专利名称：风光互补储能发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风光互补储能发电系统，更具体的说，尤其涉及一种尽可能在用电低谷时段利用低谷电力进行存储的风光互补储能发电系统。
背景技术：
能源的紧张和匮乏使得电能日常紧张，为了能够满足人类工作和生活需要，人们开始使用其他可再生能源，太阳能和风能作为一种绿色无污染可再生能源，已被人类开发并广泛的利用。由于太阳能和风能在时间上的互补性，使得风光互补发电能够得到自然资源上的良好配置。但由于日光和风力资源的间歇性和不确定性，风光互补发电很难为负载提供一个持续稳定的电力供应。就目前电网负荷而言，电网峰谷负荷差别很大，白天的电力短缺与夜间的电力剩余并存。如何尽可能使用可再生能源，并将一部分用电量从高峰时段转移到平段或低谷时段，减少峰谷负荷差，减少备用容量，提高发电机组使用效率，减 少资源浪费，这是一个亟待解决的问题。
发明内容本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种尽可能在用电高峰时段利用风能或光能，用电低谷时段用低谷电力进行储能的风光互补储能发电系统。本实用新型的风光互补储能发电系统，包括系统控制器、蓄电池组、太阳能光伏系统、风力发电机组以及用于信号采集的检测电路，其特别之处在于还设置有风光互补系统、双向AC/DC变换系统和并网逆变系统；所述太阳能光伏系统、风力发电机组分别经光伏开关和风电输入开关与风光互补系统的输入端相连接，风光互补系统的输出端与充放电控制器、双向AC/DC变换系统和并网逆变系统均相连接；公共电网经市电输入开关、并网控制开关分别与交流负载、并网逆变系统相连接；所述系统控制器与风光互补系统、充放电控制系统、双向AC/DC变换系统、并网逆变系统的控制端均相连接。系统控制器实现信号采集、数据运算和控制信号的输出作用；蓄电池组实现对电能的存储；检测电路实现各种信号的采集，太阳能光伏系统、风力发电机组风别将太阳能和风能转化为可被直接利用的电能。风光互补系统将太阳能、风能转化的电能处理后以直流电的形式输出；双向AC/DC变换系统既可将风光互补系统、蓄电池组输出的直流电转化为交流电，提供给交流负载；也可将公共电网中的交流电转化为直流电，以便对蓄电池进行充电。并网逆变系统用于将风光互补系统输出的多余电能反馈回公共电网中。系统的整个工作过程由系统控制器来控制。本实用新型的风光互补储能发电系统，所述市电输入开关、并网控制开关、光伏输入开关和风电输入开关均设置在智能输入选择板上，且开关的状态均受系统控制器的控制。系统控制器通过对上述四个开关的通断状态的控制，可保证整个风光互补发电储能装置工作在不同状态下。[0008]本实用新型的风光互补储能发电系统，所述系统控制器上设置有用于区分用电波峰与波谷阶段的定时控制器；该定时控制器为机械式、电子式或可编程式定时控制器。定时控制器可采用多种形式。本实用新型的风光互补储能发电系统，所述风光互补系统中设置有对风力发电机组输出的交流电进行处理的整流模块和稳压模块。太阳能光伏系统输出的为直流电，无需进行整流处理；而风力发电机组输出的为交流电，需经整流和稳压处理。本实用新型的风光互补储能发电系统，所述检测电路的检测量包括风光互补系统
的输出功率、交流负载的功率
P滅、蓄电池组的充电功率、蓄电池组电压Gai以及市电的相位和频率。通过计算^、Pload、/^和Fto之间的关系和大小，可得出相应的控制状态；市电
由公共电网所提供，检测市电的相位和频率，以便为并网逆变系统、双向AC/DC变换系统的输出信号提供锁相基准，以及检测市电是否停电。本实用新型的有益效果是(1)通过设置风光互补系统，有效地将间歇性和波动性的风能和光能转变为持续稳定的电力供应，并最大程度地优先利用太阳能和风能为负载供电并为蓄电池充电，有效的利用可再生能源；(2)当风光资源不可用且蓄电池容量减少时，尽量利用市电低谷时段为负载供电和为蓄电池充电，达到削峰填谷的作用，提高了电网的安全性和经济性。(3)风能和电能提供的功率超过负载和充电功率之和时，还可向公共电网中反馈电能，使得对可再生资源的利用达到最大化。
