一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)與海島微電網(wǎng)控制中心之間具備遠(yuǎn)程通信接口，能夠?qū)崿F(xiàn)與海島微電網(wǎng)控制中心之間的信息交互，最大化利用海島的風(fēng)、光等自然資源，并可作為一種有效的調(diào)節(jié)手段參與到海島微電網(wǎng)的運(yùn)行控制中，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)海島微電網(wǎng)的優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行。除此，本系統(tǒng)還可根據(jù)與海島微電網(wǎng)控制中心之間的距離，采用不同的通信方法，使海島微電網(wǎng)的通信可靠性以及整體控制效果達(dá)到最優(yōu)。本發(fā)電系統(tǒng)充分考慮海島不同于大陸的特殊氣候和自然環(huán)境條件，運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，沒(méi)有環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)成本低，是一種比較理想的海島微電網(wǎng)供電補(bǔ)充模式。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電カ發(fā)電系統(tǒng)，更具體的說(shuō)是涉及一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)有500m2以上的海島6500個(gè)以上，總面積6600多km2，其中有常住居民的455個(gè)，人口 470多萬(wàn)。長(zhǎng)期以來(lái)，由于電カ等能源供應(yīng)的限制，海島的發(fā)展受到嚴(yán)重制約。目前，海島的供電模式基本上有兩種，ー是依靠島上的柴油發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成獨(dú)立電網(wǎng)為島上居民提供用電，ニ是通過(guò)長(zhǎng)距離海底電纜與大電網(wǎng)相連，由大電網(wǎng)來(lái)供電。
[0003]但，第一種供電方式對(duì)海島的生態(tài)環(huán)境造成影響，不利于生態(tài)海島的建設(shè)，同時(shí)島上用油的運(yùn)輸、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)增加了成本。第二種供電方式不僅經(jīng)濟(jì)成本高，而且供電可靠性低，一旦海纜出現(xiàn)故障或被損壞，很難保證海島居民的持續(xù)供電。
[0004]微電網(wǎng)是由分布式電源、儲(chǔ)能和負(fù)荷構(gòu)成的獨(dú)立可控供能系統(tǒng)，是發(fā)揮可再生能源效能的最有效形式。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在海島上采用微電網(wǎng)供電模式，可以以較少的環(huán)境代價(jià)，換取較高的整體投資效益和能源轉(zhuǎn)換效率，是當(dāng)前海島電網(wǎng)的發(fā)展方向。戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)以家庭用戶為單位，能夠最大化地利用海島的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源，有效解決單ー發(fā)電的不連續(xù)問(wèn)題，是ー種比較理想的海島微電網(wǎng)供電補(bǔ)充模式。
[0005]綜上，如何提供一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是當(dāng)前亟待解決且具有現(xiàn)實(shí)意義的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，作為海島微電網(wǎng)供電的有效補(bǔ)充，有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)中海島供電環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)成本高的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，包括:
[0009]風(fēng)カ發(fā)電機(jī)；
[0010]太陽(yáng)能光伏電池；
[0011]蓄電池組；
[0012]分別與所述風(fēng)カ發(fā)電機(jī)以及所述太陽(yáng)能光伏電池相連的，控制所述風(fēng)カ發(fā)電機(jī)以及所述太陽(yáng)能光伏電池按照預(yù)設(shè)充電模式對(duì)所述蓄電池組充電的風(fēng)光互補(bǔ)控制器；
[0013]與所述蓄電池組相連，將所述蓄電池組的直流電轉(zhuǎn)換成交流電的逆變充電一體機(jī)；
[0014]與海島微電網(wǎng)控制中心進(jìn)行信息交互的遠(yuǎn)程通信接ロ。
[0015]優(yōu)選的，所述風(fēng)カ發(fā)電機(jī)為水平軸式或垂直軸式風(fēng)カ發(fā)電機(jī)。
[0016]優(yōu)選的，所述太陽(yáng)能光伏電池為單晶硅或多晶硅電池。[0017]優(yōu)選的，所述蓄電池組為電化學(xué)蓄電池組。
