部分负载削减以实现电力负载的完全再生供电的制作方法

本发明涉及一种用于操作生产设备以在连接到本地能源网(例如公用电网)时生产绿色产品的方法。

背景技术：

1、许多绿色能源(例如，太阳能或风能)是非常不稳定的，这意味着它们输送的电量是变化无常的。如果在这些困难的边界条件下没有用于匹配发电和消耗的适当方法，则更可能发生负载以及电源的不希望的跳闸或断开。目前，针对该问题的一种解决方案是将来自于不稳定源的电力使用限制在低于其生产能力的水平。该解决方案限制了利用在全球许多偏远地区处可用的可再生能源的全部潜力的可能性，在全球许多偏远地区处可能存在用于产生可再生能源的最佳条件。

2、从us2008/0001479 a1中已知一种用于支持电网中的频率的方法和装置。

3、目前，存在可再生能源的显著未使用的潜力，其未被馈送到现有电网中。可以利用该可用电力来大规模地生产绿色氢气、甲醇、电燃料或等同物，这将为驱动能源转型发展提供显著贡献。

技术实现思路

1、本发明涉及一种方法，该方法操作生产设备以在连接到本地能源网时使用多个绿色发电系统的可再生发电来输送第一电量并生产最终输出产品，该方法包括：调度多个绿色发电系统以将第一电量输送到生产设备，多个绿色发电系统能够操作以产生最大的可发电的电量并由控制器控制；限定用于第一电量的电力缓冲；从生产设备汲取第二电量以给系统供电，该系统操作以生产最终输出产品，汲取的步骤还包括：响应于第二电量的第一部分的消耗，对第一负载供电以生产第一输出产品；部分地基于第一输出产品并响应于第二电量的第二部分的消耗，对第二负载供电以生产最终输出产品；计算最大的可发电的电量减去电力缓冲与第二电量之间的电力差；响应于电力差指示第二电量大于最大的可发电的电量减去电力缓冲，减少第二电量，减少的步骤遵循减少的顺序，其包括：针对第一负载和第二负载中的每一个负载确定选择规则以减少第二电量，其中选择规则部分地基于第一负载和第二负载中的每一个负载的重启规则、产品储存规则、最终产品接近度规则、超尺寸规则和量级规则中的至少两者；基于对选择规则的计算来减少第二电量的第一部分和第二电量的第二部分中的一者。

2、电力缓冲可以被定义为在第一电量可能不足的情况下可以用于输送到生产设备的电量。电力缓冲可以被定义为用于第一电量的电力缓冲。

3、在一个方面，一种在与外部电网隔离时操作微电网的方法，该方法包括调度多个绿色发电系统以向微电网输送第一电量。该方法还包括从微电网汲取第二电量以向系统供电，该系统操作以生产最终输出产品。汲取的步骤还包括响应于第二电量的第一部分的消耗而对第一负载供电以生产第一输出产品，并且部分地基于第一输出产品并响应于第二电量的第二部分的消耗而对第二负载供电以生产最终输出产品。该方法还包括计算第一电量与第二电量之间的电力差，并且响应于电力差指示第二电量大于第一电量来减少第二电量。该减少的步骤遵循减少的顺序，其包括部分地基于第一负载和第二负载中的每一个负载的重启规则、产品储存规则、最终产品接近度规则、超尺寸规则和量级规则中的至少两者来计算或确定第一负载和第二负载中的每一个负载的选择规则，并且基于对选择规则的计算来减少第二电量的第一部分和第二电量的第二部分中的一者。

4、该方法还可以包括部分地基于重启规则、产品储存规则、最终产品接近度规则、超尺寸规则和量级规则中的每一者来计算选择规则。

5、计算选择规则可以被定义为选择、确定和/或计算选择规则，其中选择规则可以从不同的规则中选择。

6、该方法还可以包括将第一输出产品输送到第一缓冲器，第一缓冲器提高第一负载的产品储存规则。

7、该方法还可以包括针对第一负载和第二负载中的每一个负载计算自动化水平和生产改变能力，并且部分地基于重启规则、产品储存规则、最终产品接近度规则、超尺寸规则、量级规则、自动化水平和生产改变能力中的每一者来计算选择规则。

8、该方法还可以包括将所计算的选择规则存储在微电网控制器中。

9、该方法还可以包括这样的布置，其中第一负载是软化水设备、电解器和甲醇合成设备中的一者，第二负载是电解器、甲醇合成设备和甲醇制汽油设备中的一者。

10、该方法还可以包括这样的布置，其中第一负载和第二负载包括多个子系统，该方法还包括针对多个子系统中的每一个子系统计算选择规则。

11、该方法还可以包括这样的布置，其中绿色发电系统包括风力涡轮机、太阳能发电系统和绿色燃料燃气涡轮机中的一者。

12、该方法还可以包括这样的布置，其中第一负载包括电解器，第一输出产品包括氢气，第二负载包括甲醇制汽油设备，并且最终输出产品包括汽油，并且其中汲取的步骤还包括响应于氢气和第二电量的第三部分的消耗而对甲醇合成设备供电以生产甲醇，并且将甲醇输送到汽油设备。

13、该方法还可以包括这样的布置，其中第一负载是甲醇合成设备，第一输出产品包括甲醇，第二负载是甲醇制汽油设备，并且最终输出产品是汽油，该方法还包括操作电解器以产生氢气，并且将氢气输送到甲醇合成设备以用于甲醇的生产。

14、该方法还可以包括将第一输出产品从第一负载输送到第一缓冲器，以及将第一输出产品从第一缓冲器输送到第二负载。

15、该方法还可以包括这样的布置，其中第一缓冲器是软化水罐、氢气罐和甲醇罐中的一者。

16、该方法还可以包括这样的布置，其中减少的步骤包括部分地基于选择规则来降低多个子系统中的一个子系统的操作设定点。

17、该方法还可以包括将水输送到电解器，电解器使用水生产氢气，将水输送到电子蒸汽发生器，以及操作电子蒸汽发生器以产生蒸汽。

18、该方法还可以包括将蒸汽输送到直接空气捕获设备，操作直接空气捕获设备以使用蒸汽从空气流动中提取二氧化碳，以及将二氧化碳输送到甲醇合成设备以用于生产甲醇。

19、本发明还涉及一种使用多个绿色发电系统的可再生发电来输送第一电量并生产最终输出产品的生产设备，该生产设备包括：连接到本地能源网的多个绿色发电系统，多个绿色发电系统输送第一电量并可操作以产生最大的可发电的电量；控制器，用于控制多个绿色发电系统；其中定义了用于第一电量的电力缓冲器，并且定义了由最大的可发电的电量减去第一电量的电力差，以及电力缓冲被定义为来自生产设备的第二电量，第二电量被用于对操作以生产最终输出产品的系统供电。

20、根据生产设备的一个实施例，最终输出产品是汽油、甲醇、氨气或氢气中的至少一者。

21、最终输出产品可以通过以下设备来生产：由水和电产生o2和h2的电解器和/或另一种类型的电解器；使用电和用于解吸的蒸汽由空气产生co2的直接空气捕获设备和/或产生co2的生物质氧燃料单元；使用蒸汽和电由h2和co2产生甲醇的甲醇合成设备；使用蒸汽和电由甲醇产生汽油的甲醇制汽油设备；使用电以将水蒸发由水产生蒸汽的电子蒸汽发生器；和/或使用电由原水产生软化水的软化水设备。

22、根据以下附图、描述和权利要求，其它技术特征对于本领域技术人员来说可以是显而易见的。