专利名称：一种风、光、柴、蓄组合电源及其综合控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种风、光、柴、蓄组合电源及其综合控制系统，特别是指风、 光、柴、蓄复合电源及智能综合控制系统，属于一种新能源技术及控制技术。
背景技术：
太阳能、风力发电以其安全可靠、无污染、无噪声、无需消耗燃料，无机械转动部件，拆装移动简易、不会破坏市容环境等特有的优势，将代替传统的不可再生能源。随着世界能源的紧张，人们环保节能减排意识的不断加强，开发研制绿色环保的发电系统将备受世人关注，世界的能源结构，将以资源有限、污染严重的石化能源为主的能源逐步转变为以资源无限、清洁的可再生能源为主的能源结构。太阳能、风能、生物质能等可再生能源作为新兴的绿色能源，正得到迅速的推广应用。太阳能和风能更是一种用之不竭、清洁的可再生能源，近年来由于控制技术和电力电子技术的发展与广泛应用，太阳能发电和风力发电技术已取得了显著的进步。欧美许多国家的风力发电上网电价已具备了与火电竞争的能力，利用太阳能和风能发电已成为当今发展最快的两种新能源。2005年11月7 8日在北京举行国际可再生能源大会，来自78个国家和地区的代表通过《北京宣言》，呼吁各国加快可再生能源的发展，以应对能源压力。我国于2006年 1月1日正式施行的《可再生能源法》明确了可再生能源在我国经济和社会可持续发展中的重要地位。后来，国家发改委又发布了“新能源振兴计划”，要求加快新能源的开发与利用。开发清洁，环保绿色可再生能源，可有效地减少矿物能源的消耗和温室气体门排放，促进降耗减排，保护生态环境，缓解能源紧缺状况。本产品技术开发为加速太阳能和风能的有效利用，促进太阳能和风电资源的大规模开发，为促进新能源开发、利用服务。沿海地区风能资源形成条件比较好，日照时间也比较长。而石油和天然气资源，煤炭资源较贫乏，一般电力资源较短缺，太阳能和风力发电势必成为最具优势的可再生能源。开拓民用市场，填补有些省的空白。促进上游及下游经济发展，促进畜牧、农业、工业发展，促进国民经济发展。配套生产销往东南及非洲等国家，供别墅、城乡居民、渔民、畜牧、农业用电。对缓解能源紧缺状况等方面有着积极作用和深远的意义。特别是对边远地区沙漠地带及渔、牧业用电取暖有重要作用，可用于提高动态电能质量，可作为动态电压恢复器的电源。电压跌落问题是影响电能质量的一个重要因素，如何提高动态电能质量，抑制系统电压跌落对敏感电力用户的干扰也是急需解决的问题，实时检测技术和动态补偿技术是动态电能质量调节技术中最关键的两个环节，采用太阳能与电力电子技术结合，作为动态电压恢复器有重大技术意义及经济意义，也是重大创新。风、光、柴、蓄复合发电系统是利用风能和太阳能的天然互补性，克服单一系统的缺陷，提高系统的转换效率，根据负载的大小(分布)和安装地点的风能、太阳能资源，合理地选择光伏阵列的倾角、风力发电机的额定转速，优化配置光伏阵列的额定功率、风力发电机的额定功率、蓄电池和柴油机的额定容量，并确定系统最优电能控制策略，降低系统投资，提高系统运行经济性和可靠性。智能控制系统是实现综合利用、优势互补，提高系统运行经济性和可靠性的保证。国内目前风、光、柴、蓄复合电源系统的控制装置都是分立的，为了更好实现能源综合利用，优势互补。为了更好实现其控制功能，本实用新型推出以可编程计算机控制器 PCC(programmable ComputerController)作为综合控制系统的硬件平台，PCC负责数据处理、监测控制及与各智能装置、上位机、现地显示器通信。由于PCC具有强大的通信功能和多任务的实时编程环境，使复合电源监控系统在结构、技术路线、实现方法上都有较大创新，而且结构简单，抗干能力强，技术先进。
