多能耦合供电系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多能耦合供电系统及方法，其中系统包括中低压压力能发电装置、太阳能光伏发电装置和充放电控制装置。其中方法包括以下步骤：将第一截止阀和第二截止阀分别连接于天然气管道原调压设备的上游和下游，将调压阀调节到指定的压力，打开第一、二截止阀使中低压压力能发电装置发电，将发出的电量通过PLC模块控制储存在UPS模块中，将太阳能电池板所发出的电量通过DC/DC变流器后由PLC模块控制储存在UPS模块中，通过PLC模块对UPS模块进行充电控制，通过UPS模块向外输送电量进行供电。其目的是为了提供一种能够持续为中低压智能调压箱供电的多能耦合供电系统及方法。

Multi energy coupling power supply system and method

The invention discloses a multi energy coupling power supply system and method, wherein the system comprises a medium and low pressure energy power generation device, a solar photovoltaic power generation device and a charge and discharge control device. The method includes the following steps: the first stop valve and the second stop valve are respectively connected to the upstream and downstream of the original pressure regulating equipment of the natural gas pipeline, the pressure regulating valve is adjusted to the specified pressure, the first and the second stop valves are opened to enable the middle and low pressure pressure power generation device to generate electricity, the generated electricity is controlled and stored in the ups module through the PLC module, and the electricity generated by the solar panel is connected After passing through DC / DC converter, it is controlled and stored in UPS module by PLC module. The ups module is used to charge and control the ups module, and the power is supplied through ups module. Its purpose is to provide a multi energy coupling power supply system and method which can continuously supply power for the medium and low voltage intelligent surge tank.

