng)(50)、回流系統(tǒng)(60)、加藥系統(tǒng)(70)、消毒系統(tǒng)(80)、以及攪拌系統(tǒng)(90)按順序進行單一供電。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光伏發(fā)電污水處理一體化設備的控制方法，其特征在于，在步驟S3中，當調(diào)節(jié)池液位不超過液位預設值時，光伏發(fā)電系統(tǒng)(20)依次對所述曝氣系統(tǒng)(50)、回流系統(tǒng)(60)、加藥系統(tǒng)(70)、消毒系統(tǒng)(80)、以及攪拌系統(tǒng)(90)按順序進行單一供電。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，本發(fā)明提供一種光伏發(fā)電污水處理一體化設備及其控制方法，通過將一體化設備的耗能部分依次劃分為各個能耗系統(tǒng)，并提供光照充足、光照不足以及市電停電等不同工況條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)與市電網(wǎng)系統(tǒng)的協(xié)同控制模式，提高了設備的運行效率，降低了設備運行能耗，并保證污水處理順利且安全的進行。
為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種光伏發(fā)電污水處理一體化設備，包括控制系統(tǒng)、用于將調(diào)節(jié)池的污水提升至污水處理一體化設備的提升系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、以及攪拌系統(tǒng)，所述提升系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、以及攪拌系統(tǒng)分別與光伏發(fā)電系統(tǒng)與市電網(wǎng)系統(tǒng)電連接，并在各組連接線路上均設置有控制開關(guān)，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏板、以及設置于所述光伏板上的光照測量儀，所述調(diào)節(jié)池內(nèi)設置有液位傳感器，所述光照測量儀、液位傳感器、以及多組控制開關(guān)均與所述控制系統(tǒng)信號連接。
進一步的，所述控制系統(tǒng)包括指令模塊、存儲模塊、與所述光照測量儀信號連接的光伏發(fā)電量監(jiān)測模塊、與所述市電網(wǎng)系統(tǒng)信號連接的市電監(jiān)測模塊、與所述液位傳感器信號連接的液位判斷模塊、以及分別與多組所述控制開關(guān)信號連接的開關(guān)切換模塊。
進一步的，所述存儲模塊內(nèi)存儲所述提升系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、以及攪拌系統(tǒng)的各個能耗系統(tǒng)正常工作一天的標準用電量，所述指令模塊分別與所述存儲模塊與所述光伏發(fā)電量監(jiān)測模塊電連接，以將所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電量分別與各個系統(tǒng)正常工作時的標準用電量比較，判斷所述光伏發(fā)電系統(tǒng)是否至少滿足所述提升系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、以及攪拌系統(tǒng)中任意一個能耗系統(tǒng)的用電需求。
進一步的，所述市電監(jiān)測模塊與所述指令模塊電連接，以監(jiān)測所述市電網(wǎng)系統(tǒng)是否正常供電，并將監(jiān)測信號傳遞給所述指令模塊；
所述液位判斷模塊內(nèi)置液位預設值，以將所述液位傳感器監(jiān)測的所述調(diào)節(jié)池的液位信息與所述液位預設值比較。
進一步的，所述開關(guān)切換模塊內(nèi)置兩級能耗系統(tǒng)的供電順序，并包括依次對所述提升系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、以及攪拌系統(tǒng)按順序進行單一供電的一級供電次序、以及依次對所述曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、以及攪拌系統(tǒng)按順序進行單一供電的二級供電次序。
進一步的，所述指令模塊分別與所述液位判斷模塊與開關(guān)切換模塊電連接，以在所述調(diào)節(jié)池液位超過液位預設值時，采用所述一級供電次序，在所述調(diào)節(jié)池液位不超過液位預設值時，采用所述二級供電次序。
一種光伏發(fā)電污水處理一體化設備的控制方法，采用所述的光伏發(fā)電污水處理一體化設備，包括以下步驟：
S1、檢測當前光照強度與市電網(wǎng)系統(tǒng)工作狀態(tài)，若光照強度滿足全部能耗系統(tǒng)的耗電量，則全天采用光伏發(fā)電系統(tǒng)供電；若光照強度不滿足全部能耗系統(tǒng)的耗電量且市電網(wǎng)系統(tǒng)正常供電，則執(zhí)行步驟S2；若光照強度不滿足全部能耗系統(tǒng)的耗電量且市電網(wǎng)系統(tǒng)斷電，則執(zhí)行步驟S3；
S2、將光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電量分別與各個能耗系統(tǒng)正常工作時的標準用電量比較，若光伏發(fā)電系統(tǒng)足夠維持單個能耗系統(tǒng)或者多個(非全部)能耗系統(tǒng)的耗電量，則對這些能耗系統(tǒng)采用光伏發(fā)電系統(tǒng)供電，剩余能耗系統(tǒng)采用市電網(wǎng)系統(tǒng)供電；若光伏發(fā)電系統(tǒng)不足以維持任意一個能耗系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，則全部能耗系統(tǒng)均采用市電網(wǎng)系統(tǒng)供電；
S3、根據(jù)調(diào)節(jié)池的液位信息采用不同的供電順序?qū)Ω鹘M能耗系統(tǒng)供電。
進一步的，所述能耗系統(tǒng)包括提升系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、以及攪拌系統(tǒng)。
進一步的，在步驟S3中，當調(diào)節(jié)池液位超過液位預設值時，光伏發(fā)電系統(tǒng)依次對所述提升系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、以及攪拌系統(tǒng)按順序進行單一供電。
進一步的，在步驟S3中，當調(diào)節(jié)池液位不超過液位預設值時，光伏發(fā)電系統(tǒng)依次對所述曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、以及攪拌系統(tǒng)按順序進行單一供電。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
1.本發(fā)明的光伏發(fā)電污水處理一體化設備的控制方法，通過將一體化設備的耗能部分依次劃分為各個能耗系統(tǒng)。當光照強度夠強時采用光伏發(fā)電系統(tǒng)進行全天供電。當光伏發(fā)電系統(tǒng)較弱且市電網(wǎng)系統(tǒng)正常供電時，則根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電量按照不同能耗系統(tǒng)合理分配光伏發(fā)電系統(tǒng)與市電網(wǎng)系統(tǒng)的供電比例。當光伏發(fā)電系統(tǒng)較弱且市電網(wǎng)系統(tǒng)斷電時，根據(jù)調(diào)節(jié)池的液面高度選擇不同的能耗系統(tǒng)供電次序以實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的有序單一供電。本發(fā)明能夠提供光照充足、光照不足以及市電停電等不同工況條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)與市電網(wǎng)系統(tǒng)的協(xié)同控制模式，提高了設備的運行效率，降低了設備運行能耗。
2.本發(fā)明的光伏發(fā)電污水處理一體化設備，通過在光伏發(fā)電系統(tǒng)上設置光照測量儀，能夠?qū)崟r監(jiān)測當前光照強弱，從而根據(jù)光照強弱合理分別光伏發(fā)電系統(tǒng)與市電網(wǎng)系統(tǒng)的供電比例。同時，調(diào)節(jié)池內(nèi)設置有液位傳感器，能夠監(jiān)測調(diào)節(jié)池內(nèi)的污水液面，以將污水液面與預設值相比，從而選擇提升系統(tǒng)是否作為第一優(yōu)先級供電，防止調(diào)節(jié)池內(nèi)污水外溢，影響正常的污水處理工作。
（發(fā)明人：秦雄;周艷;王濤;閔紅平;汪小東;霍培書;湯丁丁;趙皇;程飛躍;劉成輝）
