风光互补供电控制器及微电网系统的制作方法_2

文档序号:8849430阅读:来源:国知局

[0024]实施例1:
[0025]本实用新型的风光互补供电控制器,输入端包括逆功率保护器和过流保护装置1、过流保护装置II ;过流保护装置1、过流保护装置II分别经电压变换模块1、电压变换模块II连接至直流低压母线,直流低压母线经过电压变换模块III连接至输出端;逆功率保护器通过电压变换模块IV连接至直流高压母线;直流高压母线与直流低压母线之间搭接有DC/DC直流降压变换模块1、DC/DC直流升压变换模块I ;直流低压母线分别搭接DC/DC直流降压变换模块I1、DC/DC直流升压变换模块II与蓄电池组相连接;控制单元分别连接并控制电压变换模块1、电压变换模块I1、电压变换模块II1、电压变换模块IV、DC/DC直流降压变换模块1、DC/DC直流升压变换模块1、DC/DC直流降压变换模块I1、DC/DC直流升压变换模块II,控制单元还连接有通信模块、显示模块。
[0026]实施例2:
[0027]如图1所示,本实用新型的风光互补供电控制器,输入端包括逆功率保护器和过流保护装置1、过流保护装置II ;过流保护装置1、过流保护装置II分别经电压变换模块
1、电压变换模块II连接至直流低压母线,直流低压母线经过电压变换模块III连接至输出端;逆功率保护器通过电压变换模块IV连接至直流高压母线;直流高压母线与直流低压母线之间搭接有DC/DC直流降压变换模块1、DC/DC直流升压变换模块I ;直流低压母线分别搭接DC/DC直流降压变换模块I1、DC/DC直流升压变换模块II与蓄电池组相连接;控制单元分别连接并控制电压变换模块1、电压变换模块I1、电压变换模块II1、电压变换模块IV、DC/DC直流降压变换模块1、DC/DC直流升压变换模块1、DC/DC直流降压变换模块I1、DC/DC直流升压变换模块II,控制单元还连接有通信模块、显示模块。
[0028]DC/DC直流降压变换模块I用于当直流低压母线能量不足时从高压直流母线获得能量;DC/DC直流升压变换模块I用于当直流低压母线能量过剩时向高压直流母线充电;DC/DC直流降压变换模块II用于直流低压母线为蓄电池组充电;DC/DC直流升压变换模块II用于蓄电池组给直流低压母线放电。
[0029]过流保护装置1、过流保护装置II均连接至卸荷单元,卸荷单元用于能量过剩时对风光互补供电控制器进行保护;直流低压母线的正负极之间搭接大容量电容器,大容量电容器为系统临时掉电提供能量储存;蓄电池组与快速充电单元相连接,快速充电单元用于从风光互补供电控制器的外部获得临时能量供应给蓄电池组。
[0030]电压变换模块1、电压变换模块I1、电压变换模块III均为DC/DC直流电压变换模块;电压变换模块IV为AC/DC电压变换模块或者为DC/DC直流电压变换模块,当逆功率保护器输入端为交流供电时,电压变换模块IV为AC/DC电压变换模块,当逆功率保护器输入端为直流供电时,电压变换模块IV为DC/DC直流电压变换模块。
[0031]控制单元采用控制器,控制器用于判断并控制能量流向,通信模块包括无线通信模块、有线通信模块,控制器、无线通信模块、有线通信模块和显示模块构成人机界面。
[0032]实施例3:
[0033]如图2所示,本实用新型的微电网系统,采用上述的实施例1或实施例2或权利要求书中不同的技术特征的整合的任意一种的风光互补供电控制器组建微电网系统,微电网系统采用一个风光互补供电控制器;其中风光互补供电控制器的输入端的逆功率保护器与市电网络或远程供电网络相连接,风力发电机和光伏阵列分别与过流保护装置1、过流保护装置II相连接;输出端连接用电负载,给用电负载提供能量输入。
[0034]微电网系统供电方法,基于采用一个风光互补供电控制器的微电网系统进行供电,包括如下步骤:
[0035](I)、风光互补供电控制器起始状态存在如下四种状态:
[0036](1.1)、市电网络或远程供电网络能量输出为零,风力发电机和光伏阵列输出均为零,蓄电池组能量储存为零;
[0037](1.2)、市电网络或远程供电网络能量输出为零,风力发电机和光伏阵列输出均为零,蓄电池组有能量储存;