发明内容本实用新型所要解决的技术头问题在于提供一种绿色、环保的组合电源及其综合控制系统，特别是指风、光、柴、蓄复合电源及智能控制系统。本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题一种风、光、柴、蓄组合电源及其综合控制系统，它包括柴油发电机组、风力发电机、太阳能电池组、蓄电池(组)、变频器、逆变器、整流器、交流输出装置、直流输出装置、交流负载、直流负载、升压并网设备及控制检测报警装置等。太阳能板01与最大功率跟踪器 02相连；最大功率跟踪器02 —端与蓄电池组03相连，另一端与直流母线018相连；蓄电池组03另一端与直流母线018相连；直流母线018 —端与直流负载04相连，另一端与逆变器 09相连，又一端与整流器010相连；逆变器09另一端与交流母线017相连，整流器010另一端亦与交流母线017相连；风力发电系统05与增速器06相连，增速器06另一端与交流发电机07相连；交流发电机07另一端与变频器08相连；变频器08另一端与交流母线017 相连；交流母线017另一端与柴油发电机组011相连；交流母线017另一端与交流负载012 相连；交流母线017另一端与升压并网设备013相连。太阳能光伏发电系统控制设备1、显示器2、蓄电池组控制设备3、直流负载控制设备4、风力发电系统控制设备5、变频器控制开关8、逆变器控制开关9、整流器控制开关10、 柴油发电机组控制设备11、交流负载12、升压并网设备控制设备13，以上设备通过CAN总线与PCC —端联接，PCC另一端与显示器2及上位机100联接。本实用新型是一种风、光、柴、蓄组合电源及其综合控制系统，它包括柴油发电机组、风力发电机、太阳能电池组、蓄电池(组)、变频器、逆变器、整流器、交直流输出装置、 升压并网设备及控制、检测、报警装置等。此控制、检测、报警装置采用基于一台可编程计算机控制器(简称PCC)为核心组成的智能综合控制系统。此智能综合控制系统控制风、光、 柴、蓄电源，实现能源综合利用，优势互补。可供别墅、渔民、畜牧、农业、林业及边远地区居民用电。其优点在于采用可编程计算机控制器PCC (programmable ComputerController) 作为其综合控制系统硬件平台，PCC负责数据处理及与各智能装置、上位机、显示器通信。由于PCC具有强大的通信功能和多任务的实时编程环境，使复合电源监控系统在结构、技术路线、实现方法上都有较大创新，而且结构简单，抗干扰能力强，技术先进。
图1为本实用新型组合电源方框图；图2为本实用新型基于PCC综合控制系统的原理方框图；图3为本实用新型复合发电及基于PCC的智能控制系统实施电路图；图中01-太阳能板；02-最大功率跟踪器；03-蓄电池组；04-直流负载；05-风力发电系统；06-增速器；07-交流发电机；08-变频器；09-逆变器；010-整流器；011-柴油发电机组；012-交流负载；013-升压并网设备；017交流母线；018-直流母线；1-太阳能光伏发电系统控制设备；2-显示器；3-蓄电池组控制设备；4-直流负载控制设备；5-风力发电系统控制设备；8-变频器控制开关；9-逆变器控制开关；10-整流器控制开关；11-柴油发电机组控制设备；12-交流负载；13-升压并网设备控制设备；0-主站PCC ； 100-上位机。
具体实施方式
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述根据图1所示，风、光、柴、蓄组合电源方框图，它包括太阳能光伏发电系统01 ；最大功率跟踪器02 ；蓄电池组03 ；直流负载04 ；风力发电系统05 ；增速器06 ；交流发电机07 ； 变频器08 ；逆变器09 ；整流器10 ；柴油发电机组11 ；交流负载12 ；升压并网设备13及控制检测报警装置等。其太阳能板01与最大功率跟踪器02相连，最大功率跟踪器02 —端与蓄电池组03 相连，另一端与直流母线018相连，蓄电池组03另一端与直流母线018相连，直流母线018 一端与直流负载04相连，另一端与逆变器09相连，又一端与整流器010相连，逆变器09另一端与交流母线017相连，整流器010另一端亦与交流母线017相连，风力发电系统05与增速器06相连，增速器06另一端与交流发电机07相连，交流发电机07另一端与变频器08 相连，变频器08另一端与交流母线017相连，交流母线017另一端与柴油发电机组011相连，交流母线017另一端与交流负载012相连，交流母线017另一端与升压并网设备013相连。