一种用于柴储供电保障的电能供给系统的制作方法

1.本发明属于电能供给系统技术领域，尤其涉及一种用于柴储供电保障的电能供给系 统。


背景技术：

2.电能供给系统用于向用户提供电能，基于柴储的电能供给系统通常应用于环境比较 恶劣的场所和取用电能及其不便的场所，柴储供电系统是将机械能转化为电能，柴储系统使 电能的使用更加便捷，柴储系统的应用范围及其广泛，在工程上极为常见，柴储系统向施工 机械提供电能，对工程的施工具有重要的影响。柴储供电系统以燃油为原料，在工作的时候 产生大量的有害气体，同时燃油作为不可再生能源，所以柴储发电在一定程度上对环境造成 了不利的影响，随着清洁能源的应用，例如风能和太阳能，清洁能源的使用节约了大量的不 可再生能源，在工程上，如果单纯的使用风能和太阳能，又会收到环境的制约，不能在工程 上持续使用，如果将清洁能源发电与柴油发电相结合，则能够形成优势互补的现象，对于节 约燃油保护环境具有较大的意义，目前，还没有将柴储系统与新能源想结合的系统。


技术实现要素：

3.针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种用于柴储供电保障的电能供给系 统，通过设置柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统，将新能源与柴油发电系统相 结合，有效的减少了对燃油的依赖，保护了环境。
4.本发明提供如下技术方案：一种用于柴储供电保障的电能供给系统，包括：柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电 系统和电能储存系统，所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统向电能储存系统 进行充电储能；所述电能储存系统连接有直流用电端和交流用电端；所述直流用电端和交流 用电端设置有第二功率监测系统；所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统的输 出端均连接有第一功率监测系统；所述电能储存系统连接有电能剩余量检测系统；所述功率 监测系统、电能剩余量监测系统均与控制系统连接。
5.优选的，所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统均通过整流器、变压 器与电能储能系统连接。
6.优选的，所述柴油发电系统主要由多个柴油发电单元组成；所述柴油发电单元数量 至少为两个。
7.优选的，所述电能储能系统通过逆变器、变压器与交流用电端连接。
8.优选的，所述电能储能系统通过变压器与直流用电端连接。
9.优选的，所述柴油发电系统还包括控制器，所述控制器用于控制柴油发电单元的启 停。
10.优选的，所述电能储存系统设置有欠压保护装置，当电能储存装置的电压小于预
先 设置的阈值时，所述欠压保护装置发出警报。
11.优选的，所述第一功率监测系统、第二功率监测系统和电能剩余量检测系统均与控制 系统连接；所述控制系统对第一功率监测系统、第二功率监测系统的数据进行对比运算。
12.优选的，所述控制系统与柴油发电系统内的控制器连接，所述控制系统将运算结果 传输至控制器，所述控制器根据控制系统的数据控制柴油发电单元的工作数量。
13.优选的，所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统通过相应的控制电路 结构与直流用电端连接，所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统通过相应的控 制电路结构与交流用电端连接，所述控制电路结构与控制系统连接。
14.优选的，所述第一功率监测系统测量的数据之和为p1、第二功率监测系统测量的数 据为p2和电能剩余量检测系统测量的数据为q，当p1小于p2时，且q小于t时，控制系 统向控制器发送指令，控制器控制柴油发电单元的工作数量。
15.优选的，所述p1i＝(nm1i+m2i+m3i)，其中，m1i为第i时刻柴油发电单元的发电功 率之和；m2i为第i时刻风力发电系统的发电功率；m3i为第i时刻太阳能发电系统的发电 功率；其中n大于等于0。
16.优选的，所述柴油发电系统包括外壳，所述外壳的下侧设置有支腿；所述外壳的腔 体内设置有平台；所述平台的下侧设置有立柱；所述立柱贯穿外壳的底部；所述立柱的下侧 设置有支撑板；所述立柱包括第一立柱和第二立柱；所述第一立柱与第二立柱之间通过弹簧 连接；所述弹簧的一端与第一立柱连接；所述弹簧的另一端与第二立柱连接，所述弹簧位于 外壳的内侧。
17.优选的，所述平台上设置有多个柴油发电机，所述柴油发电机共有两行，两行柴油 发电机之间互相对称设置。
18.优选的，为了使柴油发电系统能够稳定运行，减少柴油发电系统在运行过程中产生 的振动量，所述弹簧的刚度k，弹簧的个数n，柴油发电机的总质量g，相邻两行柴油发电 机之间的距离l1,相邻两列柴油发电机之间的距离l2之间满足以下关系：g/nk＝α
·
(l12+l22)
1/2
；其中，k的单位为kg/mm；g的单位为kg，l1、l2的单位为mm，α为相关系数，取值 范围为0.01-0.06。
19.优选的，柴储供电保障的电能供给系统的工作方法包括以下步骤：a:通过第一功率监测系统检测电能产生的总功率；b:通过第二功率监测系统检测电能消耗的总功率；c:将电能产生的总功率与电能消耗的总功率的数据进行对比；d:当电能产生的总功率小于电能消耗的总功率的时候，且电能储存系统内的电能剩余量小于 t时，启动柴油发电系统进行电能补充，满足实际电能消耗量。