[0018]優(yōu)選的，所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器為集風(fēng)能、太陽(yáng)能控制于一體，具備防雷、防蓄電池過(guò)充過(guò)放、防反接、太陽(yáng)能電池防反充、風(fēng)機(jī)過(guò)轉(zhuǎn)速剎車(chē)、過(guò)電流剎車(chē)、過(guò)風(fēng)速剎車(chē)等完善保護(hù)功能的風(fēng)光互補(bǔ)控制器。
[0019]優(yōu)選的，所述逆變充電一體機(jī)為集合逆變器、蓄電池充電器等多種功能，具備過(guò)載保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)以及短路保護(hù)等要求的逆變充電一體機(jī)。
[0020]優(yōu)選的，所述太陽(yáng)能光伏電池的組件邊框?yàn)椴讳P鋼邊框。
[0021]優(yōu)選的，所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器以及所述逆變充電一體機(jī)的內(nèi)部電路板均為涂有環(huán)氧樹(shù)脂的電路板。
[0022]優(yōu)選的，還包括與所述逆變充電一體機(jī)相連的太陽(yáng)能熱水器。
[0023]優(yōu)選的，還包括:
[0024]與海島微電網(wǎng)控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的遠(yuǎn)程通信接口、EPON通信裝置和GPRS無(wú)線通信裝置。
[0025]經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，包括:風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能光伏電池、蓄電池組、風(fēng)光互補(bǔ)控制器、逆變充電一體機(jī)以及遠(yuǎn)程通信接口。其中，風(fēng)光互補(bǔ)控制器分別與風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及太陽(yáng)能光伏電池相連，用于控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及太陽(yáng)能光伏電池按照預(yù)設(shè)充電模式對(duì)蓄電池組充電，逆變充電一體機(jī)與蓄電池組相連，將蓄電池組的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，供給海島用戶，并通過(guò)遠(yuǎn)程通信接口利用通信網(wǎng)絡(luò)與海島微電網(wǎng)控制中心進(jìn)行信息交互。本發(fā)明提供的海島微電網(wǎng)供電模式下戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)充分考慮海島不同于大陸的特殊氣候和自然環(huán)境條件，將太陽(yáng)能以及風(fēng)能等自然資源轉(zhuǎn)化為電能，供給海島用戶，運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，沒(méi)有環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)成本低，是一種比較理想的海島微電網(wǎng)供電補(bǔ)充模式。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為發(fā)明實(shí)施例提供的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)與海島微電網(wǎng)控制中心的信息交互的示意圖；
[0029]圖3為發(fā)明實(shí)施例提供的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)與海島微電網(wǎng)控制中心的又一信息交互的示意圖；
[0030]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用分布式供能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]實(shí)施例一
[0033]請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，包括:風(fēng)力發(fā)電機(jī)101,太陽(yáng)能光伏電池102,蓄電池組103,風(fēng)光互補(bǔ)控制器104以及逆變充電一體機(jī)105。
[0034]具體的，風(fēng)光互補(bǔ)控制器分別與風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及太陽(yáng)能光伏電池相連，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及太陽(yáng)能光伏電池按照預(yù)設(shè)充電模式對(duì)蓄電池組充電。逆變充電一體機(jī)與蓄電池組相連，將蓄電池組的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，供用戶負(fù)荷使用。且優(yōu)選的，本戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)還與海島微電網(wǎng)106相連，并通過(guò)遠(yuǎn)程通信接口與海島微電網(wǎng)控制中心進(jìn)行信息交互，風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能光伏電池可以根據(jù)海島微電網(wǎng)控制中心的實(shí)際控制要求獨(dú)立運(yùn)行，也可以同時(shí)工作。下面先對(duì)戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)各組成部件做簡(jiǎn)單介紹。
