基于尾水发电的设备供电方法、系统及其存储介质

专利名称：基于尾水发电的设备供电方法、系统及其存储介质

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202111187512.X

专利申请（专利权）人：四川大学工程设计研究院有限公司
权利人地址：四川省成都市武侯区一环路南一段24号

专利发明（设计）人：杨中华

专利摘要：一种基于尾水发电的设备供电方法、系统及其存储介质，该设备供电方法包括以下步骤：获取污水厂尾水的水流量，以得出发电量；将发电量与最低耗电阈值进行比较，若发电量低于最低耗电阈值，则输出第一切换信号；若发电量超过最低耗电阈值，则输出用电检测信号；基于用电检测信号获取用电时间；若用电时间位于预设的用电高峰期内，则判断发电量是否低于最高耗电阈值，如果是，则输出第二切换信号；基于第一切换信号或者第二切换信号，将设备的供电切换成电网模式。本申请通过尾水发电模式对设备进行供电，有效利用尾水能源，实现节能减排；当尾水的发电量不满足对污水厂中设备的供电时，通过切换成电网模式，实现给设备提供稳定可靠的电源。

主权利要求：
1.一种基于尾水发电的设备供电方法，其特征在于，包括以下步骤：获取污水厂尾水的水流量，基于所述水流量得出发电量；
设备包括主供电设备和辅供电设备，其中，所述主供电设备的耗电量随着时间发生变化，所述辅供电设备的耗电量不变；
将所述发电量与最低耗电阈值进行比较，若所述发电量低于最低耗电阈值，则判断所述辅供电设备的耗电量是否低于所述发电量，如果是，则所述主供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式，所述辅供电设备的供电采用尾水发电模式；
若所述发电量超过最低耗电阈值，则输出用电检测信号；
基于所述用电检测信号获取当前所处的用电时间；
若所述用电时间位于预设的用电高峰期内，则判断所述发电量是否低于最高耗电阈值，如果是，则判断所述主供电设备的耗电量是否低于所述发电量，如果所述主供电设备的耗电量低于所述发电量，则所述主供电设备的供电采用尾水发电模式，所述辅供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式；
如果所述主供电设备的耗电量高于所述发电量，则所述主供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式，所述辅供电设备的供电采用尾水发电模式。
2.根据权利要求1所述的基于尾水发电的设备供电方法，其特征在于，基于所述水流量得出发电量的步骤之前，还包括：建立水流量与发电量的发电数据库；
基于所述水流量在发电数据库内选取对应的发电量。
3.根据权利要求1所述的基于尾水发电的设备供电方法，其特征在于，若所述用电时间位于预设的用电高峰期内，则判断所述发电量是否低于最高耗电阈值的步骤之后，还包括：建立用电高峰期内各个时间段与设备的耗电量之间对应的高峰耗电数据库，其中，各个时间段对应的所述耗电量均低于所述最高耗电阈值；
基于所述用电时间从高峰耗电数据库中选取对应的耗电量，判断所述发电量是否高于选取的耗电量，如果是，则输出第二提示信号。
4.一种计算机设备，其特征在于：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有被处理器加载并执行如权利要求1‑3中任一种所述的基于尾水发电的设备供电方法的计算机程序。
5.一种可读存储介质，其特征在于：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1‑3中任一种所述的基于尾水发电的设备供电方法的计算机程序。 说明书 : 基于尾水发电的设备供电方法、系统及其存储介质技术领域[0001] 本申请涉及电子通信技术领域，尤其是涉及一种基于尾水发电的设备供电方法、系统及其存储介质。背景技术[0002] 随着经济的发展，社会需求的增长，用水量逐年增加，政府对环境治理的逐渐重视，加强了污水处理方面的投资和建设，增强了污水处理能力。其中，污水处理厂尾水再生利用，符合国家节能减排、循环经济的产业政策。