專利名稱：利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)及控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于供電技術領域，涉及一種利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的風光發(fā)電系統(tǒng)為保障型供電系統(tǒng)，為了保證供電的可靠性，既要考慮新能 源對負載供電和蓄電池充電還要考慮蓄電池有足夠的備電時間，這樣系統(tǒng)需要配置很大容 量的光伏電池陣列、風機、蓄電池，從而增加系統(tǒng)的成本。為了平衡供電可靠性和盡可能的 經(jīng)濟性，可以變保障型供電為利用型供電。利用型供電系統(tǒng)中風光發(fā)電系統(tǒng)不承擔主用電 源的義務，不需要滿足全部用電需求，一般只要根據(jù)可利用程度按照滿足實際負載的部分 或大部分要求來配置容量即可。也就是說，風光發(fā)電系統(tǒng)能發(fā)出多少電就優(yōu)先利用多少電， 不足的部份再由市電來補足，電能的儲備和后備不再是優(yōu)先考慮的因素，這樣將大大減少 對系統(tǒng)的投資。在現(xiàn)有的利用型供電系統(tǒng)中，實現(xiàn)風光發(fā)電系統(tǒng)與市電供電系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的方法有1、設置風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓比市電供電系統(tǒng)設定的輸出電壓高出一定的值， 這樣系統(tǒng)自動優(yōu)先利用風光發(fā)電系統(tǒng)的能量。該方法要求市電供電系統(tǒng)的輸出電壓固定，具有很大的局限性。市電供電系統(tǒng)對 蓄電池充電有浮充和均充兩種模式，以及溫度補償功能，所以市電供電系統(tǒng)的實際輸出電 壓是實時變化的。由于該方法中風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓是固定的，不能實時跟蹤市電供 電系統(tǒng)的輸出，導致該方法有如下缺點(1)當風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓低于市電供電系統(tǒng)的輸出電壓時，風光發(fā)電系統(tǒng) 無法輸出能量，沒有節(jié)能效果。(2)當風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓高于市電供電系統(tǒng)的輸出電壓且發(fā)電能量大于負 載能耗時，會造成蓄電池過充電，影響系統(tǒng)性能。2、通過在系統(tǒng)上增加控制電路偵聽市電供電系統(tǒng)與監(jiān)控中心的通訊，或者主動和 市電供電系統(tǒng)通訊來獲取系統(tǒng)的工作模式、均充電壓、浮充電壓等參數(shù)，從而讓風光發(fā)電系 統(tǒng)按此參數(shù)跟蹤原市電供電系統(tǒng)工作。該方法有如下缺點(1)系統(tǒng)需要增加額外的設備。(2)系統(tǒng)對通訊的偵聽需要有市電供電系統(tǒng)與監(jiān)控中心的通訊協(xié)議，而不同廠家 的市電供電系統(tǒng)的通訊協(xié)議也不同。(3)從市電供電系統(tǒng)獲取參數(shù)需要一定的時間，因此跟蹤速度慢。(4)由于對市電供電系統(tǒng)的通訊回路作了改造，可能導致市電供電系統(tǒng)與監(jiān)控中 心的通訊故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)
3能優(yōu)先使用風光能源；此外，本發(fā)明還提供一種利用型風光發(fā)電控制方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案。一種利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)包括市電供電系統(tǒng)和風光發(fā)電系統(tǒng)；所述市電供電 系統(tǒng)的直流輸出接蓄電池和負載；所述風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出通過切離開關接到市電供電系 統(tǒng)的輸出母排上。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述控制系統(tǒng)還包括用以偵測所述市電供電系統(tǒng)輸 出電流的電流傳感器和用以偵測蓄電池電流的電流傳感器。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述市電供電系統(tǒng)的輸入為市電，所述風光發(fā)電 系統(tǒng)的輸入為太陽能電池或/和風力發(fā)電機。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述風光發(fā)電系統(tǒng)包括一監(jiān)控單元，用以調(diào)節(jié)風 光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流和控制所述切離開關的吸合、斷開。一種利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)的控制方法為所述控制系統(tǒng)通過控制風光發(fā)電系 統(tǒng)的輸出電流Is調(diào)節(jié)市電供電系統(tǒng)的輸出電流Iac ；所述控制系統(tǒng)為了保持電流平衡IS+IAC =IB+l·，在一定的負載電流込及電池電流Ib下，當風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is增加時，市 電供電系統(tǒng)的輸出電流^相應減??；當風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is減小時，市電供電系統(tǒng) 的輸出電流Iac相應增加。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is使市 電供電系統(tǒng)的輸出電流Iac維持在一個較小的設定區(qū)間[Imin，IfflaJ ；當市電供電系統(tǒng)的輸出電流、大于所述較小的設定區(qū)間的上限值Imax時，則增加 風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is，以盡量優(yōu)先使用風光能源；當市電供電系統(tǒng)的輸出電流Ise小于所述較小的設定區(qū)間的下限值Imin時，則減小 風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is，以實現(xiàn)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定輸出。