公布日：2022.07.22
申请日：2022.05.10
分类号：C02F9/08(2006.01)I;H02J7/35(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种光伏发电污水处理一体化设备及其控制方法，将一体化设备的耗能部分依次划分为各个能耗系统，当光照强度够强时采用光伏发电系统进行全天供电；当光伏发电系统较弱且市电网系统正常供电时，则根据光伏发电系统的供电量按照不同能耗系统合理分配光伏发电系统与市电网系统的供电比例；当光伏发电系统较弱且市电网系统断电时，根据调节池的液面高度选择不同的能耗系统供电次序以实现光伏发电系统的有序单一供电。通过上述方式，本发明提供光照充足、光照不足以及市电停电等不同工况条件下光伏发电系统与市电网系统的协同控制模式，提高了设备的运行效率，降低了设备运行能耗。
权利要求书
1.一种光伏发电污水处理一体化设备，其特征在于，包括控制系统(10)、用于将调节池的污水提升至污水处理一体化设备的提升系统(40)、曝气系统(50)、回流系统(60)、加药系统(70)、消毒系统(80)、以及搅拌系统(90)，所述提升系统(40)、曝气系统(50)、回流系统(60)、加药系统(70)、消毒系统(80)、以及搅拌系统(90)分别与光伏发电系统(20)与市电网系统(30)电连接，并在各组连接线路上均设置有控制开关(2)，所述光伏发电系统(20)包括光伏板、以及设置于所述光伏板上的光照测量仪(21)，所述调节池内设置有液位传感器(1)，所述光照测量仪(21)、液位传感器(1)、以及多组控制开关(2)均与所述控制系统(10)信号连接。
2.根据权利要求1所述的光伏发电污水处理一体化设备，其特征在于，所述控制系统(10)包括指令模块(11)、存储模块(12)、与所述光照测量仪(21)信号连接的光伏发电量监测模块(13)、与所述市电网系统(30)信号连接的市电监测模块(14)、与所述液位传感器(1)信号连接的液位判断模块(15)、以及分别与多组所述控制开关(2)信号连接的开关切换模块(16)。
3.根据权利要求2所述的光伏发电污水处理一体化设备，其特征在于，所述存储模块(12)内存储所述提升系统(40)、曝气系统(50)、回流系统(60)、加药系统(70)、消毒系统(80)、以及搅拌系统(90)的各个能耗系统正常工作一天的标准用电量，所述指令模块(11)分别与所述存储模块(12)与所述光伏发电量监测模块(13)电连接，以将所述光伏发电系统(20)的供电量分别与各个系统正常工作时的标准用电量比较，判断所述光伏发电系统(20)是否至少满足所述提升系统(40)、曝气系统(50)、回流系统(60)、加药系统(70)、消毒系统(80)、以及搅拌系统(90)中任意一个能耗系统的用电需求。
4.根据权利要求2所述的光伏发电污水处理一体化设备，其特征在于，所述市电监测模块(14)与所述指令模块(11)电连接，以监测所述市电网系统(30)是否正常供电，并将监测信号传递给所述指令模块(11)；所述液位判断模块(15)内置液位预设值，以将所述液位传感器(1)监测的所述调节池的液位信息与所述液位预设值比较。
5.根据权利要求4所述的光伏发电污水处理一体化设备，其特征在于，所述开关切换模块(16)内置两级能耗系统的供电顺序，并包括依次对所述提升系统(40)、曝气系统(50)、回流系统(60)、加药系统(70)、消毒系统(80)、以及搅拌系统(90)按顺序进行单一供电的一级供电次序、以及依次对所述曝气系统(50)、回流系统(60)、加药系统(70)、消毒系统(80)、以及搅拌系统(90)按顺序进行单一供电的二级供电次序。
6.根据权利要求5所述的光伏发电污水处理一体化设备，其特征在于，所述指令模块(11)分别与所述液位判断模块(15)与开关切换模块(16)电连接，以在所述调节池液位超过液位预设值时，采用所述一级供电次序，在所述调节池液位不超过液位预设值时，采用所述二级供电次序。
7.一种光伏发电污水处理一体化设备的控制方法，采用权利要求1至6任意一项所述的光伏发电污水处理一体化设备，其特征在于，包括以下步骤：S1、检测当前光照强度与市电网系统(30)工作状态，若光照强度满足全部能耗系统的耗电量，则全天采用光伏发电系统(20)供电；若光照强度不满足全部能耗系统的耗电量且市电网系统(30)正常供电，则执行步骤S2；若光照强度不满足全部能耗系统的耗电量且市电网系统(30)断电，则执行步骤S3；S2、将光伏发电系统(20)的供电量分别与各个能耗系统正常工作时的标准用电量比较，若光伏发电系统(20)足够维持单个能耗系统或者多个(非全部)能耗系统的耗电量，则对这些能耗系统采用光伏发电系统(20)供电，剩余能耗系统采用市电网系统(30)供电；若光伏发电系统(20)不足以维持任意一个能耗系统的正常运转，则全部能耗系统均采用市电网系统(30)供电；S3、根据调节池的液位信息采用不同的供电顺序对各组能耗系统供电。
8.根据权利要求7所述的光伏发电污水处理一体化设备的控制方法，其特征在于，所述能耗系统包括提升系统(40)、曝气系统(50)、回流系统(60)、加药系统(70)、消毒系统(80)、以及搅拌系统(90)。
