多能源互补蓄发电系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种多能源互补蓄发电系统，包括太阳能组件阵列、风力发电机、逆变器、控制器以及蓄电池组；太阳能组件阵列、风力发电机均与逆变器的输入端连接；控制器与逆变器连接；逆变器的输出端与蓄电池组连接，逆变器的输出端还用于与负载连接。本发明的多能源互补蓄发电系统整合了多种能源利用的优点，利用互补的方式为偏远地区和海岛提供成本低廉、稳定可靠的能源供给。
【专利说明】多能源互补蓄发电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及新能源领域，涉及一种应用于偏远地区或海岛的多能源互补蓄发电系统。
【背景技术】
[0002]对于一些偏远地区和海岛来说，用电一直是困扰他们的一个难题，由于地处偏僻，电网的架设成本极高，甚至在有些地方或海岛，电网架设根本不可能。在这种情况下，能源供给的主要方式为柴油机发电，但是柴油本身成本和运输等导致柴油发电成本偏高。此外，这种地区一般具有丰富的太阳能和风能资源，利用太阳能和风能发电也是能源供给的一种选择，但是太阳能和风能发电也具有成本和施工的问题，同时单一的太阳能和风能发电还具有间歇性、不稳定的特点。因此，如何实现偏远地区和海岛的稳定的能源供给，且成本低廉且高效可用是目前急需解决的行业技术难题。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术不足，本发明的目的是提供一种应用于偏远地区和海岛的多能源互补风光柴蓄发电系统，该系统独立于外界电网，整合多种能源利用的优点，利用互补的方式为偏远地区和海岛提供成本低廉、稳定可靠的能源供给。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为，多能源互补蓄发电系统，其特征在于:包括太阳能组件阵列、风力发电机、逆变器、控制器以及蓄电池组；太阳能组件阵列、风力发电机均与逆变器的输入端连接；控制器与逆变器连接；逆变器的输出端与蓄电池组连接，逆变器的输出端还用于与负载连接。
[0005]进一步的技术方案为，还包括备用电源；所述备用电源与逆变器的输入端连接。
[0006]优选地，所述备用电源为柴油发电机。
[0007]进一步的技术方案为，还包括地热能发电组件；所述地热能发电组件与逆变器的输入端连接。
[0008]进一步的技术方案为，还包括潮汐能发电机；所述潮汐能发电机与逆变器的输入端连接。
[0009]从多能源互补系统的研究进展看，多能源互补的能源系统正在从最初的简单组合向高集成度的系统方向发展。本发明兼顾了离网蓄电和并网发电系统的优点，有较强的适应性。
[0010]本发明实现控制系统和逆变系统、蓄能系统一体化，节省了电力效率，提高产品的头用性。
[0011]本发明的多能源互补蓄发电系统具有如下优点:(I)利用太阳能、风能的互补特性，可以产生比较稳定的总输出，增加了系统的稳定性和可靠性。(2)在保证同样供电的情况下，可大大减少储能设备蓄电池的容量。(3)对本发明的多能源互补蓄发电系统进行合理的设计和匹配，可以基本上由风光系统供电，很少启动备用电源，如柴油发电机，并可获得较好的社会经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明多能源互补蓄发电系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
[0014]如图1所示，本发明的多能源互补蓄发电系统，包括逆变器、控制器、蓄电池组、太阳能组件阵列、风力发电机、作为备用电源的柴油发电机以及其他能源发电机组。所述其他能源发电机组可以是地热能发电组件和/或潮汐能发电机，也可以是其他。太阳能组件阵列、风力发电机、柴油发电机、其他能源发电机组均与逆变器的输入端连接；控制器与逆变器连接；逆变器的输出端与蓄电池组连接，逆变器的输出端还用于与负载连接。
[0015]太阳电池方阵则是由若干太阳电池组件串、并联连接构成的阵列。在有阳光照射时，太阳电池方阵对负载供电，同时提供一些电能储存在蓄电池中。太阳电池方阵的功率，需根据使用现场的太阳总辐射量、太阳电池组件的光电转换效率以及所用电器装置的耗电情况来确定。