利用尾水发电，可以为污水处理厂内的设备提供电源。[0003] 针对上述中的相关技术，发明人认为不同时间段，污水处理厂产生的水流量不同，将影响发电量，无法为厂区设备提供稳定可靠电源。发明内容[0004] 为了给厂区设备提供稳定可靠的电源，本申请提供了一种基于尾水发电的设备供电方法、系统及其存储介质。[0005] 第一方面，本申请提供一种基于尾水发电的设备供电方法，采用如下的技术方案：[0006] 一种基于尾水发电的设备供电方法，包括以下步骤：[0007] 获取污水厂尾水的水流量，基于所述水流量得出发电量；[0008] 将所述发电量与最低耗电阈值进行比较，若所述发电量低于最低耗电阈值，则输出第一切换信号；若所述发电量超过最低耗电阈值，则输出用电检测信号；[0009] 基于所述用电检测信号获取当前所处的用电时间；[0010] 若所述用电时间位于预设的用电高峰期内，则判断所述发电量是否低于最高耗电阈值，如果是，则输出第二切换信号；[0011] 基于所述第一切换信号或者第二切换信号，将设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式。[0012] 通过采用上述技术方案，将发电量与最低耗电阈值相比较，便于知道尾水的发电量是否满足污水厂中设备的基本供电；如果当前发电量的用电时间处于用电高峰期，再将发电量与最高耗电阈值相比较，便于知道尾水的发电量是否满足污水厂中设备在用电高峰期的供电。当尾水的发电量满足对污水厂中设备的供电时，通过尾水发电模式对设备进行供电，有效利用尾水能源，实现节能减排；当尾水的发电量不满足对污水厂中设备的供电时，通过切换成电网模式对设备进行供电，实现给厂区设备提供稳定可靠的电源。[0013] 可选的，基于所述水流量得出发电量的步骤之前，还包括：[0014] 建立水流量与发电量的发电数据库；[0015] 基于所述水流量在发电数据库内选取对应的发电量。[0016] 通过采用上述技术方案，建立发电数据库，根据水流量得出发电量将更加快捷有效。[0017] 可选的，将所述发电量与最低耗电阈值进行比较的步骤之后，还包括：[0018] 建立用电低谷期内各个时间段与设备的耗电量之间对应的低谷耗电数据库，其中，各个时间段对应的所述耗电量均低于所述最低耗电阈值；[0019] 基于所述用电时间从低谷耗电数据库中选取对应的耗电量，判断所述发电量是否高于选取的耗电量，如果是，则输出第一提示信号。[0020] 通过采用上述技术方案，将设备在用电低谷期的耗电量按照时间段进行划分，如果发电量高于其所处时间段对应的耗电量，则输出第一提示信号，便于提醒工作人员当前用电时间的尾水发电量可以满足污水厂中设备的供电，可以切换成尾水发电模式对设备进行供电，有助于利用尾水能源。[0021] 可选的，若所述用电时间位于预设的用电高峰期内，则判断所述发电量是否低于最高耗电阈值的步骤之后，还包括：[0022] 建立用电高峰期内各个时间段与设备的耗电量之间对应的高峰耗电数据库，其中，各个时间段对应的所述耗电量均低于所述最高耗电阈值；[0023] 基于所述用电时间从高峰耗电数据库中选取对应的耗电量，判断所述发电量是否高于选取的耗电量，如果是，则输出第二提示信号。[0024] 通过采用上述技术方案，将设备在用电高峰期的耗电量按照时间段进行划分，如果发电量高于其所处时间段对应的耗电量，则输出第二提示信号，便于提醒工作人员当前用电时间的尾水发电量可以满足污水厂中设备的供电，可以切换成尾水发电模式对设备进行供电，有助于利用尾水能源。[0025] 可选的，若所述发电量低于最低耗电阈值的步骤之后，[0026] 所述设备包括主供电设备和辅供电设备，其中，所述主供电设备的耗电量随着时间发生变化，所述辅供电设备的耗电量不变；[0027] 如果所述辅供电设备的耗电量低于所述发电量，则所述主供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式，所述辅供电设备的供电采用尾水发电模式。