一种耦合供能系统及供能方法与流程

本发明涉及垃圾焚烧发电，具体涉及一种耦合供能系统及供能方法。

背景技术：

1、垃圾焚烧厂渗滤液处理站与光伏发电单元、储能电池耦合的核心控制逻辑是，基于电网分时电价、厂用电总负荷、光伏出力预测等电气侧数据，调度储能系统进行充放电，旨在提高绿电自用率、降低用电成本。

2、然而垃圾焚烧厂渗滤液处理站与光伏发电单元、储能电池耦合往往存在如下问题，储能调度决策完全基于电气侧参数，未获取也未利用渗滤液处理站膜系统（uf/nf/ro）的任何工艺运行数据，当厂用电负荷发生变化时，控制器无法区分这是正常的产量调整、膜污染加剧导致的能耗爬升，还是即将发生的膜化学清洗冲击，导致储能调度行为盲目且滞后；同时由于渗滤液膜系统需定期进行化学清洗（周期7～15天），清洗泵启动瞬间的冲击电流可达额定电流的5～7倍，对厂用电母线造成剧烈冲击，仅依靠储能系统的电气侧实时响应，缺乏基于工艺状态的“预调度”能力，平抑效果有限且不可靠。

3、因此，亟需一种耦合供能系统及供能方法，能够解决现有技术中因储能调度决策完全基于电气侧参数，从而导致储能调度行为盲目且滞后的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种耦合供能系统及供能方法，解决现有技术中因储能调度决策完全基于电气侧参数，从而导致储能调度行为盲目且滞后的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种耦合供能系统，配置为连接于渗滤液膜分离处理系统，渗滤液膜分离处理系统包括uf膜系统、nf膜系统及ro膜系统，包括：

4、工艺感知组件，包括分别连接于uf膜系统、nf膜系统及ro膜系统的三个监测传感器、三个流量计及三个泵功率监测单元，用于分别采集tmp、tmp变化率、膜产水通量衰减速率及浓缩液储罐液位；

5、能源感知组件，配置为获取垃圾焚烧发电厂的能源侧数据；

6、耦合控制组件，与三个所述监测传感器、三个所述流量计及三个所述泵功率监测单元均电连接，用于生成充放电指令；以及

7、执行组件，包括储能模块和执行器，所述执行器与所述耦合控制组件和储能模块均电连接，用于接收所述耦合控制组件所生成的充放电指令，以控制储能模块的充放电功率。

8、在一些实施例中，所述耦合控制组件包括膜污染阶段识别模块、工艺事件预测模块、多模式调度策略库及soc动态调整模块，所述膜污染阶段识别模块用于依据tmp当前值及变化率，将膜污染程度划分为正常期、缓升期、加速期和临界期，所述工艺事件预测模块能够依据tmp的累积上升曲线和预设的清洗阈值tmpclean，并计算距下一次化学清洗的预计剩余时间，所述工艺事件预测模块能够基于浓缩液储罐液位的上升速率，预测浓缩液高位预警事件的发生时间，所述soc动态调整模块能够依据所述工艺事件预测模块的预测结果，动态调整所述储能模块的soc下限值。

9、在一些实施例中，所述tmp具有第一阈值、第二阈值及第三阈值，所述tmp变化率具有第一变化率阈值和第二变化率阈值，当所述tmp低于所述第一阈值且所述tmp变化率低于所述第一变化率阈值时，膜污染程度为所述正常期，当所述tmp介于所述第一阈值和所述第二阈值之间时，膜污染程度为所述缓升期，当所述tmp介于所述第二阈值与所述第三阈值之间，且所述tmp变化率高于所述第二变化率阈值时膜污染程度为所述加速期，当所述tmp高于所述第三阈值且根据当前所述tmp与所述tmp变化率的均值外推计算得到的距下一次化学清洗的预计剩余时间小于第一预设时间。

10、在一些实施例中，所述第一阈值为1.2～1.8 bar，所述第二阈值为2.0～2.5 bar，所述第三阈值为2.6～2.9 bar，且化学清洗阈值为3.0～3.2 bar。

11、在一些实施例中，所述多模式调度策略库至少包括膜清洗冲击平抑模式、tmp爬坡补偿模式及浓缩液回喷协同模式，且所述膜清洗冲击平抑模式中，当接收到清洗泵启动信号后，在预设时间窗口内控制所述储能模块以不低于预设功率放电。

12、在一些实施例中，所述tmp爬坡补偿模式中，提升膜高压泵运行通量至105%～120%额定通量，降低膜高压泵运行通量至80%～95%额定通量。

13、在一些实施例中，所述浓缩液回喷协同模式还包括：当炉膛温度高于第一炉温阈值且浓缩液储罐液位高于预设液位时，启动浓缩液回喷泵进行回喷。

14、第二方面，本发明还提供了一种耦合供能方法，运用如上任意一项所述的耦合供能系统，具体步骤如下；

15、实际采集渗滤液处理站膜系统的工艺状态数据；

16、基于工艺状态数据，识别当前膜污染所处的阶段，并根据tmp的累积上升曲线和预设的化学清洗阈值，预测未来预设时间段内的工艺事件；

17、实时获取垃圾焚烧发电厂的能源侧数据，能源侧数据至少包括厂内自发电功率、厂用电总负荷、光伏发电功率、储能模块当前荷电状态soc、电网实时电价信号、焚烧炉实时炉膛温度信号；