[0016]风力发电机优选地采用垂直轴风力发电机，风轮转轴与地面呈垂直状态，不受风向影响，无须调向对风，大大的简化了结构，且发电机安装在支承架的底部，管理方便。风速达到起动风速后，风轮开始转动，带动发电机开始发电，输出电能给负载供电以及给蓄电池充电。当风速超过截止风速时，风力发电机通过机械限速机构使风力发电机在一定转速下极限运行或停运行，以保证风力发电机不至于损坏。
[0017]本发明的多能源互补蓄发电系统的储能装置主要是蓄电池。蓄电池通常在浮充状态下长期工作，它的电能量比用电负载所需的电能量大得多，多数时间处于浅放电状态。在无日照的夜间或阴雨天气和无风天气时，蓄电池对负载供电。另外，当负载有短时间脉冲功耗时，可再生能源可能不能满足负载所需的全部电能，这时，蓄电池也将给以补充供电。
[0018]逆变器也是本发明的重要部件。在本发明的多能源互补蓄发电系统中，风电机组(单台或多台，经整流后)、光伏阵列向蓄电池进行浮充电，并同时向逆变器供电，直流电经过逆变后向交流负载供电。当蓄电池电压过低或风电、光电系统输出不能满足负载时，柴油发电机起动为蓄电池充电或者将负载从逆变器切换到柴油发电机上。考虑到本发明的多能源互补蓄发电系统成本比较高，而其一般有较长时间工作在空载或轻载状态，因此所用的逆变器应具有较高的转换效率，特别是空载和轻载效率。系统中的逆变器技术可以采用SPWM控制技术，实现对风力发电和光伏发电系统的最大功率跟踪控制。从而实现了如下功能:(1)保证风电、光电向蓄电池充电及向负载供电，同时提供各种必要参数的计量、检测和显示。(2)当蓄电池过充电或过放电时，报警或自动切断线路，保护蓄电池。(3)按需要给出高精度的恒电压或恒电流；(4)当蓄电池有故障时，可以自动切换，接通备用蓄电池，以保证负载正常用电；
[0019]采用先进的电子电力模块技术，独特的强电和弱电控制系统的结合的电力模块，保证系统对电网的干扰和传导质量，使得电网的电力质量得到保证。
[0020]控制器可以采用可编程序控制器(PLC)和人机界面组成，利用PLC的编程组态软件，可以实现功能强大的控制作用。PLC与人机界面使用以太网连接，并与上位计算机的通信。人机界面用于显示系统的测量参数及控制状态，还可用于对发电系统的手动控制。上位机可以显示发电系统的运行状态，并设定控制参数。通过以太网接口，可以将发电系统接入互联网，实现网络化远程监控。
[0021]柴油发电机作为备用电源，在本发明的多能源互补蓄发电系统无法正常工作的情况下(如连续的阴雨天或无风天气等)向负载供电，同时柴油机也对蓄电池补充充电，以防止蓄电池长时间处于缺电状态而降低使用寿命。
[0022]多能源互补风光柴蓄发电系统旨在实现太阳能、风能和石化能源综合互补，建成一体化的集装箱电站，达到多种能源高效利用的目的。
[0023]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.多能源互补蓄发电系统，其特征在于:包括太阳能组件阵列、风力发电机、逆变器、控制器以及蓄电池组；太阳能组件阵列、风力发电机均与逆变器的输入端连接；控制器与逆变器连接；逆变器的输出端与蓄电池组连接，逆变器的输出端还用于与负载连接。
2.根据权利要求1所述的多能源互补蓄发电系统，其特征在于:还包括备用电源；所述备用电源与逆变器的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的多能源互补蓄发电系统，其特征在于:所述备用电源为柴油发电机。
4.根据权利要求1所述的多能源互补蓄发电系统，其特征在于:还包括地热能发电组件；所述地热能发电组件与逆变器的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的多能源互补蓄发电系统，其特征在于:还包括潮汐能发电机；所述潮汐能发电机与逆变器的输入端连接。
【文档编号】H02S10/10GK103825531SQ201310754089
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】劳长石, 张建标 申请人:深圳市国创新能源研究院