一种供电系统的制作方法

本实用新型涉及能源技术领域，具体而言涉及一种供电系统和方法。

背景技术：

目前市场中的太阳能光伏发电主要有离网发电和并网发电两种，其中：

太阳能光伏离网发电不能与其他交流发电设备并列运行。离网太阳能光伏发电系统通常由太阳能光电池组件、控制器、逆变器和蓄电池组系统组成；为了满足夜间或在多云或下雨的日子供电的需求，这种发电需要很多的储能蓄电池，所以项目投资大，占地面积也大，且储能蓄电池一般3-5年就需要更换一次，后期维护成本高。蓄电池的生产和维护、更换都会对环境的造成污染。

太阳能光伏并网发电系统是由光伏电池组件、控制器、并网逆变器组成，并网逆变器直接将电能连接到公共电网。并网太阳能光伏发电系统与离网太阳能光伏发电系统相比，省掉了蓄电池储能和释放的过程，减少了其中的能量消耗，节约了占地空间，还降低了建设及后期维护成本。但太阳能光伏并网发电系统只能与当地稳定的市电进行并网，在市电供电不稳定或供电质量差的电网中，将会随电网的崩溃而停机。

内燃机发电机组是以内燃机发动机为原动机，拖动同步发电机发电的一种发电设备。这是一种起动迅速、操作维修方便、投资少、对环境的适应性能较 强的发电装置，但内燃机发电机组的燃料是不可无限制开发利用的，如何降低内燃机发电机组的燃料成本，减少对不可再生能源的依赖为能源技术领域的主要难题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种能够根据负载用电情况，自动调节和控制内燃机发电机组单元和光伏发电单元的运行方案的供电系统和方法。

本实用新型的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本实用新型提出一种供电系统，所述供电系统包括至少一个内燃机发电机组单元、至少一个光伏发电单元、负载单元以及电能管理控制单元。

所述内燃机发电机组单元包括至少一台内燃机发电机组。

所述内燃机发电机组单元和光伏发电单元的输出端并联后与负载单元连接；所述内燃机发电机组单元和光伏发电单元的控制输入端分别与电能管理控制单元连接。

所述电能管理控制单元控制光伏发电单元、内燃机发电机组单元中的至少一台内燃机发电机组对负载进行供电，包括：在光伏发电单元能够满足负载电量时，一台内燃机发电机组运行，同时控制光伏发电单元内各个光伏发电阵列的发电量，使发电量满足负载的使用要求；在光伏发电单元不能正常工作或不 能满足负载电量时，电能管理控制单元控制内燃机发电机组单元中内燃机发电机组的工作台数和每台的发电量，使发电量满足负载的使用要求。

本实用新型的另一目的在于提供一种供电方法，电能管理控制单元控制光伏发电单元、内燃机发电机组单元中至少一台内燃机发电机组对负载进行供电，包括：在光伏发电单元能够满足负载电量时，至少一台内燃机发电机组运行，同时控制光伏发电单元内各个光伏发电阵列的发电量，使发电量满足负载的使用要求；在光伏发电单元不能正常工作或不能满足负载电量时，电能管理控制单元控制内燃机发电机组单元的内燃机发电机组工作的台数和每台的发电量，使发电量满足负载的使用要求。

由以上技术方案可知，本实用新型采用电能管理控制单元控制内燃机发电机组单元和光伏发电单元对负载单元进行供电，充分利用光伏发电单元对负载单元供电，节约了内燃机发电机组的燃料消耗，提高了能源的利用率。由于不需要与市电并网，供电的稳定性有保障；电能管理控制单元实时的监测负载的电量数据，保证了负载的实时供电。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其 他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是供电系统的连接示意图。

图2是电能管理控制器单元的框架示意图。

图3是光伏发电单元发电功率和时间的示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用， 或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