[0035]風(fēng)力發(fā)電機(jī)按主軸旋轉(zhuǎn)方向大致可以分為兩類(lèi):水平軸式和垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。水平軸式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與地面平行，需隨風(fēng)向變換調(diào)整葉輪的朝向，具備較高的風(fēng)能利用率，價(jià)格低廉，但葉片旋轉(zhuǎn)直徑較大。垂直軸式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與地面垂直，葉輪不需改變方向，具有啟動(dòng)風(fēng)速低、噪音低、抗風(fēng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且其葉輪旋轉(zhuǎn)直徑較小，安裝使用方便，但價(jià)格相對(duì)較高。海島戶用系統(tǒng)可根據(jù)價(jià)格、安裝等要求選擇不同類(lèi)型的風(fēng)機(jī)。
[0036]太陽(yáng)能光伏電池主要可以分為晶體娃光伏電池和薄膜光伏電池兩種，其中晶體娃光伏電池又分為單晶硅光伏電池和多晶硅光伏電池。單晶硅光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最聞的可達(dá)到24%,是所有種類(lèi)的光伏電池中光電轉(zhuǎn)換效率最聞的，技術(shù)也比較成熟，但其成本價(jià)格較高。多晶硅光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率較單晶硅低但比薄膜電池要高，并且沒(méi)有明顯的效率衰退問(wèn)題，而且其制作成本相對(duì)較低，因此得到大量發(fā)展。薄膜電池成本低、重量輕,便于大規(guī)模生產(chǎn),但受制于其光電轉(zhuǎn)換效率偏低，且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)換效率衰減較快，因此實(shí)際中應(yīng)用并不多。海島戶用太陽(yáng)能光伏電池可以綜合工程實(shí)際情況選擇單晶硅或者多晶硅電池。
[0037]目前，儲(chǔ)能技術(shù)按照具體方式可分為物理、電磁、電化學(xué)和相變儲(chǔ)能四大類(lèi)型，考慮到海島實(shí)際實(shí)施條件以及技術(shù)、運(yùn)行成本等因素，海島微電網(wǎng)中戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能采用電化學(xué)蓄電池組較為合適。
[0038]在常用的蓄電池中，主要有鋰離子蓄電池、鎳氫蓄電池、鎳金屬氧化物蓄電池和鉛酸蓄電池等。在選擇蓄電池時(shí)，要綜合考慮電池的電氣性能、成本、尺寸、質(zhì)量、壽命、維護(hù)性、安全性、再利用性等條件。鉛酸蓄電池價(jià)格低廉、性能可靠、安全性高，得到了廣泛的應(yīng)用。鉛酸蓄電池在技術(shù)上不斷進(jìn)步和完善，作為先進(jìn)鉛酸蓄電池的代表，鉛炭電池將具有電容特性或高導(dǎo)電特性的炭材料加入到負(fù)極，結(jié)合鉛酸電池和超級(jí)電容器的優(yōu)勢(shì)，既保持了鉛酸電池高能量密度，又具有超級(jí)電容器高功率、快速充放電、循環(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，使電池性能得到了更大的突破，特別適合用在分布式發(fā)電領(lǐng)域。從工程實(shí)際應(yīng)用角度來(lái)看，鉛酸蓄電池性?xún)r(jià)比較高，較為適合在海島戶用模式中使用，而鉛炭電池由于具有性能上的優(yōu)勢(shì)，代表著未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)的方向，可以進(jìn)行嘗試應(yīng)用。
[0039]風(fēng)光互補(bǔ)控制器集風(fēng)能、太陽(yáng)能控制于一體，能同時(shí)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池板對(duì)蓄電池進(jìn)行安全高效的智能充電?？刂破鲬?yīng)具備防雷、蓄電池過(guò)充、過(guò)放、防反接、太陽(yáng)能電池防反充、風(fēng)機(jī)過(guò)轉(zhuǎn)速剎車(chē)、過(guò)電流剎車(chē)、過(guò)風(fēng)速剎車(chē)等完善的保護(hù)功能，能夠控制蓄電池按照設(shè)定的充電模式進(jìn)行智能充電，使蓄電池保持較高的容量和較長(zhǎng)的使用壽命。風(fēng)光互補(bǔ)控制器可以說(shuō)是戶用系統(tǒng)中的核心部件，其性能的好壞直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的壽命和運(yùn)行穩(wěn)定性，因此海島戶用系統(tǒng)在選擇該器件時(shí)應(yīng)特別關(guān)注其性能，尤其是在海島上應(yīng)用時(shí)的適用性。