[0028] 通过采用上述技术方案，将污水厂的设备划分成主供电设备和辅供电设备，当尾水的发电量较低，且发电量高于辅供电设备的耗电量时，主供电设备由电网模式进行供电，辅供电设备由尾水发电模式进行供电，进一步有效利用尾水能源，实现节能减排。[0029] 可选的，判断所述发电量是否低于最高耗电阈值的步骤之后，[0030] 如果所述主供电设备的耗电量低于所述发电量，则所述主供电设备的供电采用尾水发电模式，所述辅供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式；[0031] 如果所述主供电设备的耗电量高于所述发电量，则所述主供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式，所述辅供电设备的供电采用尾水发电模式。[0032] 通过采用上述技术方案，当尾水的发电量较高，但不足于同时对主供电设备和辅供电设备进行供电时，如果发电量高于主供电设备的耗电量，则主供电设备由尾水发电模式进行供电，辅供电设备由电网模式进行供电；否则，主供电设备由电网模式进行供电，辅供电设备由尾水发电模式进行供电，进一步有效利用尾水能源，实现节能减排。[0033] 第二方面，本申请提供一种基于尾水发电的设备供电系统，采用如下的技术方案：[0034] 一种基于尾水发电的设备供电系统，包括电量获取模块、第一处理模块、时间获取模块、第二处理模块和模式切换模块；[0035] 所述电量获取模块用于获取污水厂尾水的水流量，并基于所述水流量得出发电量；[0036] 所述第一处理模块与所述电量获取模块连接，用于接收所述发电量，并将所述发电量与最低耗电阈值进行比较，若所述发电量低于最低耗电阈值，则输出第一切换信号；若所述发电量超过最低耗电阈值，则输出用电检测信号；[0037] 所述时间获取模块与所述第一处理模块连接，用于接收所述用电检测信号，并基于所述用电检测信号获取当前所处的用电时间；[0038] 所述第二处理模块与所述时间获取模块连接，用于接收所述用电时间，若所述用电时间位于预设的用电高峰期内，则判断所述发电量是否低于最高耗电阈值，如果是，则输出第二切换信号；[0039] 所述模式切换模块分别与所述第一处理模块和第二处理模块连接，用于接收所述第一切换信号和第二切换信号，并基于所述第一切换信号或者第二切换信号，将设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式。[0040] 通过采用上述技术方案，第一处理模块将发电量与最低耗电阈值相比较，便于知道尾水的发电量是否满足污水厂中设备的基本供电；如果当前发电量的用电时间处于用电高峰期，第二处理模块再将发电量与最高耗电阈值相比较，便于知道尾水的发电量是否满足污水厂中设备在用电高峰期的供电。当尾水的发电量满足对污水厂中设备的供电时，通过尾水发电模式对设备进行供电，有效利用尾水能源，实现节能减排；当尾水的发电量不满足对污水厂中设备的供电时，模式切换模块通过切换成电网模式对设备进行供电，实现给厂区设备提供稳定可靠的电源。[0041] 可选的，所述电量获取模块包括第一数据单元、水量获取单元和电量选取单元；[0042] 所述第一数据单元用于建立水流量与发电量的发电数据库；[0043] 所述水量获取单元用于获取污水厂尾水的水流量；[0044] 所述电量选取单元分别与第一数据单元和水量获取单元连接，用于接收所述水流量，并基于所述水流量在发电数据库内选取对应的发电量。[0045] 通过采用上述技术方案，建立发电数据库，根据水流量得出发电量将更加快捷有效。[0046] 第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下的技术方案：[0047] 一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有被处理器加载并执行上述一种基于尾水发电的设备供电方法中任一种方法的计算机程序。[0048] 第四方面，本申请提供一种存储介质，采用如下的技术方案：[0049] 一种存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述一种基于尾水发电的设备供电方法中任一种方法的计算机程序。