9.根据权利要求8所述的光伏发电污水处理一体化设备的控制方法，其特征在于，在步骤S3中，当调节池液位超过液位预设值时，光伏发电系统(20)依次对所述提升系统(40)、曝气系统(50)、回流系统(60)、加药系统(70)、消毒系统(80)、以及搅拌系统(90)按顺序进行单一供电。10.根据权利要求8所述的光伏发电污水处理一体化设备的控制方法，其特征在于，在步骤S3中，当调节池液位不超过液位预设值时，光伏发电系统(20)依次对所述曝气系统(50)、回流系统(60)、加药系统(70)、消毒系统(80)、以及搅拌系统(90)按顺序进行单一供电。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种光伏发电污水处理一体化设备及其控制方法，通过将一体化设备的耗能部分依次划分为各个能耗系统，并提供光照充足、光照不足以及市电停电等不同工况条件下光伏发电系统与市电网系统的协同控制模式，提高了设备的运行效率，降低了设备运行能耗，并保证污水处理顺利且安全的进行。
为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：
一种光伏发电污水处理一体化设备，包括控制系统、用于将调节池的污水提升至污水处理一体化设备的提升系统、曝气系统、回流系统、加药系统、消毒系统、以及搅拌系统，所述提升系统、曝气系统、回流系统、加药系统、消毒系统、以及搅拌系统分别与光伏发电系统与市电网系统电连接，并在各组连接线路上均设置有控制开关，所述光伏发电系统包括光伏板、以及设置于所述光伏板上的光照测量仪，所述调节池内设置有液位传感器，所述光照测量仪、液位传感器、以及多组控制开关均与所述控制系统信号连接。
进一步的，所述控制系统包括指令模块、存储模块、与所述光照测量仪信号连接的光伏发电量监测模块、与所述市电网系统信号连接的市电监测模块、与所述液位传感器信号连接的液位判断模块、以及分别与多组所述控制开关信号连接的开关切换模块。
进一步的，所述存储模块内存储所述提升系统、曝气系统、回流系统、加药系统、消毒系统、以及搅拌系统的各个能耗系统正常工作一天的标准用电量，所述指令模块分别与所述存储模块与所述光伏发电量监测模块电连接，以将所述光伏发电系统的供电量分别与各个系统正常工作时的标准用电量比较，判断所述光伏发电系统是否至少满足所述提升系统、曝气系统、回流系统、加药系统、消毒系统、以及搅拌系统中任意一个能耗系统的用电需求。
进一步的，所述市电监测模块与所述指令模块电连接，以监测所述市电网系统是否正常供电，并将监测信号传递给所述指令模块；
所述液位判断模块内置液位预设值，以将所述液位传感器监测的所述调节池的液位信息与所述液位预设值比较。
进一步的，所述开关切换模块内置两级能耗系统的供电顺序，并包括依次对所述提升系统、曝气系统、回流系统、加药系统、消毒系统、以及搅拌系统按顺序进行单一供电的一级供电次序、以及依次对所述曝气系统、回流系统、加药系统、消毒系统、以及搅拌系统按顺序进行单一供电的二级供电次序。
进一步的，所述指令模块分别与所述液位判断模块与开关切换模块电连接，以在所述调节池液位超过液位预设值时，采用所述一级供电次序，在所述调节池液位不超过液位预设值时，采用所述二级供电次序。
一种光伏发电污水处理一体化设备的控制方法，采用所述的光伏发电污水处理一体化设备，包括以下步骤：
S1、检测当前光照强度与市电网系统工作状态，若光照强度满足全部能耗系统的耗电量，则全天采用光伏发电系统供电；若光照强度不满足全部能耗系统的耗电量且市电网系统正常供电，则执行步骤S2；若光照强度不满足全部能耗系统的耗电量且市电网系统断电，则执行步骤S3；
S2、将光伏发电系统的供电量分别与各个能耗系统正常工作时的标准用电量比较，若光伏发电系统足够维持单个能耗系统或者多个(非全部)能耗系统的耗电量，则对这些能耗系统采用光伏发电系统供电，剩余能耗系统采用市电网系统供电；若光伏发电系统不足以维持任意一个能耗系统的正常运转，则全部能耗系统均采用市电网系统供电；
S3、根据调节池的液位信息采用不同的供电顺序对各组能耗系统供电。
进一步的，所述能耗系统包括提升系统、曝气系统、回流系统、加药系统、消毒系统、以及搅拌系统。
进一步的，在步骤S3中，当调节池液位超过液位预设值时，光伏发电系统依次对所述提升系统、曝气系统、回流系统、加药系统、消毒系统、以及搅拌系统按顺序进行单一供电。
进一步的，在步骤S3中，当调节池液位不超过液位预设值时，光伏发电系统依次对所述曝气系统、回流系统、加药系统、消毒系统、以及搅拌系统按顺序进行单一供电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的光伏发电污水处理一体化设备的控制方法，通过将一体化设备的耗能部分依次划分为各个能耗系统。当光照强度够强时采用光伏发电系统进行全天供电。当光伏发电系统较弱且市电网系统正常供电时，则根据光伏发电系统的供电量按照不同能耗系统合理分配光伏发电系统与市电网系统的供电比例。当光伏发电系统较弱且市电网系统断电时，根据调节池的液面高度选择不同的能耗系统供电次序以实现光伏发电系统的有序单一供电。本发明能够提供光照充足、光照不足以及市电停电等不同工况条件下光伏发电系统与市电网系统的协同控制模式，提高了设备的运行效率，降低了设备运行能耗。
2.本发明的光伏发电污水处理一体化设备，通过在光伏发电系统上设置光照测量仪，能够实时监测当前光照强弱，从而根据光照强弱合理分别光伏发电系统与市电网系统的供电比例。同时，调节池内设置有液位传感器，能够监测调节池内的污水液面，以将污水液面与预设值相比，从而选择提升系统是否作为第一优先级供电，防止调节池内污水外溢，影响正常的污水处理工作。
（发明人：秦雄;周艳;王涛;闵红平;汪小东;霍培书;汤丁丁;赵皇;程飞跃;刘成辉）
