风力、光伏、柴油发电三电源发供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及互补发电和供电领域，具体涉及采用开关磁阻发电机为风力发电机，与光伏发电和柴油发电机组三者配合使用的三电源发供电系统。
【背景技术】
[0002]清洁、绿色、环保为标志的风力发电和太阳能发电是多年来国内外重点发展的可再生能源发电形式。
[0003]目前风电机组主要以双馈型异步风力发电机组和直驱全功率变换型永磁同步风力发电机组为主，兼有一些鼠笼式异步风力发电机组；双馈型异步风力发电机组有较好的性价比，但它的传动链往往要有齿轮箱，这对机组的可靠性和可维护性提出了苛刻的要求；直驱全功率变换型永磁同步风力发电机组避免了齿轮箱的维护工作量，可靠性有所提高，但由于其转速很低，随着功率的增大，多极数永磁同步发电机的制造工艺复杂，技术难度大，电机体积大，造价高；鼠笼式异步风力发电机组则因风能利用率低、适应性差日趋淘汰。
[0004]开关磁阻发电机结构简单，转子上无刷、无绕组、无永久磁体；其运行时相当于一个电流源，这样在一定转速范围内，输出端电压不会随着转速的变化而变化，这非常适合于当前主流的变速运行的风力机，可提高风能的利用效率；开关磁阻发电机可以在风力直接驱动下实现较高的发电效率，也省去了齿轮箱，使整个发电系统结构更加简洁、可靠，这也正是风力发电系统的发展趋势；而在运行过程中，开关磁阻发电机可控参数多，如开关角控制，电流斩波控制，PWM控制等，可方便的实现比较复杂的控制策略，灵活的控制输出直流电压和电流。
[0005]目前，风光互补型的发电系统较为多见，但采用开关磁阻发电机这种新型风力发电机与光伏发电互补的系统尚未见报道。
[0006]针对开关磁阻发电机直接输出脉动的直流电的特点，其输出接口部分的电能变换系统应与常规交流发电机输出的完全不同，不像交流发电机那样要先经过整流环节，另外其输出脉动的直流电更利于向蓄电池充电。
[0007]柴油发电机组是传统的面向无电网覆盖区域的常规发电装置，其中的发电机当前一般采用交流同步发电机。
[0008]在我国一些偏远无电网覆盖的地区，往往也是较为贫困的农村或牧区，这些地区大部分也意味着是干旱少雨、太阳能和风能丰富的三北地区，具有利用风能和太阳能得天独厚的条件，但也需要投资少、维护方便的设施利用才有可行性；另外，柴油这类化石能源污染环境，而可再生能源的利用往往也更容易得到政府的补贴；所以，有效利用可再生能源，兼顾长效稳定供电，同时简化发供电系统结构、降低成本等方面之后，含可再生能源发电的多电源发供电设施在这些地区应具有应用的实际意义。
【发明内容】
[0009]根据以上的【背景技术】，本实用新型提出采用开关磁阻发电机作为风力发电机，鼠笼式三相异步发电机为柴油发电机，开关磁阻发电机输出电压可调，风力、光伏、柴油发电三电源联供及蓄电池储能备用的多电源系统，可增强供电稳定性和持久性，结构简单可靠性高，成本低，维护简单。
[0010]本实用新型的技术方案为:
[0011]风力、光伏、柴油发电三电源发供电系统，由开关磁阻风力发电系统1、光伏发电系统2、柴油发电机组系统3、升降压斩波器4、蓄电装置5、逆变器6、整流器7、交流负载8、直流负载9组成；其技术特征在于，所述开关磁阻风力发电系统I与所述升降压斩波器4连接，升降压斩波器4与所述光伏发电系统2均与所述蓄电装置5连接，蓄电装置5同时与所述逆变器6和所述直流负载9连接，逆变器6与所述交流负载8连接，所述柴油发电机组系统3同时与所述整流器7和交流负载8连接，整流器7与直流负载9连接。
[0012]所述的开关磁阻风力发电系统I包含风力机、开关磁阻发电机及其控制器和功率变换器。
[0013]所述的光伏发电系统2包含光伏电池阵列及光伏控制器。
[0014]所述的柴油发电机组系统3中的发电机为鼠笼式交流异步发电机。
[0015]所述的升降压斩波器4指的是可对输入直流电压进行升压或降压变换的斩波电路，具体是buck-boost斩波器或者Cuk斩波器或者Sepic斩波器或者Zeta斩波器，通过对其内部唯一的电力电子开关管的开关占空比的调节，改变其输出直流电压大小。
[0016]所述的开关磁阻风力发电系统I既升降压斩波器4，和所述的光伏发电系统2通过串联或者并联的方式输出直流电。
[0017]本实用新型的主要技术效果是:
[0018]本实用新型的风力、光伏、柴油发电三电源发供电系统，有效利用风能和太阳能，保护环境；在风能和太阳能或者其中之一较为丰富，并且足够负载所需电能时，柴油发电机组系统停机，只有到风能和太阳能较弱，并且蓄电装置中的电能也消耗殆尽不能满足负载时，柴油发电机组才起动运行。
[0019]采用开关磁阻发电机作为风力发电机，开关磁阻发电机可直驱，本身的结构比永磁同步发电机更简单成本更低；其直接输出脉动的直流电，更利于给蓄电装置充电，并且可以与同为直流电输出的光伏电池并联或串联供电；简化了电能变换结构降低了成本。
[0020]由于永磁同步发电机在长时期运行时难免会失磁，引起效率下降，另外高性能的永磁材料虽然磁性强但价格很贵；而电励磁的同步发电机又需要专用直流电源；所以采用鼠笼式异步发电机的柴油发电机组系统简化了结构降低了成本。
[0021]可见，本实用新型除相对风光互补、光伏与柴油互补、风力与柴油互补等已有的互补发电系统来说提高了供电的持续性和稳定性外，也是一套结构简单、低成本的系统，这点尤其重要，因为在偏远无电网地区，往往也是技术人员难于前往维护、经济发展落后的地区，简单的结构意味着可靠性高少维护，低成本更利于实际应用的可能。
【附图说明】
[0022]图1所示为本实用新型的风力、光伏、柴油发电三电源发供电系统结构图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示为风力、光伏、柴油发电三电源发供电系统结构图，实际上也可以说是四电源系统，因为蓄电装置5在风力和光伏均不能正常发电时，可代替它们向负载供电，只有到蓄电装置5中的电能消耗殆尽不能满足负载时，才起动柴油发电机组系统3。
[0024]开关磁阻风力发电系统I由小型的风力机及配套的小型开关磁阻发电机及其控制器、功率变换器构成，自行完成电压反馈控制和最大功率点跟踪控制，该系统为变速直驱型风力发电系统，其额定