如图1所示，一种供电系统，所述供电系统包括至少一个内燃机发电机组单元、至少一个光伏发电单元、负载单元以及电能管理控制单元。

所述内燃机发电机组单元包括至少一台内燃机发电机组1。

所述光伏发电单元包括至少一个光伏发电阵列。

所述内燃机发电机组单元和光伏发电单元的输出端并联后与负载单元连接；所述内燃机发电机组单元和光伏发电单元的控制输入端分别与电能管理控制单元连接。

所述电能管理控制单元控制光伏发电单元、内燃机发电机组单元中的至少一台内燃机发电机组1对负载进行供电，包括：在光伏发电单元能够满足负载电量时，一台内燃机发电机组1运行，同时控制光伏发电单元内各个光伏发电阵列的发电量，使发电量满足负载的使用要求；在光伏发电单元不能正常工作或不能满足负载电量时，电能管理控制单元控制内燃机发电机组单元中内燃机发电机组的工作台数和每台的发电量，使发电量满足负载的使用要求。

作为优选的，内燃机发电机组单元包括内燃机发电机组1、第一变压器2以及第一开关控制柜3；所述内燃机发电机组1的输入端连接到所述电能管理控制单元，所述内燃机发电机组1的输出端通过第一变压器2、经所述第一开关控制柜3连接到负载单元。

内燃机发电机组1输出的交流电经第一变压器2，通过第一开关控制柜3输 出到负载单元。

作为优选的，光伏发电单元包括光伏发电阵列、第二变压器7和第二开关控制柜8；所述光伏发电阵列包括太阳能电池板5、光伏逆变器6，所述太阳能电池板5的输出端连接到光伏逆变器6的输入端，所述光伏逆变器6的控制端连接到所述电能管理控制单元，光伏逆变器6的输出端通过第二变压器7，经所述第二开关控制柜8连接到负载单元；

所述太阳能电池板5输出的直流电经光伏逆变器6转换为交流电，所述交流电经第二变压器7变压后，通过第二开关控制柜8输出到负载单元。

作为优选的，所述负载单元包括负载功率监测器4、总输出开关控制柜11和负载12；所述内燃机发电机组单元和光伏发电单元输出端与分别与负载功率监测器4的输入端连接，负载功率监测器4的控制端连接到电能管理控制单元，负载功率监测器4的输出端连接到总输出开关控制柜11，所述总输出开关控制柜11与负载12连接；

负载功率监测器4用于监测负载12的电量数据，且将电量数据输出给电能管理控制单元，电能管理控制单元控制内燃机发电机组单元、光伏发电单元投入工作的台数和每台的发电量。

作为优选的，所述电能管理控制单元包括电能管理控制器9和监控报表系统10，所述电能管理控制器9分别与内燃机发电机组单元、光伏发电单元、负载单元和监控报表系统10连接；监控报表系统10用于显示读取和存储电管理 控制器中的数据，监控报表系统10能够实时的显示电能管理控制器9中的数据，方便的监控相关电量数据。

如图2所示，电能管理控制器9包括电源模块、第一处理器模块、第二处理器模块、存储单元和触摸显示屏。所述负载单元的功率信号输入所述第二处理模块，所述第二处理模块与第一处理模块通过RS232通信接口实现通信，第一处理模块与存储器连接，其中电源模块用于对第一处理器模块和第二处理器模块供电，所述触摸显示屏的操作面板用于设置内燃机发电机组单元和光伏发电单元的电量参数，其中电量参数包括内燃机发电机组和光伏发电阵列的数量、单台内燃机发电机组和光伏发电阵列的数量、单台内燃机发电机组和单个光伏发电阵列的额定功率、内燃机发电机组的最小运行功率、光伏发电阵列的最小启动功率；所述触摸显示屏的操作面板用于设定和修改内燃机发电机组单元和光伏发电单元的运行方案。

第二处理模块用于读取负载单元的功率数据，并将经第一处理模块处理后的数据传送给第二处理模块，第二处理模块通过RS485通信接口传输给内燃机发电机组单元和光伏发电单元，调整内燃机发电机组单元和光伏发电单元的运行方案。

第一处理模块还设置有调试端口和USB接口，用于调试和测试电能管理控制器的可靠测试。

监控报表系统用于实时读取电能管理控制器9的相关的实时功率数据，并 生成报表、实时曲线、历史曲线。

一种供电方法，所述电能管理控制单元控制光伏发电单元、至少一台内燃机发电机组1对负载进行供电，包括：在光伏发电单元能够满足负载电量时，一台内燃机发电机组1运行，同时控制光伏发电单元内各个光伏发电阵列的发电量，使发电量满足负载的使用需求；在光伏发电单元不能正常工作或不能满足负载电量时，电能管理控制单元控制内燃机发电机组单元工作的台数和每台的发电量，使发电量满足负载的使用需求。