[0050] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：将发电量与最低耗电阈值相比较，便于知道尾水的发电量是否满足污水厂中设备的基本供电；如果当前发电量的用电时间处于用电高峰期，再将发电量与最高耗电阈值相比较，便于知道尾水的发电量是否满足污水厂中设备在用电高峰期的供电。当尾水的发电量满足对污水厂中设备的供电时，通过尾水发电模式对设备进行供电，有效利用尾水能源，实现节能减排；当尾水的发电量不满足对污水厂中设备的供电时，通过切换成电网模式对设备进行供电，实现给厂区设备提供稳定可靠的电源。附图说明[0051] 图1是本申请其中一种实施方式的方法流程图。[0052] 图2是本申请另一种实施方式的系统框图。具体实施方式[0053] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1‑2及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。[0054] 本申请实施例公开一种基于尾水发电的设备供电方法，参照图1，包括以下步骤：[0055] S1、获取污水厂尾水的水流量，基于水流量得出发电量。[0056] 本申请中，可以通过水流量传感器采集污水的流速，再通过与已知的水流横截面积的乘积计算出水流量。水流量传感器主要有水表和涡轮流量计、电磁流量计和超声波流量计等。通过建立水流量与发电量的发电数据库；基于水流量在发电数据库内选取对应的发电量，可以更加快捷有效的得出发电量。其他实施方式，可以预存的发电量计算公式，根据计算公式计算出发电量。[0057] S2、将发电量与最低耗电阈值进行比较，若发电量低于最低耗电阈值，则输出第一切换信号；若发电量超过最低耗电阈值，则输出用电检测信号。[0058] 本申请中，最低耗电阈值可以根据实际情况进行设置，比如，污水厂中设备正常工作的基本耗电量为L1，则最低耗电阈值可以设置为L1。[0059] S3、基于用电检测信号获取当前所处的用电时间。[0060] S4、若用电时间位于预设的用电高峰期内，则判断发电量是否低于最高耗电阈值，如果是，则输出第二切换信号；[0061] 需要说明的是，污水处理厂的电能消耗主要用在污水和污泥的提升、生物处理的供氧和回流、污泥的稳定和处理等方面。其中，生化处理是污水厂能力消耗的主要部分。其中，鼓风曝气的能耗最大，一般约占到50%；污水提升过程也是能量消耗的重要环节，其能耗约占全厂能耗的20%。因此，污水处理厂的设备也存在用电低谷期和用电高峰期。比如，某污水处理厂的用电高峰期为9:00——21:00，用电低谷期为0:00——9:00和21:00——24:00。[0062] 本申请中，最高耗电阈值可以根据实际情况进行设置，比如，污水厂中设备最大工作的耗电量为M1，则最高耗电阈值可以设置为M1。[0063] S5、基于第一切换信号或者第二切换信号，将设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式。[0064] 需要说明的是，尾水发电模式就是通过将存储的尾水进行放水发电，产生的电能对污水处理厂中的设备供电。本申请中，除了对设备供电需要的尾水进行发电，多余的尾水可以采用弃水处理。[0065] 在步骤S2之后，还包括：[0066] S21、建立用电低谷期内各个时间段与设备的耗电量之间对应的低谷耗电数据库，其中，各个时间段对应的耗电量均低于最低耗电阈值。[0067] S22、基于用电时间从低谷耗电数据库中选取对应的耗电量，判断发电量是否高于选取的耗电量，如果是，则输出第一提示信号。[0068] 需要说明的是，污水处理厂的设备虽然存在用电低谷期和用电高峰期，但是设备的耗电量在用电低谷期的各个时间段均不相同，比如，设备在0:00——6:00的耗电量为L2，在6:00——9:00的耗电量为L3，在21:00——24:00的耗电量为L4，其中，L2、L3和L4均低于L1。