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，當蓄電池處于低荷電狀態(tài)時，市電供電系統(tǒng)和風 光發(fā)電系統(tǒng)同時以大電流對蓄電池充電；當發(fā)生充電過流時，首先減小市電供電系統(tǒng)的電 流輸出；若市電供電系統(tǒng)的輸出電流低于所述較小的設定區(qū)間的下限值Imin或市電供電系 統(tǒng)異常造成蓄電池充電電流無法限制時，則再限制風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流以實現(xiàn)蓄電池 充電限流。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明所述的風光發(fā)電控制系統(tǒng)可以實時跟蹤市電供電 系統(tǒng)，提高綠色能源利用率；可以避免輕載下蓄電池過充的風險；當風光發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)故 障時可以自動從系統(tǒng)中切離，不影響市電供電系統(tǒng)的工作；不需要對原市電系統(tǒng)作任何改 動，不需要額外增加設備。


圖1為本發(fā)明所述的利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)的示意圖。主要組件符號說明1、市電供電系統(tǒng)；2、電流傳感器；3、蓄電池組；4、負載；5、風光供電系統(tǒng)；6、切離開關；
7、風光發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控單元。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細說明。實施例一本實施例提供一種利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)，如圖1所示，該控制系統(tǒng)通過控制 風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流來調(diào)節(jié)市電供電系統(tǒng)的輸出電流，以此來實現(xiàn)優(yōu)先使用風光能源 及對市電供電系統(tǒng)的自動跟蹤。如圖1所示，所述利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)包括市電供電系統(tǒng)1和風光發(fā)電系統(tǒng) 5。市電供電系統(tǒng)1的輸入為市電，市電供電系統(tǒng)的直流輸出接蓄電池組3及負載4。風光 發(fā)電系統(tǒng)5的輸入為太陽能電池及風力發(fā)電機，輸出通過切離開關6接到市電供電系統(tǒng)的 輸出母排上。市電供電系統(tǒng)的輸出電流及電池電流分別通過一個電流傳感器2偵測。跟蹤開始時，風光發(fā)電系統(tǒng)5中的監(jiān)控單元7控制切離開關6吸合，跟蹤過程中監(jiān) 控單元7調(diào)節(jié)風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流使市電供電系統(tǒng)1的輸出電流在設定值以下。跟蹤過程中，監(jiān)控單元7限制蓄電池3的充電電流不超過系統(tǒng)設定的蓄電池充電 限流值。當風光發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生過壓等異常狀況時，監(jiān)控單元7將切離開關6斷開，使風光發(fā) 電系統(tǒng)與市電供電系統(tǒng)脫離，以避免影響市電供電系統(tǒng)的工作。實施例二本實施例提供一種實施例一所述的利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)的控制方法，該控制 方法為①通過控制風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is可以調(diào)節(jié)市電供電系統(tǒng)的輸出電流IAC。 系統(tǒng)為了保持電流平衡IS+IAC= IB+l·，在一定的負載電流及電池電流下，當風光發(fā)電系統(tǒng) 的輸出電流增加時，市電供電系統(tǒng)的輸出電流相應減小；當風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流減小 時，市電供電系統(tǒng)的輸出電流相應增加。②所述控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is使市電供電系統(tǒng)的輸出電流Iac 維持在一個較小的設定區(qū)間[Imin，ImaJ。③當市電供電系統(tǒng)的輸出電流、大于所述較小的設定區(qū)間的上限值Imax時，則增 加風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is，以盡量優(yōu)先使用風光能源；當市電供電系統(tǒng)的輸出電流IAe 小于所述較小的設定區(qū)間的下限值Imin時，則減小風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is，以實現(xiàn)系統(tǒng) 電壓的穩(wěn)定輸出。④只要市電供電系統(tǒng)有電流輸出，則市電供電系統(tǒng)的實際輸出電壓是由市電供電 系統(tǒng)的目標輸出電壓決定的，是滿足市電供電系統(tǒng)需求的。因為如果市電供電系統(tǒng)的實際 輸出電壓大于市電供電系統(tǒng)設定的目標輸出電壓，則市電供電系統(tǒng)會減小輸出電流直至為 零，以試圖降低輸出電壓。⑤在蓄電池處于低荷電狀態(tài)時，市電供電系統(tǒng)和風光發(fā)電系統(tǒng)同時以大電流對蓄 電池充電，當發(fā)生充電過流時，首先利用市電供電系統(tǒng)的充電限流功能減小市電供電系統(tǒng) 的電流輸出；若市電供電系統(tǒng)的輸出電流低于所述較小的設定區(qū)間的下限值Imin或市電供 電系統(tǒng)異常等原因造成蓄電池充電電流無法限制時，則再限制風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流以實現(xiàn)蓄電池充電限流。