一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统的制作方法

1.本发明属于补偿供电系统技术领域，特别是涉及一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统。


背景技术：

2.畜禽粪便主要指畜禽养殖业中产生的一类农村固体废物，包括猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪等，畜禽粪便一直被人们当作土壤肥料的重要来源，因而畜禽粪便多是就地施用。动物排泄物中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等养分，同时也能供给作物所需的钙、镁、硫等多种矿物质及微量元素，满足作物生长过程中对多种养分的需要。
3.在畜禽养殖业中难免会出现畜禽粪便，但畜禽粪污常通过生产沼气、堆肥、沤肥以及基质等方式进行合理利用，但在对畜禽粪污在堆肥发酵时需保证畜禽粪污堆肥的固液分离以及所需的温度和湿度进行把控，但大多畜禽粪污堆肥难以实时对畜禽粪污堆肥情况进行观察及记录，从而导致畜禽粪污难以满足农业废弃物资源化、高值化利用发展的需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，解决了现有的问题
5.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明为一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，包括系统为：
7.畜禽粪污多相流体介质特性测量：禽粪污泵送系统内的流动数值模拟方法及流体动力特性，食粪污属固、液、气三相非牛顿流体，在泵送系统与固液分离系统内流动较为复杂，研究畜禽类污在泵送系统和固液分离系统内固液分布、颗粒分布、压力分布等流动特性。
8.畜禽粪污资抽送分离一体化设备：采用部分试验及大量的数值模拟得到变工况畜禽粪污固液分离系统流体动力特性,包括畜禽粪污在固液分离系统内颗粒体积浓度分布特性、颗粒速度分布特性及腔体内压力分布特性等，设计合适泵送系统的叶轮形式与固液分离系统进行链接及匹配耦合，设计高效传动装置、堵塞泄乐装置及反冲洗管路系统。
9.太阳能与市电补偿电源：采用基于直流母线电压的功率补偿控制方法，建立补偿系统防误扰动策略与控制闯值的选取，畜禽粪污泵送系统及固液分离系统运行特性，同时采用市电作为太阳能类污抽送分离一体化设备补偿电源，建立基于直流母线电压的功率补偿控制策略，给出补偿系统防误扰动策略和控制阀值的选取。
10.系统总成测试、优化、中间试验及应用：前置切割装置、泵送系统、固液分离系统、驱动系统、plc控制系统、光伏市电联合补偿电源系统，机运试验研针对前期研究成果，对畜禽粪污资抽送分离一体化设备进行进一步的试验与初步应用。
11.进一步地，所述畜禽粪污多相流体介质特性中取样牛粪、猪粪、鸡粪，通过稀释过滤的方法，测量畜禽粪污内长纤维颗粒的长度、抗剪切强度，测量不同浓度畜禽粪污的流态
化闽值点，选取几个典型的畜禽养殖场对粪污中杂物成分及含量统计分析，为设计泵送系统及固液分离系统提供依据。
12.进一步地，所述固、液、气三相之间的相互作用关系:根据流体动力学特性，建立不同含固率下畜禽粪污幂率方程与多相流数学模型，通过计算流体力学cfd数值模拟，得到畜禽粪污泵送系统与固液分离系统内流体动力特性。
13.进一步地，所述畜禽粪污资抽送分离一体化设备包括泵送系统的叶轮形式与固液分离系统进行链接及匹配耦合，设计高效传动装置、堵塞泄乐装置及反冲洗管路系统，采用plc联合控制，实现两种功能与系统的合性与稳定性。
14.进一步地，所述太阳能与市电补偿电源包括设计光伏阵列系统与市电补偿系统，光伏与市电联合供电补偿电源系统，光伏阵列系统与市电补偿系统，在光伏阵列无法满足负载功率需求时，设计单相pwm整流电路将市电转化为直流电。
15.进一步地，所述将畜禽粪污太阳能抽送分离一体化设备的中试产品应用于示范工程，收集示范应用数据，并进行系统优化，最终实现产品定型及推广应用。
16.本发明具有以下有益效果：
