一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)，光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器、雙向變流器和電池組設(shè)置在一個(gè)箱體內(nèi)，箱體分為兩部分，為：電池艙和變流器艙，電池組設(shè)置在電池艙內(nèi)，逆變器和變流器設(shè)置在變流器艙內(nèi)。本實(shí)用新型按照溫度特性和功能區(qū)域，將箱體分割成電池艙和變流器艙，將功能類(lèi)似的系統(tǒng)單元集成在統(tǒng)一的艙內(nèi)，在系統(tǒng)單元運(yùn)行或發(fā)生故障時(shí)，便于統(tǒng)一操作、管理和維護(hù)，避免了所有的系統(tǒng)單元堆在一起而造成操作和維護(hù)的困難，并且方便統(tǒng)一熱管理和保養(yǎng)。本實(shí)用新型箱體具備獨(dú)立的充放電功能，在無(wú)光伏和風(fēng)力發(fā)電的情況下，能夠通過(guò)電網(wǎng)對(duì)電池組補(bǔ)電；另外，具有移動(dòng)和快速接入功能，對(duì)保障不間斷供電，提供持續(xù)穩(wěn)定電能有重要作用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電互補(bǔ)供電系統(tǒng)，具體為一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力需求迅速增長(zhǎng)，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，超大規(guī)模電力系統(tǒng)的弊端也日益凸現(xiàn):成本高，運(yùn)行難度大，難以適應(yīng)用戶(hù)越來(lái)越高的安全和可靠性要求以及多樣化的供電需求。因此，依靠單純地?cái)U(kuò)大電網(wǎng)規(guī)模顯然不能滿(mǎn)足用戶(hù)越來(lái)越高的可靠性要求以及多樣化的電能需求。與此同時(shí)，隨著可再生能源發(fā)電在電力系統(tǒng)的大規(guī)模開(kāi)發(fā)并利用，會(huì)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性以及電能質(zhì)量帶來(lái)問(wèn)題，而通過(guò)引入儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠較好解決可再生能源的接入所帶來(lái)的問(wèn)題。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?00810112288.6，發(fā)明名稱(chēng)為“基于超級(jí)電容器儲(chǔ)能的風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電互補(bǔ)供電系統(tǒng)”，公開(kāi)了一種風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電互補(bǔ)供電系統(tǒng)，技術(shù)方案是:光伏陣列通過(guò)DC/DC降壓變換器與超級(jí)電容器組連接，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)AC/DC變換器與超級(jí)電容器組連接，超級(jí)電容器組通過(guò)DC/AC逆變器與交流負(fù)載連接，超級(jí)電容器組通過(guò)DC/DC升降壓變換器與直流負(fù)載連接。該專(zhuān)利申請(qǐng)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)供電。但是該申請(qǐng)中，變換器與各自對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)或者光伏陣列連接，逆變器與電容器組連接，逆變器和變換器沒(méi)有統(tǒng)一應(yīng)用設(shè)置形式，在逆變器和變換器都發(fā)生故障時(shí)，不便于統(tǒng)一進(jìn)行維修和更換，而且變換器與逆變器的組成部分大都是功率元件，具有很大的發(fā)熱量，所以也不利于功率元件統(tǒng)一進(jìn)行散熱，就該申請(qǐng)中記載的技術(shù)方案而言，該申請(qǐng)無(wú)法滿(mǎn)足分布式場(chǎng)合中應(yīng)急供電保電的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電互補(bǔ)供電系統(tǒng)不便于統(tǒng)一操作和維護(hù)，以及無(wú)法滿(mǎn)足移動(dòng)用電需求的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案包括一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)，包括光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器、雙向變流器、電池組、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏電池陣列；風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)風(fēng)機(jī)逆變器連接到交流母線，光伏電池陣列通過(guò)光伏逆變器連接到交流母線，電池組通過(guò)雙向變流器連接到交流母線，交流母線連接電網(wǎng)和/或負(fù)載；光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器、雙向變流器和電池組設(shè)置在一個(gè)箱體內(nèi)，該箱體分為兩部分，為:電池艙和變流器艙，電池組設(shè)置在電池艙內(nèi)，光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器和雙向變流器設(shè)置在變流器艙內(nèi)。
[0006]電池艙和變流器艙用隔熱墻隔開(kāi)。
[0007]在變流器艙內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)配電柜，光伏逆變器和風(fēng)機(jī)逆變器布置在變流器艙的一側(cè)，雙向變流器和配電柜布置在變流器艙的另一側(cè)，配電柜連接光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器和雙向變流器的交流側(cè)。