[0040]逆變充電一體機(jī)集合了逆變器、蓄電池充電器等多種功能，在風(fēng)、光資源充足時(shí)，可以將直流電逆變成交流電供戶用負(fù)荷并把多余的電量上送到微電網(wǎng)；在風(fēng)、光資源不足且蓄電池剩余容量不夠時(shí)，由微電網(wǎng)向負(fù)荷供電并對(duì)蓄電池充電。逆變充電一體機(jī)應(yīng)具備通訊接口，以實(shí)現(xiàn)與微電網(wǎng)控制中心的信息交互，能夠接受微電網(wǎng)控制中心的命令，實(shí)現(xiàn)戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行兩種模式之間的切換。在戶用系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，逆變充電一體機(jī)輸出的電流諧波應(yīng)盡可能小，保證對(duì)微電網(wǎng)不會(huì)產(chǎn)生諧波污染和電網(wǎng)沖擊；在離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，能夠起到電壓源作用，為戶用小系統(tǒng)提供基準(zhǔn)電壓，保證戶用負(fù)荷的可靠供電。此外，逆變充電一體機(jī)還應(yīng)具備過(guò)載保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、短路保護(hù)等功能，以應(yīng)對(duì)在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)的各種異常情況，使逆變充電一體機(jī)本身及戶用系統(tǒng)其他部件免受損傷。同風(fēng)光互補(bǔ)控制器一樣，海島戶用系統(tǒng)在選擇逆變充電一體機(jī)時(shí)也應(yīng)特別注重其性能在海島環(huán)境下的適用性，保證能夠可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行。
[0041]除此，本發(fā)明還結(jié)合海島的特殊環(huán)境，對(duì)戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)做了相應(yīng)的調(diào)整，具體為:
[0042]海島的高溫、高濕、高鹽霧環(huán)境會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的各組成部件產(chǎn)生較大的腐蝕作用。在選材方面，與陸上多采用鋁材料邊框不同，海島用光伏組件邊框宜采用不銹鋼或其它耐腐蝕材料，以提高其防腐能力，而組件的非金屬部分也需要考慮在強(qiáng)紫外線輻射條件下的抗老化能力。在生產(chǎn)過(guò)程中，一些戶外設(shè)備的外殼應(yīng)考慮噴涂耐高溫、耐濕、耐腐蝕的特殊防護(hù)材料，增強(qiáng)設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性；而對(duì)于風(fēng)光互補(bǔ)控制器、逆變充電一體機(jī)等控制設(shè)備中的電路板，可以考慮噴涂一些與空氣隔絕的環(huán)氧樹(shù)脂涂料，以抵御海島空氣中少量水或污染物對(duì)電路的影響，避免短路。此外，相關(guān)設(shè)備在出廠前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的鹽霧試驗(yàn)，確保設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中具備良好的電氣和機(jī)械性能。
[0043]臺(tái)風(fēng)是海島尤其是東南沿海島嶼經(jīng)常會(huì)遭遇到的一種惡劣氣象，像光伏組件、風(fēng)機(jī)的主要設(shè)備均位于戶外，臺(tái)風(fēng)會(huì)對(duì)它們產(chǎn)生較大的影響。海島戶用系統(tǒng)中的光伏組件一般安裝在用戶的屋頂，為了減小臺(tái)風(fēng)的影響，在安裝時(shí)可以適當(dāng)減小光伏組件的安裝傾斜角，通過(guò)利用樓頂女兒墻的高度來(lái)防止臺(tái)風(fēng)將組件向上抬起；同時(shí)應(yīng)根據(jù)安裝環(huán)境的具體位置及風(fēng)向情況，在光伏組件滿足太陽(yáng)能發(fā)電允許方向角的前提下，盡可能使光伏組件方向角和安裝點(diǎn)位置的風(fēng)向之間的角度差控制在O?90ο，從而使臺(tái)風(fēng)從組件的側(cè)面吹過(guò)或產(chǎn)生向下的壓力而不是向上的拉力；另外，在安裝時(shí)還要充分考慮光伏組件和支架以及支架和用戶屋頂之間的可靠連接，采取相應(yīng)的加固措施。
