多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)，包括太陽能組件陣列、風力發(fā)電機、逆變器、控制器以及蓄電池組；太陽能組件陣列、風力發(fā)電機均與逆變器的輸入端連接；控制器與逆變器連接；逆變器的輸出端與蓄電池組連接，逆變器的輸出端還用于與負載連接。本發(fā)明的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)整合了多種能源利用的優(yōu)點，利用互補的方式為偏遠地區(qū)和海島提供成本低廉、穩(wěn)定可靠的能源供給。
【專利說明】多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，涉及一種應用于偏遠地區(qū)或海島的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對于一些偏遠地區(qū)和海島來說，用電一直是困擾他們的一個難題，由于地處偏僻，電網(wǎng)的架設成本極高，甚至在有些地方或海島，電網(wǎng)架設根本不可能。在這種情況下，能源供給的主要方式為柴油機發(fā)電，但是柴油本身成本和運輸?shù)葘е虏裼桶l(fā)電成本偏高。此外，這種地區(qū)一般具有豐富的太陽能和風能資源，利用太陽能和風能發(fā)電也是能源供給的一種選擇，但是太陽能和風能發(fā)電也具有成本和施工的問題，同時單一的太陽能和風能發(fā)電還具有間歇性、不穩(wěn)定的特點。因此，如何實現(xiàn)偏遠地區(qū)和海島的穩(wěn)定的能源供給，且成本低廉且高效可用是目前急需解決的行業(yè)技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明的目的是提供一種應用于偏遠地區(qū)和海島的多能源互補風光柴蓄發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)獨立于外界電網(wǎng)，整合多種能源利用的優(yōu)點，利用互補的方式為偏遠地區(qū)和海島提供成本低廉、穩(wěn)定可靠的能源供給。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括太陽能組件陣列、風力發(fā)電機、逆變器、控制器以及蓄電池組；太陽能組件陣列、風力發(fā)電機均與逆變器的輸入端連接；控制器與逆變器連接；逆變器的輸出端與蓄電池組連接，逆變器的輸出端還用于與負載連接。
[0005]進一步的技術(shù)方案為，還包括備用電源；所述備用電源與逆變器的輸入端連接。
[0006]優(yōu)選地，所述備用電源為柴油發(fā)電機。
[0007]進一步的技術(shù)方案為，還包括地熱能發(fā)電組件；所述地熱能發(fā)電組件與逆變器的輸入端連接。
[0008]進一步的技術(shù)方案為，還包括潮汐能發(fā)電機；所述潮汐能發(fā)電機與逆變器的輸入端連接。
[0009]從多能源互補系統(tǒng)的研究進展看，多能源互補的能源系統(tǒng)正在從最初的簡單組合向高集成度的系統(tǒng)方向發(fā)展。本發(fā)明兼顧了離網(wǎng)蓄電和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點，有較強的適應性。
[0010]本發(fā)明實現(xiàn)控制系統(tǒng)和逆變系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)一體化，節(jié)省了電力效率，提高產(chǎn)品的頭用性。
[0011]本發(fā)明的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)具有如下優(yōu)點:(I)利用太陽能、風能的互補特性，可以產(chǎn)生比較穩(wěn)定的總輸出，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。(2)在保證同樣供電的情況下，可大大減少儲能設備蓄電池的容量。(3)對本發(fā)明的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)進行合理的設計和匹配，可以基本上由風光系統(tǒng)供電，很少啟動備用電源，如柴油發(fā)電機，并可獲得較好的社會經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)，包括逆變器、控制器、蓄電池組、太陽能組件陣列、風力發(fā)電機、作為備用電源的柴油發(fā)電機以及其他能源發(fā)電機組。所述其他能源發(fā)電機組可以是地熱能發(fā)電組件和/或潮汐能發(fā)電機，也可以是其他。太陽能組件陣列、風力發(fā)電機、柴油發(fā)電機、其他能源發(fā)電機組均與逆變器的輸入端連接；控制器與逆變器連接；逆變器的輸出端與蓄電池組連接，逆變器的輸出端還用于與負載連接。
[0015]太陽電池方陣則是由若干太陽電池組件串、并聯(lián)連接構(gòu)成的陣列。在有陽光照射時，太陽電池方陣對負載供電，同時提供一些電能儲存在蓄電池中。太陽電池方陣的功率，需根據(jù)使用現(xiàn)場的太陽總輻射量、太陽電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率以及所用電器裝置的耗電情況來確定。
