專利名稱：多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于多個電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，屬電力輸電技術(shù)。
背景技術(shù)：
由于風(fēng)能和光能輸出電能不穩(wěn)定，要更好地利用這類能源，現(xiàn)有的方法為離網(wǎng)和并網(wǎng)兩種方式；離網(wǎng)式的解決方案是采用蓄電池儲能，這種電站的投資和維護(hù)成本很高，無法在大功率領(lǐng)域應(yīng)用；并網(wǎng)式由于現(xiàn)階段電網(wǎng)技術(shù)等原因，應(yīng)用中受到一定的制約。另外一種方法是將風(fēng)電、光電和網(wǎng)電分別整流成為直流后再利用，達(dá)到風(fēng)電、光電和網(wǎng)電在直流側(cè)互補(bǔ)的目的，這種方式在小功率系統(tǒng)較為常見，由于技術(shù)和成本的原因，在大容量系統(tǒng)中沒有太大的實用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種多個電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，通過網(wǎng)電對風(fēng)電和光電的交流互補(bǔ)，向用戶或局域電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電能，這種方法不用儲能和不需要并網(wǎng)，就地優(yōu)先消納風(fēng)能和光能。本發(fā)明的方法是利用一個多輸入口的變壓器作為功率節(jié)點，風(fēng)電和光電分別接入變壓器的輸入端口，網(wǎng)電接入變壓器的另外輸入端口，變壓器輸出接用戶或局域網(wǎng)，在變壓器的用戶側(cè)實現(xiàn)多電源的互補(bǔ)和功率集成；風(fēng)電和光電為受控方式接入變壓器，網(wǎng)電為不受控方式接入變壓器；多電源系統(tǒng)中的風(fēng)電和光電和網(wǎng)電同頻同相，每個電源子系統(tǒng)之間的電壓等級，以及和網(wǎng)電的電壓等級可以不相等。通過計算機(jī)控制風(fēng)電和光電在變壓器上的功率流向，最大限度地優(yōu)先使用風(fēng)電和光電的電能，最低限度地使用網(wǎng)電，通過網(wǎng)電補(bǔ)償風(fēng)電和光電的波動和變化，保證用戶側(cè)的電能穩(wěn)定。計算機(jī)控制單元由用戶側(cè)電量傳感器、網(wǎng)電側(cè)電量傳感器、風(fēng)電側(cè)電量傳感器、光電側(cè)電量傳感器和計算機(jī)系統(tǒng)組成；電量傳感器分別接到計算機(jī)控制單元的相關(guān)輸入接口，計算機(jī)控制單元的輸出控制信號分別接到風(fēng)電和光電系統(tǒng)的控制端口，控制風(fēng)電和光電的電量輸出，依據(jù)算法控制風(fēng)電和光電的輸出電量。本發(fā)明的工作過程網(wǎng)電、風(fēng)電和光電通過變壓器給用戶或局域網(wǎng)供電，當(dāng)風(fēng)電和光電發(fā)出的電量足夠時，可以提供負(fù)載90%以上的電能，網(wǎng)電補(bǔ)給10%以下；當(dāng)風(fēng)電和光電的輸出電能下降時，網(wǎng)電自動補(bǔ)給下降部分的電力，例如風(fēng)電和光電僅能提供負(fù)載20%的電能時，網(wǎng)電將自動供給80%;若風(fēng)電和光電沒有輸出時，所有的電力全部來自于網(wǎng)電。本發(fā)明方法同樣適用于海浪發(fā)電；網(wǎng)電可以由輸出平穩(wěn)的發(fā)電機(jī)電源替代。本發(fā)明中也可以利用光電對風(fēng)電進(jìn)行交流互補(bǔ)，實現(xiàn)負(fù)載側(cè)電能的穩(wěn)定輸出。本發(fā)明中也可以僅有風(fēng)電或光電或海浪電單獨接入，成為風(fēng)電或光電或海浪電和網(wǎng)電的交流互補(bǔ)。本發(fā)明中的多輸入口的變壓器可以由二臺多輸入口變壓器的串接構(gòu)成。
4