17.1、该系统通过利用太阳能光伏与电网智能联合供电补偿系统及电路系统，采用基于直流母线电压的功率补偿控制方法，建立补偿系统防误扰动策略与控制闯值的选取方法，使其最大限度利用太阳能、减少企业用电成本，通过智能控制系统，实现系统过压泄流、自动冲洗及过载停机等功能。本项目为畜禽养殖废弃物资源化和高效利用提供关键技术和一体化设备，将选取畜禽粪污综合利用场所开展技术集成的示范点，对解决农业废弃物高值化利用与农村面源污染问题可起到关键性的作用，具有广泛的推广及应用前景。
18.2、针对泵送和固液分离两个系统的一体化可靠性，适当简化泵送系统与固液分离系统结构，采用标准化零件与部件提高系统容错率与可靠性；在设计之初即融入机械电子一体化设计，采用plc联合控制，实现两种功能与系统的合性与稳定性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明光伏和市电智能联合补偿供电系统流程图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
22.一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，包括系统为：
23.畜禽粪污多相流体介质特性测量：禽粪污泵送系统内的流动数值模拟方法及流体动力特性，食粪污属固、液、气三相非牛顿流体，在泵送系统与固液分离系统内流动较为复杂，研究畜禽类污在泵送系统和固液分离系统内固液分布、颗粒分布、压力分布等流动特性。
24.畜禽粪污资抽送分离一体化设备：采用部分试验及大量的数值模拟得到变工况畜禽粪污固液分离系统流体动力特性,包括畜禽粪污在固液分离系统内颗粒体积浓度分布特性、颗粒速度分布特性及腔体内压力分布特性等，设计合适泵送系统的叶轮形式与固液分离系统进行链接及匹配耦合，设计高效传动装置、堵塞泄乐装置及反冲洗管路系统。
25.太阳能与市电补偿电源：采用基于直流母线电压的功率补偿控制方法，建立补偿系统防误扰动策略与控制闯值的选取，畜禽粪污泵送系统及固液分离系统运行特性，同时采用市电作为太阳能类污抽送分离一体化设备补偿电源，建立基于直流母线电压的功率补偿控制策略，给出补偿系统防误扰动策略和控制阀值的选取。
26.系统总成测试、优化、中间试验及应用：前置切割装置、泵送系统、固液分离系统、驱动系统、plc控制系统、光伏市电联合补偿电源系统，机运试验研针对前期研究成果，对畜禽粪污资抽送分离一体化设备进行进一步的试验与初步应用。
27.所述畜禽粪污多相流体介质特性中取样牛粪、猪粪、鸡粪，通过稀释过滤的方法，测量畜禽粪污内长纤维颗粒的长度、抗剪切强度，测量不同浓度畜禽粪污的流态化闽值点，选取几个典型的畜禽养殖场对粪污中杂物成分及含量统计分析，为设计泵送系统及固液分离系统提供依据。
28.所述固、液、气三相之间的相互作用关系:根据流体动力学特性，建立不同含固率下畜禽粪污幂率方程与多相流数学模型，通过计算流体力学cfd数值模拟，得到畜禽粪污泵送系统与固液分离系统内流体动力特性。
29.所述畜禽粪污资抽送分离一体化设备包括泵送系统的叶轮形式与固液分离系统进行链接及匹配耦合，设计高效传动装置、堵塞泄乐装置及反冲洗管路系统，采用plc联合控制，实现两种功能与系统的合性与稳定性。
30.所述太阳能与市电补偿电源包括设计光伏阵列系统与市电补偿系统，光伏与市电联合供电补偿电源系统，光伏阵列系统与市电补偿系统，在光伏阵列无法满足负载功率需求时，设计单相pwm整流电路将市电转化为直流电。
31.所述将畜禽粪污太阳能抽送分离一体化设备的中试产品应用于示范工程，收集示范应用数据，并进行系统优化，最终实现产品定型及推广应用。
32.本发明的原理及效果是：一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，该系统通过利用太阳能光伏与电网智能联合供电补偿系统及电路系统，采用基于直流母线电压的功率补偿控制方法，建立补偿系统防误扰动策略与控制闯值的选取方法，使其最大限度利用太阳能、减少企业用电成本，通过智能控制系统，实现系统过压泄流、自动冲洗及过载停机等功能。本项目为畜禽养殖废弃物资源化和高效利用提供关键技术和一体化设备，将选取畜禽粪污综合利用场所开展技术集成的示范点，对解决农业废弃物高值化利用与农村面源污染问题可起到关键性的作用，具有广泛的推广及应用前景，针对泵送和固液分离两个系统的一体化可靠性，适当简化泵送系统与固液分离系统结构，采用标准化零件与部件提高系统容错率与可靠性；在设计之初即融入机械电子一体化设计，采用plc联合控制，实现两种功能与系统的合性与稳定性。