图I为本实用新型的风光互补储能发电系统的电路原理图。图中I系统控制器,2太阳能光伏系统,3风力发电机组,4风光互补系统,5充放电控制系统，6蓄电池组，7双向AC/DC变换系统，8并网逆变系统，9交流负载，10公共电网，11智能输入选择板，12定时控制器。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。如图I所示，给出了本实用新型的风光互补储能发电系统的电路原理图，其包括系统控制器I、太阳能光伏系统2、风力发电机组3、风光互补系统4、充放电控制系统5、蓄电池组6、双向AC/DC变换系统7、并网逆变系统8 ;所示的系统控制器I实现采集、运算和输出的作用，保证整个系统的正常运行。太阳能光伏系统2和风力发电机组3用于将可再生能源转化为电能，并分别经过光伏输入开关、风电输入开关后输入到风光互补系统4的输入端；由于风力发电机组3输出交流电,风光互补系统4中设置有对交流电处理的整流模块和稳压模块。太阳能光伏系统2和风力发电机组3在风光互补系统4中进行合并并输出。风光互补系统4的输出端与充放电控制系统5、双向AC/DC变换系统7和并网逆变系统8均相连接，以便风光互补系统4输出的电能可对蓄电池组6进行充电、对交流负载9进行供电以及反馈回公共电网10中。公共电网10的交流输出端经过市电输入开关、并网控制开关分别与交流负载9和并网逆变系统的输出端相连接，以实现公共电网10向交流负载9和蓄电池组6提供电能，以及并网逆变系统8向公共电网10中反馈电能。系统控制器I与风光互补系统4、充放电控制系统5、双向AC/DC变换系统7、并网逆变系统8的控制端均相连接，以便对风光互补系统4的输出状态、充放电控制系统5的充放电状态、双向AC/DC变换系统7的变换方向以及并网逆变系统8的工作状态进行控制。为了使系统控制器I可以对一天之中 的用电波谷时段(譬如晚间22点至早上6点)、用电波峰时段(譬如6点至22点)有效地区分开来，系统控制器I设置有定时控制器12，定时控制器12可以采用机械式、电子式或可编程式定时控制器来实现。检测电路用于实现对风光互补系统4的输出功率Pa、交流负载(9)的功率iiw、
蓄电池组6的充电功率Pto、蓄电池组电压Fte以及市电的相位和频率的检测。为了便于布
线和集中控制，其中的市电输入开关、并网控制开关、光伏输入开关和风电输入开关可均集中在智能输入选择板11上，系统控制器I实现对开关通断状态的控制。系统中并网逆变系统8工作时，系统为并网型风光互补储能发电系统，当系统中并网逆变器不工作且市电开关断开时，系统为离网型风光互补储能发电系统。本实用新型的风光互补储能发电系统工作过程为设风力发电与光伏发电单独或联合供电的功率为&，风光互补系统最小输出功率为,负载功率为Pfcai ,蓄电池充电功率Pte ,蓄电池电压Ffe ,蓄电池最低安全保护
电压矿細,检测电路首先检测或计算出Pfs、P滅、, Visi，同时检测出市电是否断电，以
防止产生孤岛效应。系统控制器根据检测电路检测到的各种数值控制智能输入选择板11上市电输入开关、并网开关的通断，以及双向AC/DC变换系统7、并网逆变系统8、充放电控制系统5的工作状态，主要形式如下一、在定时器设定的市电用电波峰阶段(譬如6点至22点)当&> Phsd + Pto时，风光互补发电系统4产生的电量除给交流负载9供电和给