如果当前的用电时间处于0:00——6:00时间段内，则将L1与L2进行比较，即判断当前发电量是否满足设备正常工作，工作人员可以根据第一提示信号决定是否要切换成尾水发电模式对设备进行供电。[0069] 本申请中，将设备在用电低谷期的耗电量按照时间段进行划分，如果发电量高于其所处时间段对应的耗电量，则输出第一提示信号，便于提醒工作人员当前用电时间的尾水发电量可以满足污水厂中设备的供电，可以切换成尾水发电模式对设备进行供电，有助于利用尾水能源。[0070] 在步骤S4之后，还包括：[0071] S41、建立用电高峰期内各个时间段与设备的耗电量之间对应的高峰耗电数据库，其中，各个时间段对应的耗电量均低于最高耗电阈值。[0072] S42、基于用电时间从高峰耗电数据库中选取对应的耗电量，判断发电量是否高于选取的耗电量，如果是，则输出第二提示信号。[0073] 需要说明的是，污水处理厂的设备虽然存在用电低谷期和用电高峰期，但是设备的耗电量在用电高峰期的各个时间段均不相同，比如，设备在9:00——11:00的耗电量为M2，在11:00——15:00的耗电量为M3，在15:00——17:00的耗电量为M4，在17:00——21:00的耗电量为M5，其中，M2、M3、M4和M5均低于M1。如果当前的用电时间处于9:00——11:00时间段内，则将M1与M2进行比较，即判断当前发电量是否满足设备正常工作，工作人员可以根据第二提示信号决定是否要切换成尾水发电模式对设备进行供电。[0074] 本申请中，将设备在用电高峰期的耗电量按照时间段进行划分，如果发电量高于其所处时间段对应的耗电量，则输出第二提示信号，便于提醒工作人员当前用电时间的尾水发电量可以满足污水厂中设备的供电，可以切换成尾水发电模式对设备进行供电，有助于利用尾水能源。[0075] 在步骤S2之后，设备包括主供电设备和辅供电设备，其中，主供电设备的耗电量随着时间发生变化，辅供电设备的耗电量不变；如果辅供电设备的耗电量低于发电量，则主供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式，辅供电设备的供电采用尾水发电模式。[0076] 需要说明的是，主供电设备的耗电量可以根据实际情况进行设置，并且主供电设备的耗电量需要按照不同时间段分别进行设置，比如，主供电设备包括污水提升泵、鼓风机、浓缩机、脱水机和出泥泵。辅供电设备可以根据实际情况进行设置，并且辅供电设备的耗电量是不变的，比如，辅供电设备包括照明灯、空调和电脑。[0077] 本申请中，将污水厂的设备划分成主供电设备和辅供电设备，当尾水的发电量较低，且发电量高于辅供电设备的耗电量时，主供电设备由电网模式进行供电，辅供电设备由尾水发电模式进行供电，进一步有效利用尾水能源，实现节能减排。[0078] 在步骤S4之后，如果主供电设备的耗电量低于发电量，则主供电设备的供电采用尾水发电模式，辅供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式；如果主供电设备的耗电量高于发电量，则主供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式，辅供电设备的供电采用尾水发电模式。[0079] 本申请中，当尾水的发电量较高，但不足于同时对主供电设备和辅供电设备进行供电时，如果发电量高于主供电设备的耗电量，则主供电设备由尾水发电模式进行供电，辅供电设备由电网模式进行供电；否则，主供电设备由电网模式进行供电，辅供电设备由尾水发电模式进行供电，进一步有效利用尾水能源，实现节能减排。[0080] 本申请实施例一种基于尾水发电的设备供电方法的实施原理为：将发电量与最低耗电阈值相比较，便于知道尾水的发电量是否满足污水厂中设备的基本供电；如果当前发电量的用电时间处于用电高峰期，再将发电量与最高耗电阈值相比较，便于知道尾水的发电量是否满足污水厂中设备在用电高峰期的供电。当尾水的发电量满足对污水厂中设备的供电时，通过尾水发电模式对设备进行供电，有效利用尾水能源，实现节能减排；当尾水的发电量不满足对污水厂中设备的供电时，通过切换成电网模式对设备进行供电，实现给厂区设备提供稳定可靠的电源。