[0044]對(duì)于海島戶用系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)，為了應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)影響也應(yīng)提出更高的要求。在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)特別注意其安全可靠和環(huán)境適用性。當(dāng)風(fēng)速超過(guò)25m/s時(shí)，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)能夠停止發(fā)電進(jìn)入保護(hù)自鎖狀態(tài)；同時(shí)應(yīng)根據(jù)海島的安裝環(huán)境及實(shí)際的風(fēng)力資源等級(jí)選擇不同高度的桿塔，從而可以在充分利用風(fēng)能資源的情況下，保證風(fēng)機(jī)的可靠安全運(yùn)行。在出廠前，風(fēng)機(jī)應(yīng)做過(guò)可靠的風(fēng)洞測(cè)試。在風(fēng)機(jī)安裝時(shí)，還需要考慮海島環(huán)境因地制宜的選擇合適的安裝方式及加固方案，比如可以通過(guò)加大風(fēng)機(jī)的澆筑基礎(chǔ)、加固硬連接式斜拉桿和防機(jī)械疲勞式斜拉索等方法來(lái)增強(qiáng)抵御臺(tái)風(fēng)的能力。
[0045]在海島微電網(wǎng)系統(tǒng)中，本系統(tǒng)可以作為ー個(gè)重要的調(diào)節(jié)手段參與到微電網(wǎng)的運(yùn)行控制中，通過(guò)與微電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)配合，保證微電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)化運(yùn)行。對(duì)微電網(wǎng)而言，本系統(tǒng)即為ー個(gè)獨(dú)立可控系統(tǒng)。本系統(tǒng)除了要向微電網(wǎng)控制中心上傳風(fēng)機(jī)、光伏、儲(chǔ)能的實(shí)時(shí)信息外，同時(shí)還要將與微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線上的功率信息上送到控制中心，并能夠接收控制中心的命令，進(jìn)行并離網(wǎng)運(yùn)行切換。在正常情況下，本系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，當(dāng)本系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)力、光伏發(fā)電功率小于負(fù)荷功率時(shí)，首先由蓄電池放電為負(fù)荷供電，如果還有不足，則由微電網(wǎng)通過(guò)聯(lián)絡(luò)線補(bǔ)足差額電量，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)可以看作是微電網(wǎng)中的一個(gè)“負(fù)荷點(diǎn)”；當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)力、光伏發(fā)電功率大于負(fù)荷功率時(shí)，由風(fēng)電、光伏向蓄電池充電，如果蓄電池充滿后仍有剩余電量，則通過(guò)聯(lián)絡(luò)線向微電網(wǎng)外送，此時(shí)本系統(tǒng)可以看作是微電網(wǎng)中的一個(gè)“電源點(diǎn)”。微電網(wǎng)控制中心根據(jù)戶用系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線上采集到的實(shí)時(shí)功率信息，首先對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行定性，并綜合微電網(wǎng)中其它組成部分上傳的信息，形成微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行控制策略，當(dāng)需要斷開(kāi)戶用系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線時(shí)，將向本系統(tǒng)發(fā)送離網(wǎng)命令。本系統(tǒng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)運(yùn)行后，與微電網(wǎng)之間沒(méi)有功率交互，若風(fēng)機(jī)、光伏發(fā)電功率大于負(fù)荷用電，多余功率向蓄電池充電，蓄電池充滿后啟動(dòng)卸荷；若風(fēng)機(jī)、光伏發(fā)電功率小于負(fù)荷用電，由蓄電池提供不足功率，當(dāng)蓄電池容量消耗大于離網(wǎng)運(yùn)行容量下限時(shí)，停止向負(fù)荷供電。
[0046]具體的，戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)與海島微電網(wǎng)之間的功能交互，充分發(fā)揮其在海島微電網(wǎng)中的協(xié)調(diào)作用，需要借助于可靠的通訊網(wǎng)絡(luò)。戶用系統(tǒng)分布一般比較分散，在距離微電網(wǎng)控制中心比較遠(yuǎn)的區(qū)域，考慮到投資費(fèi)用問(wèn)題，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可以采用GPRS無(wú)線通訊方式，在微電網(wǎng)控制中心安裝固定IP通信設(shè)備，遠(yuǎn)端戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)連接到該固定IP設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。GPRS無(wú)線通訊方式的原理示意圖如圖2所示，其中，108為微電網(wǎng)控制中心。