作为优选的，负载功率监测器4监测负载12的用电量数据，并将负载12的电量数据反馈给电能管理控制器9，电能管理控制器9通过运算调整内燃机发电机组单元和光伏发电单元的运行台数和发电量，调整内燃机发电机组单元和光伏发电单元的工作状态。

作为优选的，电量数据包括电流和功率，调整内燃机发电机组单元和光伏发电单元的运行台数和发电量的条件为下列条件之一或任意组合：

作为优选的，所述内燃机发电机组单元和光伏发电单元输出的电流低于负载电流；所述内燃机发电机组单元和光伏发电单元输出的功率低于负载功率；所述内燃机发电机组单元和光伏发电单元的输出电流高于负载电流；所述内燃机发电机组单元和光伏发电单元的输出功率低于负载功率。

如下为本实用新型的部分具体实施例。

通过触摸显示屏输入功率数据，所述功率数据包括内燃机发电机组单元的 单台内燃机发电机组额定功率1000KW、内燃机发电机组单元的台数为3台，在运行过程中保证至少有一台内燃机发电机组运行，其中单台内燃机发电机组的最小输出功率为300KW；如图3所示为光伏发电单元内各个光伏发电阵列的发电量和时间的曲线图，光伏发电单元的单个光伏发电阵列的额定功率1000KW，光伏发电单元的个数为2台，其中光伏发电单元的最大输出电量为1560KW；负载单元的最大功率为2500KW。

实施例一

在18:00-24:00、00:00-6:00时间段内，光伏发电单元关闭，若实时负载为300KW，负载功率数据输入第二处理模块，第二处理模块通过RS232通信接口与第一处理模块通信，第一处理模块通过处理将结果输出给内燃机发电机组单元和光伏发电单元，使1台内燃机发电机组工作，内燃机发电机组输出电量为300KW，0台光伏发电单元内各个光伏发电阵列工作，光伏发电单元内各个光伏发电阵列输出电量为0KW。

实施例二

在08:20时，光伏发电单元开启，若实时负载为2000KW，负载功率数据输入第二处理模块，第二处理模块通过RS232通信接口与第一处理模块通信，第一处理模块通过处理将结果输出给内燃机发电机组单元和光伏发电单元，使2个光伏发电阵列工作，每个光伏发电阵列输出电量为200KW，2台内燃机发电机组工作，每台内燃机发电机组输出电量为800KW。

实施例三

在11:30时，光伏发电单元开启，若实时负载为2000KW，负载功率数据输入第二处理模块，第二处理模块通过RS232通信接口与第一处理模块通信，第一处理模块通过处理将结果输出给内燃机发电机组单元和光伏发电单元，使2台光伏发电单元内各个光伏发电阵列工作，每个光伏发电阵列输出电量为700KW，电能管理控制器将工作的2台内燃机发电机组转换为1台内燃机发电机组，内燃机发电机组输出电量为600KW。

实施例四

在15:30时，光伏发电单元开启，若实时负载为2300KW，负载功率数据输入第二处理模块，第二处理模块通过RS232通信接口与第一处理模块通信，第一处理模块通过处理将结果输出给内燃机发电机组单元和光伏发电单元，使2个光伏发电阵列工作，每个光伏发电阵列输出电量为300KW，电能管理控制器将工作的1台内燃机发电机组转换为2台内燃机发电机组，每台内燃机发电机组输出电量为850KW。

实施例五

在19:00时，光伏发电单元关闭，若实时负载为2500KW，负载功率数据输入第二处理模块，第二处理模块通过RS232通信接口与第一处理模块通信，第一处理模块通过处理将结果输出给内燃机发电机组单元和光伏发电单元，使0台光伏发电单元内各个光伏发电阵列工作，每各个光伏发电阵列输出电量为 0KW，3台内燃机发电机组工作，每台内燃机发电机组输出电量为834KW。

如上所示，亦可通过功率数据计算出电流数据，通过电流数据控制内燃机发电机组和光伏发电阵列的运行台数和输出电流。

以上本实用新型可以根据负载单元的用电量配置不同类型和台数的内燃内发电机组单元和光伏发电单元。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。