根据图2、图3所示，风、光、柴、蓄组合电源智能控制系统的原理方框图，太阳能光伏发电系统控制设备1、蓄电池组控制设备3、直流负载控制设备4、风力发电系统控制设备 5、变频器控制开关8、逆变器控制开关9、整流器控制开关10、柴油发电机组控制设备11、 交流负载的智能控制设备12通过CAN总线与控制器PCC 0联接，与控制器PCC 0另一端通过串口与显示器2及上位机100联接；主站PCC 0另一端与升压并网设备控制设备13联接，其它模拟量14、开关量15、数字量16也与主控制器PCC 0.联接。本实用新型的风力发电系统、太阳能光伏发电系统、柴油发电机组、蓄电池组、变频器、逆变器、流整器、交流负载、直流负载通过CAN总线与主站PCC联接，主站PCC另一端与现地显示器及上位机联接。其它单元的模拟量、开关量、数字量等数字采集系统分别经A/ D转换与光耦接至主控制器PCC，主控制器PCC另一端接到升压并网设备的智能控制设备。本实用新型太阳能光伏发电系统包括太阳能电池组、最大功率跟踪器，风力发电系统包括风力发电机、风机偏航装置、增速器和变频器。利用风能和太阳能的天然互补性，提高系统的转换效率。克服单一系统的缺陷，实现优势互补。组合电源系统是根据负载的大小和安装地点的风能、太阳能资源，合理地选择光伏阵列的倾角、优化配置光伏阵列的额定功率，选择风力发电机的额定转速、额定功率，选择蓄电池和柴油机的额定容量并提出风光柴蓄复合发电能源互补的优化控制技术，确定电能控制策略，以降低设备投资，提高系统运行可靠性。本实用新型是一种基于PCC的智能控制系统，进行太阳能、风力、柴油发电和蓄电池组的有功/频率、电压/无功及生产過程控制，对太阳能、风能、柴电优化互补控制，对传统的充放电过程，逆变过程进行控制，对太阳能、风能、最大输出功率跟踪控制技术，以及风力发电机组动态频率调节控制、电压/无功优化配置控制。本实用新型包括柴油发电机组、风力发电机、太阳能电池组、蓄电池(组)、变频器、逆变器、整流器、交流输出装置、直流输出装置、交流负载、直流负载、升压并网设备及控制检测报警装置等。
权利要求1. 一种风、光、柴、蓄组合电源及其综合控制系统，其特征在于太阳能板(01)与最大功率跟踪器(0 相连，最大功率跟踪器(0 —端与蓄电池组(0 相连，另一端与直流母线(018)相连，蓄电池组(03)另一端与直流母线(018)相连，直流母线(018) —端与直流负载(04)相连，另一端与逆变器(09)相连，又一端与整流器(010)相连，逆变器(09)另一端与交流母线(017)相连，整流器(010)另一端亦与交流母线(017)相连，风力发电系统(05) 与增速器(06)相连，增速器(06)另一端与交流发电机(07)相连，交流发电机(07)另一端与变频器(08)相连，变频器(08)另一端与交流母线(017)相连，交流母线(017)另一端与柴油发电机组(011)相连，交流母线(017)另一端与交流负载(012)相连，交流母线(017) 另一端与升压并网设备(013)相连；太阳能光伏发电系统控制设备(1)、显示器O)、蓄电池组控制设备(3)、直流负载控制设备(4)、风力发电系统控制设备(5)、变频器控制开关(8)、逆变器控制开关(9)、整流器控制开关(10)、柴油发电机组控制设备(11)、交流负载(1 、升压并网设备控制设备(13)，以上设备通过CAN总线与PCC—端联接，PCC另一端与显示器( 及上位机(100)联接。
专利摘要本实用新型公开了一种风、光、柴、蓄组合电源及其综合控制系统，其太阳能板(01)与最大功率跟踪器(02)相连，最大功率跟踪器(02)一端与蓄电池组(03)相连，另一端与直流母线(018)相连，蓄电池组(03)另一端与直流母线(018)相连，直流母线(018)一端与直流负载(04)相连，另一端与逆变器(09)相连，又一端与整流器(010)相连，逆变器(09)另一端与交流母线(017)相连，整流器(010)另一端亦与交流母线(017)相连；太阳能光伏发电系统控制设备等设备通过CAN总线与PCC一端联接，PCC另一端与显示器(2)及上位机(100)联接。本实用新型实现能源综合利用，优势互补。可供别墅、渔民、畜牧、农业、林业及边远地区居民用电。
文档编号F02B63/04GK201966838SQ201120091220
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者戴树梅, 戴超波, 施隆照 申请人:戴树梅