一种分布式水力储能光伏微电网系统的制作方法

本发明涉及一种光伏微电网系统技术领域，特别是一种分布式水力储能光伏微电网系统。

背景技术：

我国对于微电网的定义为：微电网是以分布式电源为主，利用储能和控制装置进行实时调节，实现网络内部电力电量平衡的供电网络，可并网运行也可离网独立运行。微电网利用一次能源，使用微型电源，通常配有储能装置，使用电力电子装置进行能量调节，是一种根据用户需求提供电能的小型系统，通常由负荷和微电源共同组成，可同时提供电能和热量。微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必要的控制；微电网相对于主电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对供电可靠和安全方面的需求。微电网分为不可控、部分可控和全控三种。

可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等，资源潜力大，环境污染低，可永续利用，是有利于人与自然和谐发展的重要能源。在可再生能源中，太阳能、风能尤其具有普遍性和安全实用性，其中太阳能更是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分清洁、绝对安全、相对广泛、资源充足、经济实用、长寿命和免维护性等一系列突出优点。尤其在我国太阳能是总储量最为丰富的可再生能源，我国陆地每年接受的太阳能辐射能理论估计值为1.47×10⁸亿千瓦时，是我国当前和未来最具规模化和产业化发展潜力的可再生能源。

现有技术中的居民用电光伏微电网系统，为应对光伏发电电能供应不稳定的问题，通常采用蓄能电池进行蓄能，一方面蓄能电池的蓄电量有限且使用成本较高，另一方面采用蓄能电池进行蓄能不便于进行并网和保证供电电流的质量。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种分布式水力储能光伏微电网系统，将光伏发电微电网系统与水力发电蓄能相结合，以提高光伏发电微电网系统的供电稳定性并降低蓄电成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种分布式水力储能光伏微电网系统，包括若干个用户光伏发电用电单元和水力蓄能发电单元，还包括用于将所述水力蓄能发电单元的电能输送至所述用户光伏发电用电单元的微电网供电线路、以及用于将所述用户光伏发电用电单元的光伏发电量输送至所述水力蓄能发电单元的微电网蓄电线路；每个所述用户光伏发电用电单元通过一个能量输入输出监控单元连接所述微电网供电线路和所述微电网蓄电线路；所述水力蓄能发电单元包括用于积蓄水力势能的水电储能蓄水池、用于将低势能的水抽送至所述水电储能蓄水池中的水力蓄能电动泵、以及用于将所述水电储能蓄水池中的重力势能转化为电能的微电网水力发电机；每个所述用户光伏发电用电单元包括用于对居民用电设备进行供电的微电网配电箱、以及用于接受太阳光照射进行光伏发电的太阳能电池板组件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述水力蓄能发电单元还包括用于整合光伏发电和水力发电的微电网能量管理装置、以及用于将所述用户光伏发电用电单元的光伏发电量输送至所述微电网供电线路的光伏发电供电线路，所述水电储能蓄水池、所述水力蓄能电动泵和所述微电网水力发电机串联后与所述光伏发电供电线路并联。

作为上述技术方案的进一步改进，每个所述用户光伏发电用电单元还包括用于汇集所述太阳能电池板组件发电量的光伏发电接入盒，所述微电网蓄电线路上设置有用于将所述太阳能电池板组件输出的直流电转换为交流电的光伏发电逆变器，所述光伏发电接入盒连接所述太阳能电池板组件，所述微电网能量管理装置连接所述光伏发电逆变器。

作为上述技术方案的进一步改进，每个所述光伏发电接入盒通过光伏发电输出线路连接所述微电网蓄电线路，每个所述微电网配电箱通过综合供电输入线路连接所述微电网供电线路；所述能量输入输出监控单元包括光伏发电功率表和外部供电功率表，所述光伏发电功率表设置于所述光伏发电输出线路上且用于监测输出功率，所述外部供电功率表设置于所述综合供电输入线路上且用于监测输入功率。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种分布式水力储能光伏微电网系统，通过将光伏发电微电网系统与水力发电蓄能相结合，能够将多余的光伏发电量以势能的方式进行储存，通过水电对光伏发电进行补充以提高光伏供电的稳定性，能够显著地提高光伏发电微电网系统的供电稳定性并降低蓄电成本；且本发明采用交流总线连接各个微电网，可以较为便捷地同公共电力系统或相邻其它交流总线微电网并网。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述的一种分布式水力储能光伏微电网系统的整体结构示意图；

图2是本发明所述的用户光伏发电用电单元的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图2，图1至图2是本发明一个具体实施例的结构示意图。

如图1至图2所示，一种分布式水力储能光伏微电网系统，包括若干个用户光伏发电用电单元10和水力蓄能发电单元20，还包括用于将所述水力蓄能发电单元20的电能输送至所述用户光伏发电用电单元10的微电网供电线路40、以及用于将所述用户光伏发电用电单元10的光伏发电量输送至所述水力蓄能发电单元20的微电网蓄电线路50；每个所述用户光伏发电用电单元10通过一个能量输入输出监控单元60连接所述微电网供电线路40和所述微电网蓄电线路50；所述水力蓄能发电单元20包括用于积蓄水力势能的水电储能蓄水池22、用于将低势能的水抽送至所述水电储能蓄水池22中的水力蓄能电动泵23、以及用于将所述水电储能蓄水池22中的重力势能转化为电能的微电网水力发电机24；每个所述用户光伏发电用电单元10包括用于对居民用电设备进行供电的微电网配电箱12、以及用于接受太阳光照射进行光伏发电的太阳能电池板组件11。

具体地，所述水力蓄能发电单元20还包括用于整合光伏发电和水力发电的微电网能量管理装置21、以及用于将所述用户光伏发电用电单元10的光伏发电量输送至所述微电网供电线路40的光伏发电供电线路25，所述水电储能蓄水池22、所述水力蓄能电动泵23和所述微电网水力发电机24串联后与所述光伏发电供电线路25并联。

更进一步地，每个所述用户光伏发电用电单元10还包括用于汇集所述太阳能电池板组件11发电量的光伏发电接入盒13，所述微电网蓄电线路50上设置有用于将所述太阳能电池板组件11输出的直流电转换为交流电的光伏发电逆变器30，所述光伏发电接入盒13连接所述太阳能电池板组件11，所述微电网能量管理装置21连接所述光伏发电逆变器30。每个所述光伏发电接入盒13通过光伏发电输出线路63连接所述微电网蓄电线路50，每个所述微电网配电箱12通过综合供电输入线路64连接所述微电网供电线路40；所述能量输入输出监控单元60包括光伏发电功率表61和外部供电功率表62，所述光伏发电功率表61设置于所述光伏发电输出线路63上且用于监测输出功率，所述外部供电功率表62设置于所述综合供电输入线路64上且用于监测输入功率。

所述太阳能电池板组件11工作时，光伏发电量通过所述光伏发电接入盒13、所述光伏发电逆变器30输送至所述微电网能量管理装置21，所述微电网能量管理装置21优先将交流电通过所述光伏发电供电线路25和所述微电网供电线路40输送至所述微电网配电箱12，从而对居民用电设备进行供电，当居民用电设备的总用电功率大于所述太阳能电池板组件11的发电量时，所述微电网水力发电机24开始工作以提供电能进行补充；当居民用电设备的总用电功率小于所述太阳能电池板组件11的发电量时，所述水力蓄能电动泵23开始工作将多余的光伏发电量转化为水力势能进行储存；所述光伏发电功率表61和所述外部供电功率表62可以实时监测居民用户的供电量和用电量。

以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。