[0038](1.3)、市电网络或远程供电网络能量输出为零,风力发电机和光伏阵列二者至少一种有能量输出,蓄电池组有能量储存;
[0039](1.4)、市电网络或远程供电网络有能量输出,风力发电机和光伏阵列二者至少一种有能量输出,蓄电池组有能量储存;
[0040](2)、若为状态(1.1 ),通过快速充电单元对蓄电池组充电,则转换为状态(1.2);
[0041](3)、若为状态(1.2),蓄电池组放电,通过DC/DC直流升压变换模块II至直流低压母线,直流低压母线经过电压变换模块III至输出端给用电负载提供能量输入;控制单元监控电压变换模块1、电压变换模块I1、电压变换模块IV是否有能量输入,则状态根据输入转入状态(1.3)或状态(1.4);
[0042](4)、若为状态(1.3),则进入脱机独立运行;
[0043]( 5 )、若为状态(I.4 ),则进入在线独立运行。
[0044]上述的微电网系统供电方法,步骤(4)中,脱机独立运行流程如下:
[0045](4.1)、控制单元对风力发电机或/和光伏阵列的输出能量Qout与用电负载消耗的能量Qload进行对比;
[0046](4.2)、若QoUt>Qload,则风力发电机或/和光伏阵列所发电力给用电负载消耗夕卜,多余能量通过直流低压母线经DC/DC直流降压变换模块II对蓄电池组进行充电;控制单元监测蓄电池组的状态,待充电结束后,多余能量通过卸荷单元泄放;
[0047](4.3)、若Qout彡Qload,则风力发电机或/和光伏阵列所发电力给用电负载消耗,不足部分由蓄电池组放电,通过DC/DC直流升压变换模块II至直流低压母线,直流低压母线经过电压变换模块III至输出端给用电负载提供能量输入;
[0048](4.4)、若Qout ( Qload,且监测到蓄电池组的状态到达临界状态,则风光互补供电控制器关闭对用电负载的能量输出,直到风光互补供电控制器恢复状态(1.2)、状态(1.3)或状态(1.4);
[0049]步骤(5)中,在线独立运行流程如下:
[0050](5.1)、控制单元对风力发电机或/和光伏阵列的输出能量Qout与用电负载消耗的能量Qload进行对比;
[0051](5.2)、若QoUt>Qload,则风力发电机或/和光伏阵列所发电力给用电负载消耗夕卜,多余能量通过直流低压母线经DC/DC直流降压变换模块II对蓄电池组进行充电;控制单元监测蓄电池组的状态,待充电结束后,多余能量通过卸荷单元泄放;
[0052](5.3)、若Qout彡Qload,则风力发电机或/和光伏阵列所发电力给用电负载消耗,不足部分由蓄电池组放电,通过DC/DC直流升压变换模块II至直流低压母线,直流低压母线经过电压变换模块III至输出端给用电负载提供能量输入;
[0053](5.4)、若Qout ( Qload,且监测到蓄电池组的状态到达临界状态,则风光互补供电控制器打开市电网络或远程供电网络的输出,通过逆功率保护器,经由电压变换模块IV、DC/DC直流降压变换模块I至直流低压母线,经过电压变换模块III至输出端给用电负载提供能量输入;同时直流低压母线经DC/DC直流降压变换模块II对蓄电池组进行充电;控制单元监测蓄电池组的状态,待充电结束后,控制单元控制关闭对蓄电池组的充电,市电网络或远程供电网络此时仅补充用电负载运行能量;
[0054](5.5)若监控单元监测到Qout>Qload,则关闭市电网络或远程供电网络的能量输出,转回(5.2)。
[0055]实施例4:
[0056]如图3所示,本实用新型的微电网系统,采用上述的实施例1或实施例2或权利要求书中不同的技术特征的整合的任意一种的风光互补供电控制器组建微电网系统,微电网系统采用至少两个风光互补供电控制器;其中一个风光互补供电控制器的输入端的逆功率保护器与市电网络或远程供电网络相连接,每个风光互补供电控制器中,风力发电机和光伏阵列连接至输入端,即风力发电机和光伏阵列分别与过流保护装置
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