[0081] 本申请实施例还公开一种基于尾水发电的设备供电系统，参照图2，包括电量获取模块、第一处理模块、时间获取模块、第二处理模块和模式切换模块；电量获取模块用于获取污水厂尾水的水流量，并基于水流量得出发电量。[0082] 第一处理模块与电量获取模块连接，用于接收发电量，并将发电量与最低耗电阈值进行比较，若发电量低于最低耗电阈值，则输出第一切换信号；若发电量超过最低耗电阈值，则输出用电检测信号。[0083] 时间获取模块与第一处理模块连接，用于接收用电检测信号，并基于用电检测信号获取当前所处的用电时间；第二处理模块与时间获取模块连接，用于接收用电时间，若用电时间位于预设的用电高峰期内，则判断发电量是否低于最高耗电阈值，如果是，则输出第二切换信号。[0084] 模式切换模块分别与第一处理模块和第二处理模块连接，用于接收第一切换信号和第二切换信号，并基于第一切换信号或者第二切换信号，将设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式。[0085] 电量获取模块包括第一数据单元、水量获取单元和电量选取单元；第一数据单元用于建立水流量与发电量的发电数据库；水量获取单元用于获取污水厂尾水的水流量；电量选取单元分别与第一数据单元和水量获取单元连接，用于接收水流量，并基于水流量在发电数据库内选取对应的发电量。本申请通过建立发电数据库，根据水流量得出发电量将更加快捷有效。[0086] 第一处理模块包括第二数据单元和第一提示单元；第二数据单元用于建立用电低谷期内各个时间段与设备的耗电量之间对应的低谷耗电数据库，其中，各个时间段对应的耗电量均低于最低耗电阈值；第一提示单元分别与时间获取模块和第二数据单元连接，用于接收用电时间和低谷耗电数据库，并基于用电时间从低谷耗电数据库中选取对应的耗电量，判断发电量是否高于选取的耗电量，如果是，则输出第一提示信号。[0087] 第二处理模块包括第三数据单元和第二提示单元；第三数据单元用于建立用电高峰期内各个时间段与设备的耗电量之间对应的高峰耗电数据库，其中，各个时间段对应的耗电量均低于所述最高耗电阈值；第二提示单元分别与时间获取模块和第三数据单元连接，用于接收用电时间和高峰耗电数据库，并基于用电时间从高峰耗电数据库中选取对应的耗电量，判断发电量是否高于选取的耗电量，如果是，则输出第二提示信号。[0088] 第一处理模块还包括设备划分单元和第一控制单元，设备划分单元用于将设备划分成主供电设备和辅供电设备，其中，主供电设备的耗电量随着时间发生变化，辅供电设备的耗电量不变；第一控制单元与电量获取模块连接，用于接收发电量，如果辅供电设备的耗电量低于发电量，则主供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式，辅供电设备的供电采用尾水发电模式。[0089] 第二处理模块还包括第二控制单元，第二控制单元与电量获取模块连接，用于接收发电量，如果主供电设备的耗电量低于发电量，则主供电设备的供电采用尾水发电模式，辅供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式；如果主供电设备的耗电量高于发电量，则主供电设备的供电从尾水发电模式切换成电网模式，辅供电设备的供电采用尾水发电模式。[0090] 本申请实施例还公开一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有被处理器加载并执行上述一种基于尾水发电的设备供电方法中任一种方法的计算机程序。[0091] 本申请实施例还公开一种存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述一种基于尾水发电的设备供电方法中任一种方法的计算机程序。[0092] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

专利地区：四川

专利申请日期：2021-10-12

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN113991836B