20.优选的，在初始状态时，第一功率监测系统检测电能产生的总功率不包含柴油发电 系统产生的电能功率。
21.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)本发明一种用于柴储供电保障的电能供给系统，通过柴油发电系统、风力发电系统、 太阳能发电系统向结合的方式进行供电，最大程度上利用了清洁能源，减少了对柴
油系统的 依赖，减少了污染物的排放量，有效的保护了自然环境。
22.(2)本发明一种用于柴储供电保障的电能供给系统，通过将柴油发电系统分为多个 柴油发电单元组成，便于对系统的控制和调节，增加了系统的灵活性，使用过程更加方便。
23.(3)本发明一种用于柴储供电保障的电能供给系统，与传统的柴油发电系统相比， 本系统能够充分利用新能源，能够减少40％的污染气体的排放量，大大保护了环境。
24.(4)本发明一种用于柴储供电保障的电能供给系统，通过限定弹簧的刚度k，弹簧 的个数n，柴油发电机的总质量g，相邻两行柴油发电机之间的距离l1,相邻两列柴油发电 机之间的距离l2之间的限定，增加了柴油发电系统的工作的稳定性。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的 附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是 对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 这些附图获得其他相关的附图。
26.图1是本发明的系统结构示意图。
27.图2是本发明的柴油发电系统示意图。
28.图3是本发明的柴油发电机在平台上分布示意图。
29.图4是本发明的外壳仰视示意图。
30.图中：1、外壳；2、柴油发电机；3、平台；4、立柱；5、弹簧；6、支撑板；7、支 腿。
具体实施方式
31.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方 式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施 方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域 普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护 的范围。
32.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护 的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域 普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护 的范围。
33.实施例一：如图1-4所示，一种用于柴储供电保障的电能供给系统，包括：柴油发电系统、风力发电系 统、太阳能发电系统和电能储存系统，所述柴油发电系统利用柴油机将机械能转化为电能， 所述风力发电系统将风能转化为电能，所述太阳能发电系统将太阳能转化为电能，所述电能 储存系统用于储存电能，所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统向电能储存系 统进行充电储能；所述电能储存系统连接有直流用电端和交流用电端，用户通过直流用电端 和交流用电端进行用电；所述直流用电端和交流用电端设置有第二功率监测系统，所述第二 功率监测系统用于监测用电端的用电功率；所述柴油发电系统、风力
发电系统、太阳能发电 系统的输出端均连接有第一功率监测系统，所述第一功率监测系统用于监测发电系统产生电 能的功率；所述电能储存系统连接有电能剩余量检测系统；所述功率监测系统、电能剩余量 监测系统均与控制系统连接。
34.所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统均通过整流器、变压器与电能 储能系统连接。所述柴油发电系统主要由多个柴油发电单元组成；所述柴油发电单元数量至 少为两个。所述柴油发电单元的发电功率相同。所述电能储能系统通过逆变器、变压器与交 流用电端连接。所述电能储能系统通过变压器与直流用电端连接。
35.所述柴油发电系统还包括控制器，所述控制器用于控制柴油发电单元的启停。所述 第一功率监测系统、第二功率监测系统和电能剩余量检测系统均与控制系统连接；所述控制 系统对第一功率监测系统、第二功率监测系统的数据进行对比运算。
36.所述控制系统与柴油发电系统内的控制器连接，所述控制系统将运算结果传输至控 制器，所述控制器根据控制系统的数据控制柴油发电单元的工作数量，即通过调节柴油发电 单元的数量控制发电功率。
37.所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统通过相应的控制电路结构与直 流用电端连接，所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统通过相应的控制电路结 构与交流用电端连接，所述控制电路结构与控制系统连接。
38.实施例二结合实施例一，所述第一功率监测系统测量的数据之和为p1、第二功率监测系统测量的数 据为p2和电能剩余量检测系统测量的数据为q，当p1小于p2时，且q小于t时，控制系 统向控制器发送指令，控制器控制柴油发电单元的工作数量，t为预先设置的阈值，根据 p1与p2数值之差计算参与发电的柴油发电单元的数量，使得发电量与电能消耗量向匹配， 保证系统能够协调稳定的运行。