本發(fā)明突出優(yōu)點在于1、沒有昂貴的儲能單元和不需要并網(wǎng)；2、利用變壓器作為多電源的功率節(jié)點，風(fēng)電、光電、海浪電和網(wǎng)電在該節(jié)點交流集成，在負(fù)載側(cè)等效并網(wǎng)，實現(xiàn)不同電壓等級的電源在節(jié)電上的交流功率集成；3、通過功率流向控制，確保不向電網(wǎng)回送功率；4、本發(fā)明方法如果需要，斷開負(fù)載，通過軟件控制，原來網(wǎng)電的輸入口變?yōu)椴⒕W(wǎng)輸出， 就可實現(xiàn)風(fēng)電、光電和海浪電的并網(wǎng)發(fā)電，實現(xiàn)分布式并網(wǎng)電站的功能。本發(fā)明的意義在于最便捷和最大化地就地消納風(fēng)能、光能和海浪能，減少了網(wǎng)電的電量需求，達(dá)到低炭節(jié)能和綠色環(huán)保的效果；為推廣風(fēng)能、光能和海浪能的應(yīng)用提供了新的技術(shù)路線，具有極大的理論和實際意義；依據(jù)本發(fā)明的方法可以建設(shè)企業(yè)的自備電廠或電網(wǎng)的分布式電站。


圖1為多電源系統(tǒng)交流互補(bǔ)方法的示意圖。圖2為二臺多輸入口變壓器的串接構(gòu)成的多輸入口變壓器。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1中，Al為網(wǎng)電，A2為光電子系統(tǒng)，A3為風(fēng)電子系統(tǒng)，A4為用戶或局域電網(wǎng)， B為多輸入口變壓器，C為計算機(jī)控制單元；Pl網(wǎng)電側(cè)電量傳感器，P2光電側(cè)電量傳感器， P3風(fēng)電側(cè)電量傳感器，P4為用戶側(cè)電量傳感器。圖2中，Bl和B2為二個多輸入口的變壓器。圖1所示的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法的工作過程是網(wǎng)電Al直接接到變壓器B 的第一個繞組，光電系統(tǒng)A2的電能接到變壓器B的第二個輸入繞組，風(fēng)電系統(tǒng)A3接到準(zhǔn)并網(wǎng)變壓器B的第三個輸入繞組，準(zhǔn)并網(wǎng)變壓器的輸出繞組接到用戶局域網(wǎng)A4。電量傳感器P1、P2、P3和P4檢測網(wǎng)電、光電、風(fēng)電和用戶局域電網(wǎng)的實時發(fā)電和需求電量，送給控制單元的計算機(jī)系統(tǒng)C，如局域電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)載P4大于光電和風(fēng)電額定輸出總和P2+P3時，網(wǎng)電通過并網(wǎng)變壓器B向用戶局域電網(wǎng)補(bǔ)充其不足的電量Pl ；當(dāng)局域電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)載P4小于光電和風(fēng)電額定輸出時，計算機(jī)系統(tǒng)將控制光電和風(fēng)電輸出，并將網(wǎng)電維持到最小電量P1，達(dá)到穩(wěn)定用戶側(cè)電壓的目的。圖2中Bl為一個多輸入口的變壓器，可以將風(fēng)電和光電的交流功率先集成；風(fēng)電和光電的集成功率再接到B2實現(xiàn)與網(wǎng)電的交流互補(bǔ)，這樣可以更好地解決不同電壓等級的絕緣安全問題。雖然本發(fā)明以較佳實施例公開如上，但實施例和附圖并不是用來限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤飾，但同樣在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于利用一個多輸入口的變壓器作為功率節(jié)點，風(fēng)電和光電分別接入變壓器的輸入端口，網(wǎng)電接入變壓器的另外輸入端口，變壓器輸出接用戶或局域網(wǎng)，在變壓器的用戶側(cè)實現(xiàn)多電源的互補(bǔ)和功率集成；風(fēng)電和光電為受控方式接入變壓器，網(wǎng)電為不受控方式接入變壓器；多電源系統(tǒng)中的風(fēng)電和光電和網(wǎng)電同頻同相，每個電源子系統(tǒng)之間的電壓等級，以及和網(wǎng)電的電壓等級可以不相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于通過計算機(jī)控制單元控制風(fēng)電和光電在變壓器上的功率流向，最大限度地優(yōu)先使用風(fēng