[0008]電池艙內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)用于采集箱體內(nèi)系統(tǒng)單元的運(yùn)行參數(shù)并發(fā)出控制指令的監(jiān)控柜，電池組與監(jiān)控柜分別設(shè)置在電池艙的兩側(cè)，監(jiān)控柜包括一個(gè)能量管理裝置。
[0009]本實(shí)用新型中的光伏逆變器、風(fēng)力逆變器、雙向變流器和電池組設(shè)置在一個(gè)箱體內(nèi)，并且按照溫度特性和功能區(qū)域，將箱體分隔成電池艙和變流器艙，將功能類(lèi)似的系統(tǒng)單元集成在一個(gè)特定的艙內(nèi)，在系統(tǒng)單元運(yùn)行或者發(fā)生故障時(shí)，便于統(tǒng)一操作、管理和維護(hù)，避免了所有的系統(tǒng)單元堆在一起而造成操作和維護(hù)的困難。
[0010]光伏逆變器、風(fēng)力逆變器和雙向變流器中的組成的大部分均為功率元件，將光伏逆變器、風(fēng)力逆變器和雙向變流器布置在一起，方便統(tǒng)一進(jìn)行散熱和保養(yǎng)，能夠一定程度上延長(zhǎng)使用壽命。
[0011]由于使用便于移動(dòng)的箱體，本實(shí)用新型在社區(qū)、工廠、醫(yī)院、移動(dòng)通信等場(chǎng)合，對(duì)保障不間斷供電，提供持續(xù)穩(wěn)定電能有重要作用；為重要負(fù)荷充當(dāng)獨(dú)立逆變電源，提供持續(xù)穩(wěn)定電力應(yīng)對(duì)電網(wǎng)失電，同時(shí)在搶險(xiǎn)救災(zāi)、野外勘探、作戰(zhàn)裝備等特殊性場(chǎng)合中，對(duì)于電力供應(yīng)、機(jī)動(dòng)響應(yīng)和有效隱蔽可以發(fā)揮巨大優(yōu)勢(shì)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)單元的簡(jiǎn)易連接圖；
[0013]圖2是箱體內(nèi)的布置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)，包括光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器、雙向變流器、電池組、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏電池陣列；風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)風(fēng)機(jī)逆變器連接到交流母線，光伏電池陣列通過(guò)光伏逆變器連接到交流母線，電池組通過(guò)雙向變流器連接到交流母線，交流母線連接電網(wǎng)和/或負(fù)載；光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器、雙向變流器和電池組設(shè)置在一個(gè)箱體內(nèi)，該箱體分為兩部分，為:電池艙和變流器艙，電池組設(shè)置在電池艙內(nèi)，光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器和雙向變流器設(shè)置在變流器艙內(nèi)。
[0016]基于以上技術(shù)方案，結(jié)合附圖，給出以下一個(gè)【具體實(shí)施方式】。
[0017]如圖1所示，該風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)包括光伏逆變器1、風(fēng)機(jī)逆變器2、雙向變流器15、電池組4、風(fēng)力發(fā)電機(jī)01和光伏電池陣列02 ;風(fēng)力發(fā)電機(jī)01通過(guò)風(fēng)機(jī)逆變器2連接到交流母線上，光伏電池陣列02通過(guò)光伏逆變器I連接到交流母線上，交流母線連接電網(wǎng)03和/或負(fù)載04，電池組4通過(guò)雙向變流器15連接在交流母線上。光伏逆變器1、風(fēng)機(jī)逆變器2、雙向變流器15和電池組4設(shè)置在一個(gè)箱體10內(nèi)。
[0018]該箱體可以是集裝箱，也可以是預(yù)制艙。這里以集裝箱為例。本實(shí)用新型中的電池組可以是鋰電池組，也可以是其他類(lèi)型的電池組，這里以鋰電池為例。
[0019]如圖2所示，將集裝箱箱體10分成兩個(gè)艙，一個(gè)電池艙7，一個(gè)變流器艙17。兩個(gè)艙用隔熱墻13隔開(kāi)，隔熱墻13上安裝有單開(kāi)門(mén)。集裝箱箱體10兩端均為雙開(kāi)門(mén)8，雙開(kāi)門(mén)8為右壓左式設(shè)計(jì)，雙開(kāi)門(mén)8和集裝箱箱體10通過(guò)密封膠墊進(jìn)行密封。
[0020]光伏逆變器1、風(fēng)機(jī)逆變器2、雙向變流器15和配電柜16布置在變流器艙17中的兩側(cè)，在集裝箱箱體10中間形成安裝檢修通道，配電柜16安裝交流母線及其安全保護(hù)設(shè)備，各逆變器和變流器的交流側(cè)接入到配電柜16。[0021 ] 將光伏逆變器1、風(fēng)機(jī)逆變器2和雙向變流器15等元器件布置在一個(gè)艙內(nèi)，方便維護(hù)和更換，另外，由于該元器件含有很多功率元件，在改變變流器艙的溫度的情況下，也能夠?qū)夥孀兤?、風(fēng)機(jī)逆變器2和雙向變流器15等元器件進(jìn)行有效地散熱，延長(zhǎng)使用壽命O
[0022]鋰電池儲(chǔ)能及管理系統(tǒng)分成鋰電池組4和配電及監(jiān)控柜3，布置在電池艙7中，能量管理裝置布置在配電及監(jiān)控柜3中。鋰電池組4和配電及監(jiān)控柜3布置在集裝箱箱體10的兩側(cè)，在集裝箱箱體10中間形成安裝檢修通道。在電池艙內(nèi)安裝有自動(dòng)滅火裝置11和工業(yè)空調(diào)12，滿(mǎn)足鋰電池組的消防和溫度控制要求。
[0023]能量管理裝置的作用:將箱體內(nèi)的各關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，接受遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置的管理調(diào)度指令；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏和風(fēng)力發(fā)電狀況，預(yù)測(cè)功率波動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)雙向變流器出力大小，平衡母線電壓和電流；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池組運(yùn)行和荷電狀態(tài)，調(diào)節(jié)并網(wǎng)控制和保護(hù)設(shè)備，穩(wěn)定并網(wǎng)輸出。