本發(fā)明所述的利用型風光發(fā)電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電 流以實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)先使用風光能源；所述控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流使風光 發(fā)電系統(tǒng)的輸出自動跟蹤市電供電系統(tǒng)的輸出；風光發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生故障時，能自動從控制 系統(tǒng)中撤出，不影響市電供電系統(tǒng)的繼續(xù)工作；若是在已有市電供電系統(tǒng)中接入風光發(fā)電 系統(tǒng)則不需要對市電系統(tǒng)作任何改動，直接將風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出通過切離開關與市電供 電系統(tǒng)的輸出并接。這里本發(fā)明的描述和應用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例 中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結構、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件來實現(xiàn)。
權利要求
一種利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括市電供電系統(tǒng)和風光發(fā)電系統(tǒng)；所述市電供電系統(tǒng)的直流輸出接蓄電池和負載；所述風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出通過切離開關接到市電供電系統(tǒng)的輸出母排上。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包 括用以偵測所述市電供電系統(tǒng)輸出電流的電流傳感器和用以偵測蓄電池電流的電流傳感器。
3.根據(jù)權利要求1所述的利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于所述市電供電系統(tǒng) 的輸入為市電，所述風光發(fā)電系統(tǒng)的輸入為太陽能電池或/和風力發(fā)電機。
4.根據(jù)權利要求1所述的利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于所述風光發(fā)電系統(tǒng) 包括一監(jiān)控單元，用以調(diào)節(jié)風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流和控制所述切離開關的吸合、斷開。
5.權利要求1所述的利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制方 法為所述控制系統(tǒng)通過控制風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is調(diào)節(jié)市電供電系統(tǒng)的輸出電流 IAC;所述控制系統(tǒng)為了保持電流平衡Is+IAC=IB+l·，在一定的負載電流l·及電池電流Ib下， 當風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is增加時，市電供電系統(tǒng)的輸出電流^相應減??；當風光發(fā)電 系統(tǒng)的輸出電流Is減小時，市電供電系統(tǒng)的輸出電流Iac相應增加。
6.根據(jù)權利要求5所述的利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is使市電供電系統(tǒng)的輸出電流IAe維持在 一個較小的設定區(qū)間[Imin，IfflaJ ；當市電供電系統(tǒng)的輸出電流IAe大于所述較小的設定區(qū)間的上限值Imax時，則增加風光 發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is，以盡量優(yōu)先使用風光能源；當市電供電系統(tǒng)的輸出電流IAe小于所述較小的設定區(qū)間的下限值Imin時，則減小風光 發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流Is，以實現(xiàn)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定輸出。
7.根據(jù)權利要求6所述的利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于當蓄電池處于低荷電狀態(tài)時，市電供電系統(tǒng)和風光發(fā)電系統(tǒng)同時以大電流對蓄電池充 電；當發(fā)生充電過流時，首先減小市電供電系統(tǒng)的電流輸出；若市電供電系統(tǒng)的輸出電流 低于所述較小的設定區(qū)間的下限值Imin或市電供電系統(tǒng)異常造成蓄電池充電電流無法限制 時，則再限制風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流以實現(xiàn)蓄電池充電限流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用型風光發(fā)電控制系統(tǒng)及控制方法，該控制方法為所述控制系統(tǒng)通過控制風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流IS調(diào)節(jié)市電供電系統(tǒng)的輸出電流IAC；所述控制系統(tǒng)為了保持電流平衡IS+IAC＝IB+IL，在一定的負載電流IL及電池電流IB下，當風光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流IS增加時，市電供電系統(tǒng)的輸出電流IAC相應減?。划旓L光發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流IS減小時，市電供電系統(tǒng)的輸出電流IAC相應增加。本發(fā)明所述的風光發(fā)電控制系統(tǒng)可以實時跟蹤市電供電系統(tǒng)，提高綠色能源利用率；可以避免輕載下蓄電池過充的風險；當風光發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可以自動從系統(tǒng)中切離，不影響市電供電系統(tǒng)的工作；不需要對原市電系統(tǒng)作任何改動，不需要額外增加設備。
文檔編號H02J7/35GK101938123SQ20101022034
公開日2011年1月5日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權日2010年7月6日
發(fā)明者吳友民, 王偉, 薛法洪 申請人:中達電通股份有限公司