18、基于工艺状态数据和能源侧数据，执行多模式调度过程；

19、根据调度过程生成并执行储能充放电指令，且所有充放电指令的执行均需满足膜系统工艺安全约束。

20、在一些实施例中，所述工艺安全约束包括工艺安全约束下的soc下限动态调整，当预测到未来预设时间内将发生膜化学清洗事件时，将储能soc下限从常规值临时上调至第一安全下限值，待膜化学清洗事件结束后，恢复至常规值；

21、当预测到浓缩液高位预警事件，且焚烧炉炉膛温度低于回喷所需的最低炉温阈值时，将储能soc下限从常规值临时上调至第二安全下限值，待浓缩液回喷完成后，恢复至常规值。

22、在一些实施例中，当多个调度模式同时触发时，膜清洗冲击平抑模式的执行优先级大于浓缩液回喷协同模式的执行优先级大于tmp爬坡补偿模式。

23、与现有技术相比，本发明提供的耦合供能系统及供能方法的有益效果包括：三个监测传感器、三个流量计及三个泵功率监测单元分别与uf膜系统、nf膜系统及ro膜系统相连接，用于分别采集tmp、tmp变化率、膜产水通量衰减速率及浓缩液储罐液位，能源感知组件用于获取垃圾焚烧发电厂的能源侧数据，耦合控制组件与工艺感知组件电连接，用于生成充放电指令，执行器与耦合控制组件和储能模块均电连接，用于接收耦合控制组件所生成的充放电指令，以控制储能模块的充放电功率。相较于现有技术，不仅能够采集并利用电气侧参数，还分别获取和利用uf膜系统、nf膜系统及ro膜系统的工艺运行数据，并生产充放电指令，用于控制储能模块的充放电功率，可以实现储能调度行为的及时和准确地响应，能够解决现有技术中因储能调度决策完全基于电气侧参数，从而导致储能调度行为盲目且滞后的技术问题。

1.一种耦合供能系统，配置为连接于渗滤液膜分离处理系统，渗滤液膜分离处理系统包括uf膜系统、nf膜系统及ro膜系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的耦合供能系统，其特征在于，所述耦合控制组件包括膜污染阶段识别模块、工艺事件预测模块、多模式调度策略库及soc动态调整模块，所述膜污染阶段识别模块用于依据tmp当前值及变化率，将膜污染程度划分为正常期、缓升期、加速期和临界期，所述工艺事件预测模块能够依据tmp的累积上升曲线和预设的清洗阈值tmpclean，并计算距下一次化学清洗的预计剩余时间，所述工艺事件预测模块能够基于浓缩液储罐液位的上升速率，预测浓缩液高位预警事件的发生时间，所述soc动态调整模块能够依据所述工艺事件预测模块的预测结果，动态调整所述储能模块的soc下限值。

3.根据权利要求2所述的耦合供能系统，其特征在于，所述tmp具有第一阈值、第二阈值及第三阈值，所述tmp变化率具有第一变化率阈值和第二变化率阈值，当所述tmp低于所述第一阈值且所述tmp变化率低于所述第一变化率阈值时，膜污染程度为所述正常期，当所述tmp介于所述第一阈值和所述第二阈值之间时，膜污染程度为所述缓升期，当所述tmp介于所述第二阈值与所述第三阈值之间，且所述tmp变化率高于所述第二变化率阈值时膜污染程度为所述加速期，当所述tmp高于所述第三阈值且根据当前所述tmp与所述tmp变化率的均值外推计算得到的距下一次化学清洗的预计剩余时间小于第一预设时间。

4.根据权利要求3所述的耦合供能系统，其特征在于，所述第一阈值为1.2～1.8 bar，所述第二阈值为2.0～2.5 bar，所述第三阈值为2.6～2.9 bar，且化学清洗阈值为3.0～3.2 bar。

5.根据权利要求2所述的耦合供能系统，其特征在于，所述多模式调度策略库至少包括膜清洗冲击平抑模式、tmp爬坡补偿模式及浓缩液回喷协同模式，且所述膜清洗冲击平抑模式中，当接收到清洗泵启动信号后，在预设时间窗口内控制所述储能模块以不低于预设功率放电。

6.根据权利要求5所述的耦合供能系统，其特征在于，所述tmp爬坡补偿模式中，提升膜高压泵运行通量至105%～120%额定通量，降低膜高压泵运行通量至80%～95%额定通量。

7.根据权利要求5所述的耦合供能系统，其特征在于，所述浓缩液回喷协同模式还包括：当炉膛温度高于第一炉温阈值且浓缩液储罐液位高于预设液位时，启动浓缩液回喷泵进行回喷。

8.一种耦合供能方法，其特征在于，运用如权利要求1-7任意一项所述的耦合供能系统，具体步骤如下；

9.根据权利要求8所述的耦合供能方法，其特征在于，所述工艺安全约束包括工艺安全约束下的soc下限动态调整，当预测到未来预设时间内将发生膜化学清洗事件时，将储能soc下限从常规值临时上调至第一安全下限值，待膜化学清洗事件结束后，恢复至常规值；

10.根据权利要求8所述的耦合供能方法，其特征在于，当多个调度模式同时触发时，膜清洗冲击平抑模式的执行优先级大于浓缩液回喷协同模式的执行优先级大于tmp爬坡补偿模式。