[0016]風力發(fā)電機優(yōu)選地采用垂直軸風力發(fā)電機，風輪轉(zhuǎn)軸與地面呈垂直狀態(tài)，不受風向影響，無須調(diào)向?qū)︼L，大大的簡化了結(jié)構(gòu)，且發(fā)電機安裝在支承架的底部，管理方便。風速達到起動風速后，風輪開始轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機開始發(fā)電，輸出電能給負載供電以及給蓄電池充電。當風速超過截止風速時，風力發(fā)電機通過機械限速機構(gòu)使風力發(fā)電機在一定轉(zhuǎn)速下極限運行或停運行，以保證風力發(fā)電機不至于損壞。
[0017]本發(fā)明的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置主要是蓄電池。蓄電池通常在浮充狀態(tài)下長期工作，它的電能量比用電負載所需的電能量大得多，多數(shù)時間處于淺放電狀態(tài)。在無日照的夜間或陰雨天氣和無風天氣時，蓄電池對負載供電。另外，當負載有短時間脈沖功耗時，可再生能源可能不能滿足負載所需的全部電能，這時，蓄電池也將給以補充供電。
[0018]逆變器也是本發(fā)明的重要部件。在本發(fā)明的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)中，風電機組(單臺或多臺，經(jīng)整流后)、光伏陣列向蓄電池進行浮充電，并同時向逆變器供電，直流電經(jīng)過逆變后向交流負載供電。當蓄電池電壓過低或風電、光電系統(tǒng)輸出不能滿足負載時，柴油發(fā)電機起動為蓄電池充電或者將負載從逆變器切換到柴油發(fā)電機上?？紤]到本發(fā)明的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)成本比較高，而其一般有較長時間工作在空載或輕載狀態(tài)，因此所用的逆變器應具有較高的轉(zhuǎn)換效率，特別是空載和輕載效率。系統(tǒng)中的逆變器技術(shù)可以采用SPWM控制技術(shù)，實現(xiàn)對風力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤控制。從而實現(xiàn)了如下功能:(1)保證風電、光電向蓄電池充電及向負載供電，同時提供各種必要參數(shù)的計量、檢測和顯示。(2)當蓄電池過充電或過放電時，報警或自動切斷線路，保護蓄電池。(3)按需要給出高精度的恒電壓或恒電流；(4)當蓄電池有故障時，可以自動切換，接通備用蓄電池，以保證負載正常用電；
[0019]采用先進的電子電力模塊技術(shù)，獨特的強電和弱電控制系統(tǒng)的結(jié)合的電力模塊，保證系統(tǒng)對電網(wǎng)的干擾和傳導質(zhì)量，使得電網(wǎng)的電力質(zhì)量得到保證。
[0020]控制器可以采用可編程序控制器(PLC)和人機界面組成，利用PLC的編程組態(tài)軟件，可以實現(xiàn)功能強大的控制作用。PLC與人機界面使用以太網(wǎng)連接，并與上位計算機的通信。人機界面用于顯示系統(tǒng)的測量參數(shù)及控制狀態(tài)，還可用于對發(fā)電系統(tǒng)的手動控制。上位機可以顯示發(fā)電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并設定控制參數(shù)。通過以太網(wǎng)接口，可以將發(fā)電系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡化遠程監(jiān)控。
[0021]柴油發(fā)電機作為備用電源，在本發(fā)明的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)無法正常工作的情況下(如連續(xù)的陰雨天或無風天氣等)向負載供電，同時柴油機也對蓄電池補充充電，以防止蓄電池長時間處于缺電狀態(tài)而降低使用壽命。
[0022]多能源互補風光柴蓄發(fā)電系統(tǒng)旨在實現(xiàn)太陽能、風能和石化能源綜合互補，建成一體化的集裝箱電站，達到多種能源高效利用的目的。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括太陽能組件陣列、風力發(fā)電機、逆變器、控制器以及蓄電池組；太陽能組件陣列、風力發(fā)電機均與逆變器的輸入端連接；控制器與逆變器連接；逆變器的輸出端與蓄電池組連接，逆變器的輸出端還用于與負載連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:還包括備用電源；所述備用電源與逆變器的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述備用電源為柴油發(fā)電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:還包括地熱能發(fā)電組件；所述地熱能發(fā)電組件與逆變器的輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多能源互補蓄發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:還包括潮汐能發(fā)電機；所述潮汐能發(fā)電機與逆變器的輸入端連接。
【文檔編號】H02S10/10GK103825531SQ201310754089
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】勞長石, 張建標 申請人:深圳市國創(chuàng)新能源研究院