[0047]對(duì)于距離微電網(wǎng)控制中心比較近的區(qū)域，為了增強(qiáng)微電網(wǎng)與戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)之間通訊的可靠性，可以考慮采用以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)技木。在微電網(wǎng)控制中心配置OLT設(shè)備，在就近的各戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)配置ONU設(shè)備，考慮到海島戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際特點(diǎn)，ONU終端設(shè)備可以選用雙PON ロ設(shè)備實(shí)現(xiàn)全保護(hù)自愈，ONU設(shè)備采用エ業(yè)級(jí)設(shè)備，以滿足海島惡劣的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境。根據(jù)各戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的地理分布形態(tài)，并結(jié)合海島電氣主接線結(jié)構(gòu)，各戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的ONU終端串接成鏈狀接入到微電網(wǎng)控制中心OLT設(shè)備的主備PON ロ，形成以微電網(wǎng)控制中心為匯聚節(jié)點(diǎn)的物理環(huán)。就近的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)與微電網(wǎng)控制中心之間的通訊示意圖如圖3所示。其中，108為微電網(wǎng)控制中心，10為戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。
[0048]微電網(wǎng)控制中心在進(jìn)行運(yùn)行控制時(shí)，優(yōu)先對(duì)就近的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行控制，當(dāng)控制效果仍然不能滿足微電網(wǎng)運(yùn)行要求吋，再考慮通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)端的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)控制調(diào)節(jié)命令。
[0049]實(shí)施例ニ
[0050]為了增加與微電網(wǎng)之間交互的靈活性，并考慮到海島用戶的實(shí)際需求，可以將太陽(yáng)能供熱水系統(tǒng)與本系統(tǒng)結(jié)合，構(gòu)成海島戶用分布式供能系統(tǒng)，使海島可再生能源達(dá)到最大化利用。
[0051]請(qǐng)參閱圖4，為本實(shí)施例提供的一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用分布式供能系統(tǒng)，包括:風(fēng)力發(fā)電機(jī)101,太陽(yáng)能光伏電池102,蓄電池組103,風(fēng)光互補(bǔ)控制器104、逆變充電一體機(jī)105以及太陽(yáng)能熱水器107。
[0052]其工作原理和實(shí)施例一類(lèi)似，風(fēng)光互補(bǔ)控制器分別與風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及太陽(yáng)能光伏電池相連，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及太陽(yáng)能光伏電池按照預(yù)設(shè)充電模式對(duì)蓄電池組充電。逆變充電一體機(jī)與蓄電池組相連，將蓄電池組的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，一部分供用戶負(fù)荷使用，一部分用于在預(yù)設(shè)條件下給熱水器供電。具體的，正常情況下，利用太陽(yáng)能資源直接給水加熱，為海島用戶提供生活用水。在太陽(yáng)能光照不足無(wú)法提供充足熱水或者接收到微電網(wǎng)控制中心的命令要求時(shí)，由風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)供電加熱。