)電和光電的電能，最低限度地使用網(wǎng)電，通過網(wǎng)電補(bǔ)償風(fēng)電和光電的波動和變化，保證用戶側(cè)的電能穩(wěn)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于所述計算機(jī)控制單元由用戶側(cè)電量傳感器、網(wǎng)電側(cè)電量傳感器、風(fēng)電側(cè)電量傳感器、光電側(cè)電量傳感器和計算機(jī)系統(tǒng)組成；電量傳感器分別接到計算機(jī)控制單元的相關(guān)輸入接口，計算機(jī)控制單元的輸出控制信號分別接到風(fēng)電和光電系統(tǒng)的控制端口，控制風(fēng)電和光電的電量輸出，依據(jù)算法控制風(fēng)電和光電的輸出電量。
4.一種多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于利用一個多輸入口的變壓器作為功率節(jié)點，風(fēng)電接入變壓器的輸入端口，網(wǎng)電接入變壓器的另外輸入端口，變壓器輸出接用戶或局域網(wǎng)，在變壓器的用戶側(cè)實現(xiàn)多電源的互補(bǔ)和功率集成；風(fēng)電為受控方式接入變壓器， 網(wǎng)電為不受控方式接入變壓器；多電源系統(tǒng)中的風(fēng)電和網(wǎng)電同頻同相，每個電源子系統(tǒng)之間的電壓等級，以及和網(wǎng)電的電壓等級可以不相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于通過計算機(jī)控制單元控制風(fēng)電在變壓器上的功率流向，最大限度地優(yōu)先使用風(fēng)電的電能，最低限度地使用網(wǎng)電，通過網(wǎng)電補(bǔ)償風(fēng)電的波動和變化，保證用戶側(cè)的電能穩(wěn)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于所述計算機(jī)控制單元由用戶側(cè)電量傳感器、網(wǎng)電側(cè)電量傳感器、風(fēng)電側(cè)電量傳感器和計算機(jī)控制單元組成； 電量傳感器分別接到計算機(jī)控制單元的相關(guān)輸入接口，計算機(jī)控制單元的輸出控制信號接到風(fēng)電系統(tǒng)的控制端口，控制風(fēng)電的電量輸出，依據(jù)算法控制風(fēng)電的輸出電量。
7.一種多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于利用一個多輸入口的變壓器作為功率節(jié)點，光電接入變壓器的輸入端口，網(wǎng)電接入變壓器的另外輸入端口，變壓器輸出接用戶或局域網(wǎng)，在變壓器的用戶側(cè)實現(xiàn)多電源的互補(bǔ)和功率集成；光電為受控方式接入變壓器， 網(wǎng)電為不受控方式接入變壓器；多電源系統(tǒng)中的光電和網(wǎng)電同頻同相，每個電源子系統(tǒng)之間的電壓等級，以及和網(wǎng)電的電壓等級可以不相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于通過計算機(jī)控制單元控制光電在變壓器上的功率流向，最大限度地優(yōu)先使用光電的電能，最低限度地使用網(wǎng)電，通過網(wǎng)電補(bǔ)償光電的波動和變化，保證用戶側(cè)的電能穩(wěn)定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于所述計算機(jī)控制單元由用戶側(cè)電量傳感器、網(wǎng)電側(cè)電量傳感器、光電側(cè)電量傳感器和計算機(jī)系統(tǒng)組成；電量傳感器分別接到計算機(jī)控制單元的相關(guān)輸入接口，計算機(jī)控制單元的輸出控制信號接到光電系統(tǒng)的控制端口，控制光電的電量輸出，依據(jù)算法控制光電的輸出電量。