33.以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进，均属于在本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，其特征在于，包括系统为：畜禽粪污多相流体介质特性测量：禽粪污泵送系统内的流动数值模拟方法及流体动力特性，食粪污属固、液、气三相非牛顿流体，在泵送系统与固液分离系统内流动较为复杂，研究畜禽类污在泵送系统和固液分离系统内固液分布、颗粒分布、压力分布等流动特性。畜禽粪污资抽送分离一体化设备：采用部分试验及大量的数值模拟得到变工况畜禽粪污固液分离系统流体动力特性,包括畜禽粪污在固液分离系统内颗粒体积浓度分布特性、颗粒速度分布特性及腔体内压力分布特性等，设计合适泵送系统的叶轮形式与固液分离系统进行链接及匹配耦合，设计高效传动装置、堵塞泄乐装置及反冲洗管路系统。太阳能与市电补偿电源：采用基于直流母线电压的功率补偿控制方法，建立补偿系统防误扰动策略与控制闯值的选取，畜禽粪污泵送系统及固液分离系统运行特性，同时采用市电作为太阳能类污抽送分离一体化设备补偿电源，建立基于直流母线电压的功率补偿控制策略，给出补偿系统防误扰动策略和控制阀值的选取。系统总成测试、优化、中间试验及应用：前置切割装置、泵送系统、固液分离系统、驱动系统、plc控制系统、光伏市电联合补偿电源系统，机运试验研针对前期研究成果，对畜禽粪污资抽送分离一体化设备进行进一步的试验与初步应用。2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，其特征在于，所述畜禽粪污多相流体介质特性中取样牛粪、猪粪、鸡粪，通过稀释过滤的方法，测量畜禽粪污内长纤维颗粒的长度、抗剪切强度，测量不同浓度畜禽粪污的流态化闽值点，选取几个典型的畜禽养殖场对粪污中杂物成分及含量统计分析，为设计泵送系统及固液分离系统提供依据。3.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，其特征在于，所述固、液、气三相之间的相互作用关系:根据流体动力学特性，建立不同含固率下畜禽粪污幂率方程与多相流数学模型，通过计算流体力学cfd数值模拟，得到畜禽粪污泵送系统与固液分离系统内流体动力特性。4.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，其特征在于，所述畜禽粪污资抽送分离一体化设备包括泵送系统的叶轮形式与固液分离系统进行链接及匹配耦合，设计高效传动装置、堵塞泄乐装置及反冲洗管路系统，采用plc联合控制，实现两种功能与系统的合性与稳定性。5.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，其特征在于，所述太阳能与市电补偿电源包括设计光伏阵列系统与市电补偿系统，光伏与市电联合供电补偿电源系统，光伏阵列系统与市电补偿系统，在光伏阵列无法满足负载功率需求时，设计单相pwm整流电路将市电转化为直流电。6.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，其特征在于，所述将畜禽粪污太阳能抽送分离一体化设备的中试产品应用于示范工程，收集示范应用数据，并进行系统优化，最终实现产品定型及推广应用。

技术总结
本发明公开了一种太阳能光伏和市电智能联合补偿供电系统，涉及补偿供电系统技术领域。本发明包括系统为畜禽粪污多相流体介质特性测量、畜禽粪污资抽送分离一体化设备、太阳能与市电补偿电源、系统总成测试、优化、中间试验及应用。该系统通过利用太阳能光伏与电网智能联合供电补偿系统及电路系统，采用基于直流母线电压的功率补偿控制方法，建立补偿系统防误扰动策略与控制闯值的选取方法，使其最大限度利用太阳能、减少企业用电成本，通过智能控制系统，实现系统过压泄流、自动冲洗及过载停机等功能。机等功能。机等功能。


技术研发人员：廖功磊 曹国顺 冷强 张玮剑 谢崇平 黄有亮 余波 张安鹏
受保护的技术使用者：四川省先进智能农机装备有限公司 会东县新华水库管理所
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/21