【技术实现步骤摘要】
多能耦合供电系统及方法
本专利技术涉及天然气管网运行领域，特别是涉及一种为中低压智能调压箱供电的多能耦合供电系统及方法。
技术介绍
随着社会的迅猛发展，天然气需求量也越来越大。这也对城市燃气管网的运营管理和安全建设提出了更高的要求。而目前城市燃气管网主要还是通过普通的巡检管理系统和人为管理为主，存在着许多问题，如数据无法采集，存在操作失误、人为管理滞后性大、人力成本高等问题。因此，需要通过智能化的手段，提高燃气管网运行的安全性。实现智能管网建设，首先需要用电。但目前许多调压站、调压箱都处于无电或缺电状态。特别是偏离市区地区，更缺少电源，想实现智能化管网更加困难。若拉市电，则需要高昂的拉电缆费用，且政府审批困难。因此，需要一种就地为中低压调压箱供电的系统及方法，对温度压力变送器及阀门等进行供电，并自动控制阀门的启闭和报警，实现调压箱的智能化运行。中国专利技术专利申请CN103422899A公布了一种小型天然气管网压力能发电的工艺和装置，其公开了天然气经过膨胀机带动气体发电，该专利技术能够为可间断、密封性的1-5小功率用户供给220/380V电源。但该专利技术对天然气气体的压力级制、压降及流量有相应要求。中低压调压箱压力级制低、压降小、膨胀比小，需要开发适合于中低压调压箱的就地供电工艺。中国技术专利申请CN204827552U公布了一种燃气管道内置的发电装置。通过在天然气管道中放置叶轮，叶轮转动带动发电机进行发电，发出的电储存于蓄电池中，再供电给用电设备。该专利技术体积小、拆装方便，可以解决偏远地区的燃气管线监控设备用电问题。但该专利技术缺乏相应的补足设备，当天然气流量较小时有可能无法满足中低压调压箱的用电需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够持续为中低压智能调压箱供电的多能耦合供电系统及方法。本专利技术中的多能耦合供电系统，包括中低压压力能发电装置、太阳能光伏发电装置和充放电控制装置，所述中低压压力能发电装置包括依次通过管路相连的第一截止阀、阻尼器、流体马达、调压阀和第二截止阀，所述第一截止阀与天然气管道上游的中压燃气段连接，所述第二截止阀与天然气管道下游的低压燃气段连接，所述流体马达通过传动轴带动发电机转动发电，所述太阳能光伏发电装置包括相互连接的太阳能电池板和DC/DC变流器，所述充放电控制装置包括相互连接的PLC充放电控制器和UPS模块，所述发电机和DC/DC变流器均与PLC充放电控制器连接。本专利技术中的多能耦合供电系统，其中还包括可燃气体探测器和电磁阀，所述电磁阀设置于阻尼器和流体马达之间的管路上，所述电磁阀和可燃气体探测器均与PLC充放电控制器连接。本专利技术中的多能耦合供电系统，其中所述流体马达与调压阀之间的管路为软管。本专利技术中的利用上述多能耦合供电系统的供电方法，包括以下步骤：将第一截止阀连接于天然气管道原调压设备上游的中压燃气段，将第二截止阀连接于天然气管道原调压设备下游的低压燃气段，将调压阀调节到天然气管道下游指定的压力，打开第一截止阀和第二截止阀使中低压压力能发电装置发电，将中低压压力能发电装置发出的电量通过PLC模块控制储存在UPS模块中，将太阳能电池板所发出的电量通过DC/DC变流器后由PLC模块控制储存在UPS模块中，通过PLC模块对UPS模块进行充电控制，通过UPS模块向外输送电量进行供电。本专利技术中的利用上述多能耦合供电系统的供电方法，其中所述打开第一截止阀和第二截止阀使中低压压力能发电装置发电的过程中，通过可燃气体探测器对中低压压力能发电装置进行可燃气体探测，一旦可燃气体浓度超过安全值，通过PLC模块控制电磁阀进行自动切断并报警。本专利技术多能耦合供电系统及方法，利用中低压天然气压力能发电和太阳能发电两种供能方式耦合进行供电，通过PLC控制系统将电量储存在UPS中，并通过UPS进行供电，发电量低时由储能系统供给，进一步提高了供电系统的稳定性。本专利技术通过多能耦合供电，弥补了中低压调压箱压力级制低、压降小、流量小和单一太阳能发电受环境影响大、不稳定的缺点，发出的电用于智能调压箱内温度压力变送器、阀门、阀位传感器等传感自控仪表。下面结合附图对本专利技术作进一步说明。附图说明图1为本专利技术中的多能耦合供电系统的结构示意图。图中示出：1-天然气管道，2-原调压设备，3-放散阀，4-第一截止阀，5-阻尼器，6-电磁阀，7-软管，8-调压阀，9-第二截止阀，10-流体马达，11-传动轴，12-发电机，13-可燃气体探测器，14-PLC充放电控制器，15-UPS模块，16-用电设备，17-太阳能电池板，18-DC/DC变流器。具体实施方式如图1所示，本专利技术中的多能耦合供电系统包括中低压压力能发电装置、太阳能光伏发电装置和充放电控制装置，所述中低压压力能发电装置包括依次通过管路相连的第一截止阀4、阻尼器5、流体马达10、调压阀8和第二截止阀9，其中流体马达10与调压阀8之间的管路为软管7。第一截止阀4与天然气管道1上游的中压燃气段连接，第二截止阀9与天然气管道1下游的低压燃气段连接，由此可以看出，中低压压力能发电装置与天然气管道1并联连接。流体马达10通过传动轴11带动发电机12转动发电，流体马达10启动压力需求较小，适应于中低压调压箱低压力级制。所述太阳能光伏发电装置包括相互连接的太阳能电池板17和DC/DC变流器18，所述充放电控制装置包括相互连接的PLC充放电控制器14和UPS模块15，所述发电机12和DC/DC变流器18均与PLC充放电控制器14连接，所述UPS模块15与用电设备16连接。第一截止阀4和第二截止阀9与天然气管道1连接指的是通过管路连接，太阳能电池板17和DC/DC变流器18之间的连接指的是电连接，PLC充放电控制器14和UPS模块15之间的连接指的是电连接，发电机12和DC/DC变流器18均与PLC充放电控制器14连接指的是电连接，UPS模块15与用电设备16连接指的是电连接。此处的用电设备16指的是天然气管网中所有需要电量供应的设备，既包括天然气管道1中的中低压调压箱，也包括多能耦合供电系统中需要电量供应的设备，如PLC模块、截止阀、电磁阀6、调压阀8等。中低压压力能发电装置和太阳能光伏发电装置相继发电，保证UPS模块15的电力供应。UPS模块15可以储存电力，使装置不发电时设备仍能继续正常运行。本专利技术中的多能耦合供电系统，其中还包括可燃气体探测器13和电磁阀6，所述电磁阀6设置于阻尼器5和流体马达10之间的管路上，所述电磁阀6和可燃气体探测器13均与PLC充放电控制器14连接。可燃气体探测器13可对中低压压力能发电装置进行可燃气体探测，一旦可燃气体浓度超过安全值，PLC模块14可以控制电磁阀6进行自动切断并报警。本专利技术中的利用上述多能耦合供电系统的供电方法，包括以下步骤：将第一截止阀4连接于天然气管道原调压设备2上游的中压燃气段，将第二截止阀9连接于天然气管道原调压设备2下游的低压燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多能耦合供电系统，其特征在于：包括中低压压力能发电装置、太阳能光伏发电装置和充放电控制装置，所述中低压压力能发电装置包括依次通过管路相连的第一截止阀、阻尼器、流体马达、调压阀和第二截止阀，所述第一截止阀与天然气管道上游的中压燃气段连接，所述第二截止阀与天然气管道下游的低压燃气段连接，所述流体马达通过传动轴带动发电机转动发电，所述太阳能光伏发电装置包括相互连接的太阳能电池板和DC/DC变流器，所述充放电控制装置包括相互连接的PLC充放电控制器和UPS模块，所述发电机和DC/DC变流器均与PLC充放电控制器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多能耦合供电系统，其特征在于：包括中低压压力能发电装置、太阳能光伏发电装置和充放电控制装置，所述中低压压力能发电装置包括依次通过管路相连的第一截止阀、阻尼器、流体马达、调压阀和第二截止阀，所述第一截止阀与天然气管道上游的中压燃气段连接，所述第二截止阀与天然气管道下游的低压燃气段连接，所述流体马达通过传动轴带动发电机转动发电，所述太阳能光伏发电装置包括相互连接的太阳能电池板和DC/DC变流器，所述充放电控制装置包括相互连接的PLC充放电控制器和UPS模块，所述发电机和DC/DC变流器均与PLC充放电控制器连接。


2.根据权利要求1所述的多能耦合供电系统，其特征在于：还包括可燃气体探测器和电磁阀，所述电磁阀设置于阻尼器和流体马达之间的管路上，所述电磁阀和可燃气体探测器均与PLC充放电控制器连接。


3.根据权利要求2所述的多能耦合供电系统，其特征在于：所述流体马达与调压阀之间的管路为软管。

【专利技术属性】
技术研发人员：罗涛，王红卫，刘敏，李璋怡，田晓江，王庆余，邵华，许光明，陈哲，徐红军，高观玲，马旭卿，张玉星，张雪娇，
申请(专利权)人：北京市燃气集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11