10.一種多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于利用一個多輸入口的變壓器作為功率節(jié)點，海浪電接入變壓器的輸入端口，網(wǎng)電接入變壓器的另外輸入端口，變壓器輸出接用戶或局域網(wǎng)，在變壓器的用戶側(cè)實現(xiàn)多電源的互補(bǔ)和功率集成；海浪電為受控方式接入變壓器，網(wǎng)電為不受控方式接入變壓器；多電源系統(tǒng)中的海浪電和網(wǎng)電同頻同相，每個電源子系統(tǒng)之間的電壓等級，以及和網(wǎng)電的電壓等級可以不相等。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于通過計算機(jī)控制單元控制海浪電在變壓器上的功率流向，最大限度地優(yōu)先使用海浪電的電能，最低限度地使用網(wǎng)電，通過網(wǎng)電補(bǔ)償海浪電的波動和變化，保證用戶側(cè)的電能穩(wěn)定。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于所述計算機(jī)控制單元由用戶側(cè)電量傳感器、網(wǎng)電側(cè)電量傳感器、海浪電側(cè)電量傳感器和計算機(jī)系統(tǒng)組成； 電量傳感器分別接到計算機(jī)控制單元的相關(guān)輸入接口，計算機(jī)控制單元的輸出控制信號接到海浪電系統(tǒng)的控制端口，控制海浪電的電量輸出，依據(jù)算法控制海浪電的輸出電量。
13.一種多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于利用一個多輸入口的變壓器作為功率節(jié)點，風(fēng)電接入變壓器的輸入端口，光電接入變壓器的另外輸入端口，變壓器輸出接用戶或局域網(wǎng)，在變壓器的用戶側(cè)實現(xiàn)多電源的互補(bǔ)和功率集成；風(fēng)電和光電為受控方式接入變壓器；多電源系統(tǒng)中的風(fēng)電和光電同頻同相，每個電源子系統(tǒng)之間的電壓等級，以及和光電的電壓等級可以不相等。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于通過計算機(jī)控制單元控制風(fēng)電和光電在變壓器上的功率流向，通過光電補(bǔ)償風(fēng)電的波動和變化，保證用戶側(cè)的電能穩(wěn)定。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于所述計算機(jī)控制單元由用戶側(cè)電量傳感器、光電側(cè)電量傳感器、風(fēng)電側(cè)電量傳感器和計算機(jī)系統(tǒng)組成；電量傳感器分別接到計算機(jī)控制單元的相關(guān)輸入接口，計算機(jī)控制單元的輸出控制信號接到風(fēng)電和光電系統(tǒng)的控制端口，依據(jù)算法控制風(fēng)電和光電的電量輸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求1、4、7、10和13所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于所述的用于交流互補(bǔ)的電源，可以由輸出平穩(wěn)的發(fā)電機(jī)電源替代。
17.根據(jù)權(quán)利要求1、4、7、10和13所述的多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，其特征在于所述的多輸入口變壓器可以由二臺多輸入口變壓器串接構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多電源系統(tǒng)的交流互補(bǔ)方法，利用一個多輸入口的變壓器作為功率節(jié)點，風(fēng)電和光電分別接入變壓器的輸入端口，網(wǎng)電接入變壓器的另外輸入端口，變壓器輸出接用戶或局域網(wǎng)，在變壓器的用戶側(cè)實現(xiàn)多電源的互補(bǔ)和功率集成；風(fēng)電和光電為受控方式接入變壓器，網(wǎng)電為不受控方式接入變壓器；多電源系統(tǒng)中的風(fēng)電和光電和網(wǎng)電同頻同相，每個電源子系統(tǒng)之間的電壓等級，以及和網(wǎng)電的電壓等級可以不相等。本發(fā)明的意義在于最便捷和最大化地就地消納風(fēng)能、光能和海浪能，減少了網(wǎng)電的電量需求，達(dá)到低炭節(jié)能和綠色環(huán)保的效果。
文檔編號H02J9/00GK102222968SQ20111016279
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者薛建仁, 薛祥仁, 薛韜 申請人:薛建仁