[0024]在集裝箱箱體10的隔熱墻13的頂部安裝有2個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭14，分別對(duì)準(zhǔn)變流器艙17和電池艙7的雙開(kāi)門(mén)8，實(shí)時(shí)監(jiān)控集裝箱箱體10的使用情況，網(wǎng)絡(luò)攝像頭14采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚潆娂氨O(jiān)控柜3的能量管理裝置中。
[0025]在集裝箱箱體10內(nèi)部電池艙7和變流器艙17的頂部分別安裝有I臺(tái)防爆應(yīng)急燈6，提供滿(mǎn)足集裝箱照明，同時(shí)在斷電時(shí)可以提供一定時(shí)間的應(yīng)急照明。煙霧傳感器5實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)艙內(nèi)煙霧和溫度情況，如有火災(zāi)情況，觸發(fā)聲光報(bào)警器9并將火情傳輸至配電及監(jiān)控柜3的能量管理裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警。能量管理裝置判斷火情后采取滅火措施，啟動(dòng)自動(dòng)滅火裝置11。
[0026]本實(shí)用新型以集裝箱或預(yù)制艙為載體，集電池模塊化、電池管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與保護(hù)、雙向變流器的功率變換、能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控和調(diào)度以及智能輔助系統(tǒng)的多重安全保護(hù)與一體的電力供電系統(tǒng)，具備獨(dú)立的充放電能力，便于移動(dòng)和快速接入；另外，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)智能化環(huán)境調(diào)節(jié)、安全監(jiān)控、可靠保護(hù)、溫度控制、煙霧監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控、自動(dòng)消防滅火、斷電應(yīng)急照明、聲光報(bào)警，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0027]在大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)或光伏發(fā)電場(chǎng)，可以實(shí)現(xiàn)削峰填谷、調(diào)峰調(diào)頻和提高電能質(zhì)量等功能；在社區(qū)、工廠、醫(yī)院、移動(dòng)通信等場(chǎng)合，對(duì)保障不間斷供電，提供持續(xù)穩(wěn)定電能有重要作用；同時(shí)在搶險(xiǎn)救災(zāi)、野外勘探、作戰(zhàn)裝備等特殊性場(chǎng)合的電力供應(yīng)、機(jī)動(dòng)響應(yīng)和有效隱蔽可以發(fā)揮巨大優(yōu)勢(shì)。
[0028]以上給出了具體的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型不局限于所描述的實(shí)施方式。本實(shí)用新型的基本思路在于上述基本方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)包括光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器、雙向變流器、電池組、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏電池陣列；風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)風(fēng)機(jī)逆變器連接到交流母線，光伏電池陣列通過(guò)光伏逆變器連接到交流母線，電池組通過(guò)雙向變流器連接到交流母線，交流母線連接電網(wǎng)和/或負(fù)載；其特征在于，所述光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器、雙向變流器和電池組設(shè)置在一個(gè)箱體內(nèi)，所述箱體分為兩部分，為:電池艙和變流器艙，所述電池組設(shè)置在電池艙內(nèi)，所述光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器和雙向變流器設(shè)置在變流器艙內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電池艙和變流器艙用隔熱墻隔開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)，其特征在于，在變流器艙內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)配電柜，所述光伏逆變器和風(fēng)機(jī)逆變器布置在變流器艙的一側(cè)，雙向變流器和配電柜布置在變流器艙的另一側(cè)，配電柜連接光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器和雙向變流器的交流側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)光儲(chǔ)一體化供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電池艙內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)用于采集所述箱體內(nèi)系統(tǒng)單元的運(yùn)行參數(shù)并發(fā)出控制指令的監(jiān)控柜，所述電池組與監(jiān)控柜分別設(shè)置在電池艙的兩側(cè)，所述監(jiān)控柜包括一個(gè)能量管理裝置。
【文檔編號(hào)】H02J7/35GK204231002SQ201420767929
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】張瑞, 臧思佳, 薛利峰, 王子績(jī), 張興, 田曉輝 申請(qǐng)人:中航鋰電（洛陽(yáng)）有限公司