[發明專利]一種基于油電混合聯供的綜合能源管理系統及方法

有效

• 申請號: 201910875348.8
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110610270B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 馬大中;于春洋;胡旭光;任程澤;馮健;張化光;李云博;徐臨平;王睿
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/02;G06Q50/06;H02J3/32;H02J3/38;H02J13/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 陳曦

本發明的一種基于油電混合聯供的綜合能源管理系統及方法，融合油、電耦合技術，實現油電混合聯供綜合能源系統對油品電力收集和電力驅動雙模模式，根據現場工況進行雙模切換，并對能量進行存儲及應用。系統根據實時檢測現場工況及系統狀況，對系統進行預估控制，優化系統供配電模式，采用雙模驅動模式，添加電機單元取代輸油工藝中的減壓閥，起到調壓穩流的作用，保證生產。其構建多元存儲系統，創建V2PS模式，保障站場運輸車及其他電動車輛能源補給問題的同時，增加系統的魯棒性。所發明系統能帶來一定的經濟效益的同時，可預防電力系統崩潰及其他突發狀況對生產系統的影響，保證生產。

技術領域

本發明涉及輸油管線能量收集及聯供系統領域，涉及一種基于油電混合聯供的綜合能源管理系統及方法。

背景技術

在油氣資源開發中，高壓管線是實現石油遠距離運輸的最快捷、經濟的手段。隨著我國油田的相繼開發，在全國范圍內已有上千公里的輸油管線處于長期服役中。而管道常因使用需要而穿越各種地形(河谷、山川)和公共設施(管渠、公路、鐵路)等，并因各種環境因素不同的氣候條件、外界自然條件、地基的縱橫移動影響以及石油運輸過程的工藝流程對管道進行加壓處理，石油在管道內高速運行，攜帶巨大的動能，在油品運輸中的進站和出站過程，尤其是油品下載過程中的巨大能量都浪費。

目前國內外缺少收集油品傳輸過程所攜帶的能量的方法，主要是通過油罐與大氣連接，形成壓力差，把能量以壓力以及勢能的形式轉化到大氣中。這樣的轉化對能量也造成了不必要的浪費。并且，當前系統中各電氣閥由中控系統控制,但是遇到惡意攻擊等突發狀況，缺少備用電能的無延遲供應及動力設備，系統的魯棒性及容錯率都大大降低。因此油品傳輸中油品所攜帶的能量的收集和系統備用能量體系的完善是亟待解決的問題。目前的輸油管線網絡缺少能量收集及應用的方法，只是單純的具備生產能力，且每年需要支付高昂的耗電費。目前中國以物流車和客車為突破點來發展燃料電池產業，因此，在各站場運輸油物流罐車充能問題也是待解決的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于油電混合聯供的綜合能源管理系統及方法，可融合油、電耦合技術，實現油電混合聯供，對油品電力收集和電力驅動雙模模式，根據現場工況進行雙模切換，并對能量進行存儲及應用。

本發明提供一種基于油電混合聯供的綜合能源管理系統，包括：G/M電機單元、控制單元、通信單元、檢測單元、儲能單元和功耗單元；

所述G/M電機單元設置于輸油管道上，包括多個電機和雙向能量變換器，所述雙向能量變換器通過直流母線分別與儲能單元和功耗單元連接，通過PWM調制技術實現電機的發電模式和電動模式的轉換，既可對流體能量進行收集和轉換，又可向輸油管道提供動力；

所述儲能單元包括電池堆，并網于直流母線，用于存儲電機產生的電能；

所述功耗單元通過逆變單元與直流母線連接；

所述檢測單元用于檢測電機的電流、電壓、轉速以及電池溫度和管路的液位、流體流速、流體壓強，并通過通信單元與輸油系統調控中心進行信息交互；

所述通信單元用于將檢測單元所采集的信息和輸油系統調控中心的信息發送給控制單元；

所述控制單元對檢測單元所采集的信息和輸油系統調控中心的信息進行處理生成控制指令，控制修正G/M電機單元阻尼、控制電機的工作模式、控制電池堆的拓撲關系、控制直流母線電能的應用。

本發明還提供一種基于油電混合聯供的綜合能源管理方法，包括如下步驟：

步驟1：油品啟輸后，啟動G/M電機單元，檢測其電機組是否正常工作，如果正常發電工作，則進入步驟2；若沒有電能輸出，則故障申報；

步驟2：電機組產生的電能經雙向能量變換器整流濾波后輸出到直流母線，再通過DC/DC斬波電路進行斬波處理后對儲能單元進行充電，通過DC/AC逆變電路處理后用于站場功耗單元的供電；