蓄电池组6充电外，系统控制器I控制闭合并网控制开关，风光互补系统4将多余的能量通过并网逆变系统8逆变成交流电回馈到电网中；当P減<Pfs < Pyad + Pm时，风光互补系统4产生的电量给交流负载9供电和给蓄电池组6充电；当/^_< Pfs < Ptei,且巧《 > 时，风光互补系统4与蓄电池组6联合为交流负载9供电；当<Pfg < Fla4, K f'te < Gaift时，市电输入开关闭合，市电为交流负载9供电，风光互补系统4为蓄电池组6充电；当( 〈,且Visl > 时，蓄电池组6为交流负载9供电；当Pfs< Pfgmitl ,RFm < Vimkl时，市电输入开关闭合，市电为交流负载9供电，同时为蓄电池组6充电。二、在定时器设定的市电用电波谷阶段(譬如22点至6点)[0030]当&> Pyad + P-时,风光发电系统产生的电量除给交流负载9供电和给蓄电池
组6充电，系统控制器I闭合并网控制开关，风光发电系统多余的能量通过并网逆变系统8逆变成交流电回馈到公共电网10中；当<^ < Plasd + Pta时,风力发电系统产生的电量给交流负载9供电和给蓄电池组6充电；当&_< Pfg <时，市电开关闭合，市电为交流负载9供电，同时与风光发电系统联合为蓄电池组6充电；当&〈 时，市电输入开关闭合，市电为交流负载9供电，同时为蓄电池组6充电。
权利要求1.ー种风光互补储能发电系统，包括系统控制器(I)、蓄电池组(6)、太阳能光伏系统(2)、风カ发电机组(3)以及用于信号采集的检测电路，其特征在于还设置有风光互补系统(4 )、双向AC/DC变换系统(7 )和并网逆变系统(8 );所述太阳能光伏系统、风カ发电机组分别经光伏开关和风电输入开关与风光互补系统的输入端相连接，风光互补系统的输出端与充放电控制器(5 )、双向AC/DC变换系统和并网逆变系统均相连接；公共电网(10 )经市电输入开关、并网控制开关分别与交流负载(9)、并网逆变系统相连接；所述系统控制器与风光互补系统、充放电控制系统、双向AC/DC变换系统、并网逆变系统的控制端均相连接。
2.根据权利要求I所述的风光互补储能发电系统，其特征在于所述市电输入开关、并网控制开关、光伏输入开关和风电输入开关均设置在智能输入选择板(11)上，且开关的状态均受系统控制器(I)的控制。
3.根据权利要求I或2所述的风光互补储能发电系统，其特征在于所述系统控制器(I)上设置有用于区分用电波峰与波谷阶段的定时控制器；该定时控制器为机械式、电子式或可编程式定时控制器。
4.根据权利要求I或2所述的风光互补储能发电系统，其特征在于所述风光互补系统(4)中设置有对风カ发电机组(3)输出的交流电进行处理的整流模块和稳压模块。
5.根据权利要求I或2所述的风光互补储能发电系统，其特征在于所述检测电路的检测量包括风光互补系统(4)的输出功率Pfs、交流负载(9)的功率Pu5d、蓄电池组(6)的充电功率Pte、蓄电池组电压V-以及市电的相位和频率。
6.根据权利要求I或2所述的风光互补储能发电系统，其特征在于系统中并网逆变系统(8)工作时，系统为并网型风光互补储能发电系统，当系统中并网逆变器(8)不工作且市电开关断开时，系统为离网型风光互补储能发电系统。
专利摘要本实用新型的风光互补储能发电系统，包括系统控制器、蓄电池组、太阳能光伏系统、风力发电机组、检测电路，特征在于设置有风光互补系统、双向AC/DC变换系统和并网逆变系统；太阳能光伏系统、风力发电机组分别与风光互补系统相连接，风光互补系统与充放电控制器、双向AC/DC变换系统和并网逆变系统均相连接；公共电网经市电输入开关、并网控制开关分别与交流负载、并网逆变系统相连接。本实用新型将间歇性和波动性的风能和光电能转变为持续稳定的电力供应，并优先利用太阳能和风能为负载供电并为蓄电池充电，有效的利用可再生能源；达到削峰填谷的作用，提高了电网的安全性和经济性，对可再生资源的利用达到最大化。
文档编号H02J3/28GK202550569SQ20122023544
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者张长恩, 肖连生 申请人:张长恩, 肖连生