39.所述p1i＝nm1i+m2i+m3i，其中，m1i为第i时刻柴油发电单元的发电功率之和； m2i为第i时刻风力发电系统的发电功率；m3i为第i时刻太阳能发电系统的发电功率；其 中n大于等于0。
40.实施例三结合实施例二，所述柴油发电系统包括外壳1，所述外壳1的下侧设置有支腿7；所述外壳 1的腔体内设置有平台3；所述平台3的下侧设置有立柱4；所述立柱4贯穿外壳1的底 部；所述立柱4的下侧设置有支撑板6；所述立柱4包括第一立柱和第二立柱；所述第一立 柱与第二立柱之间通过弹簧5连接；所述弹簧5的一端与第一立柱连接；所述弹簧5的另一 端与第二立柱连接，所述弹簧5位于外壳1的内侧。
41.所述平台3上设置有多个柴油发电机2，所述柴油发电机2共有两行，两行柴油发电 机2之间互相对称设置，相邻两行柴油发电机2之间的转向在空间位置上相反，减少柴油发 电机2在工作时产生的振动量。
42.实施例四结合实施例三，为了使柴油发电系统能够稳定运行，减少柴油发电系统在运行过程中产生的 振动量，所述弹簧的刚度k，弹簧的个数n，柴油发电机的总质量g，相邻两行柴油发电机 之间的距离l1,相邻两列柴油发电机之间的距离l2之间满足以下关系：g/nk＝α
·
(l12+ l22)
1/2
；其中，k的单位为kg/mm；g的单位为kg，l1、l2的单位为mm，α为相关系 数，
取值范围为0.01-0.06。当α大于0.06时，柴油发电机的振动幅度较大，装置运行不稳 定；当α小于0.01时，弹簧的刚度较大，起不到减震的作用。
43.实施例五结合实施例四，对装置进行实验，分别取α为0.01/0.03/0.06/0.08进行实验，当α为0.01 时，柴油发电机的振动幅度为2mm，外壳的振动幅度为6mm；当α为0.03时，柴油发电机 的振动幅度为5mm，外壳的振动幅度为4mm；当α为0.06时，柴油发电机的振动幅度为 6mm，外壳的振动幅度为3mm；当α为0.08时，柴油发电机的振动幅度为9mm，外壳的振 动幅度为3mm。结合实验数据可知，当α取值范围为0.01-0.06时，系统稳定性较好。
44.实施例六为了提高系统的工作性能，充分利用清洁能源，减少对燃油的依赖，柴储供电保障的电能供 给系统的工作方法包括以下步骤：a:通过第一功率监测系统检测电能产生的总功率；b:通过第二功率监测系统检测电能消耗的总功率；c:将电能产生的总功率与电能消耗的总功率的数据进行对比；d:当电能产生的总功率小于电能消耗的总功率的时候，且电能储存系统内的电能剩余量小于 t时，启动柴油发电系统进行电能补充，满足实际电能消耗量。
45.在初始状态时，第一功率监测系统检测电能产生的总功率不包含柴油发电系统产生 的电能功率。
46.实施例七一种用于柴储供电保障的电能供给系统，包括：柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电 系统和电能储存系统，所述柴油发电系统利用柴油机将机械能转化为电能，所述风力发电系 统将风能转化为电能，所述太阳能发电系统将太阳能转化为电能，所述电能储存系统用于储 存电能，所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统向电能储存系统进行充电储 能；所述电能储存系统连接有直流用电端和交流用电端，用户通过直流用电端和交流用电端 进行用电；所述直流用电端和交流用电端设置有第二功率监测系统，所述第二功率监测系统 用于监测用电端的用电功率；所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统的输出端 均连接有第一功率监测系统，所述第一功率监测系统用于监测发电系统产生电能的功率；所 述电能储存系统连接有电能剩余量检测系统；所述功率监测系统、电能剩余量监测系统均与 控制系统连接。
47.所述柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统设置有两条输出电路，其中一 条输出电路与直流用电端、交流用电端连接，另一条输出电路与电能储存系统连接。
48.所述电能储存系统设置有欠压保护装置，当电能储存装置的电压小于预先设置的阈 值时，所述欠压保护装置发出警报，同时系统切断电能储存装置的输出电路进行保护电能储 存装置。用户端的用电由柴油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统共同提供，多余的 电量可以用于对电能储能系统的充电，增加了系统的稳定性。当用户端不用电能时，利用柴 油发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统其中1-3个系统对电能储能系统进行充电。
49.通过上述方式得到的是一种用于柴储供电保障的电能供给系统，通过设置柴油发电 系统、风力发电系统、太阳能发电系统，将新能源与柴油发电系统相结合，有效的减少了
对 燃油的依赖，保护了环境。通过将柴油发电系统分为多个柴油发电单元组成，便于对系统的 控制和调节，增加了系统的灵活性，使用过程更加方便。
50.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；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。