[0053]經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，包括:風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能光伏電池、蓄電池組、風(fēng)光互補(bǔ)控制器、逆變充電一體機(jī)以及遠(yuǎn)程通信接口。其中，風(fēng)光互補(bǔ)控制器分別與風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及太陽(yáng)能光伏電池相連，用于控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及太陽(yáng)能光伏電池按照預(yù)設(shè)充電模式對(duì)蓄電池組充電，逆變充電一體機(jī)與蓄電池組相連，將蓄電池組的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，供給海島用戶，并通過(guò)遠(yuǎn)程通信接口利用通信網(wǎng)絡(luò)與海島微電網(wǎng)控制中心進(jìn)行信息交互。本發(fā)明提供的海島微電網(wǎng)供電模式下戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)充分考慮海島不同于大陸的特殊氣候和自然環(huán)境條件，將太陽(yáng)能以及風(fēng)能等自然資源轉(zhuǎn)化為電能，供給海島用戶，運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，沒(méi)有環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)成本低，是一種比較理想的海島微電網(wǎng)供電補(bǔ)充模式。
[0054]本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例提供的裝置而言，由于其與實(shí)施例提供的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。
[0055]對(duì)所提供的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所提供的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于海島微電網(wǎng)供電模式的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括: 風(fēng)力發(fā)電機(jī)； 太陽(yáng)能光伏電池； 蓄電池組； 分別與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及所述太陽(yáng)能光伏電池相連的，控制所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及所述太陽(yáng)能光伏電池按照預(yù)設(shè)充電模式對(duì)所述蓄電池組充電的風(fēng)光互補(bǔ)控制器； 與所述蓄電池組相連，將所述蓄電池組的直流電轉(zhuǎn)換成交流電的逆變充電一體機(jī)； 與海島微電網(wǎng)控制中心進(jìn)行信息交互的遠(yuǎn)程通信接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)為水平軸式或垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能光伏電池為單晶硅或多晶硅電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池組為電化學(xué)蓄電池組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器為集風(fēng)能、太陽(yáng)能控制于一體，具備防雷、防蓄電池過(guò)充過(guò)放、防反接、太陽(yáng)能電池防反充、風(fēng)機(jī)過(guò)轉(zhuǎn)速剎車(chē)、過(guò)電流剎車(chē)、過(guò)風(fēng)速剎車(chē)等完善保護(hù)功能的風(fēng)光互補(bǔ)控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變充電一體機(jī)為集合逆變器、蓄電池充電器等多種功能，具備過(guò)載保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)以及短路保護(hù)等要求的逆變充電一體機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能光伏電池的組件邊框?yàn)椴讳P鋼邊框。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器以及所述逆變充電一體機(jī)的內(nèi)部電路板均為涂有環(huán)氧樹(shù)脂的電路板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述逆變充電一體機(jī)相連的太陽(yáng)能熱水器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 與海島微電網(wǎng)控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的遠(yuǎn)程通信接口、EPON通信裝置和GPRS無(wú)線通IB 目.ο
【文檔編號(hào)】F03D7/00GK103527416SQ201310503799
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】吳哲, 陳榮柱, 周宗庚, 趙深, 江涌, 楊振, 林世溪, 孫景釕, 林群, 蔡電寶, 郭顯邊, 葉明友, 蔡軾, 周毅, 李琦, 鄭圣, 項(xiàng)燁鋆, 趙碚 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司溫州供電公司