一種利用多種能源互補發電的獨立供電系統的製作方法
2023-10-20 02:46:52 1
專利名稱：一種利用多種能源互補發電的獨立供電系統的製作方法
技術領域：
本發明是一種利用多種能源互補發電的獨立供電系統，屬於可再生能源發電領 域。
背景技術：
傳統的供電方式是由集中式大型發電廠發出的電能，經過電力系統的遠距離多級 變送為用戶供電，然而常規電網難以覆蓋或者有特殊需要的地區和用戶則對獨立供電系統 的需求越來越大。獨立供電系統電能產生可採用不同的方法，例如潮汐發電，太陽能電池， 風力發電，柴油發電機等。由於潮汐能發電受到用戶地理條件的限制(必須在海邊地區)且 技術複雜，而柴油發電機仍然消耗傳統能源而且會汙染環境，風力發電具有空間分布不均 勻的缺點，太陽能發電則有時間分布不均勻的特點，因此採用任何一種方法發電都有局限 性。
發明內容
為了克服採用單一能源發電的獨立供電系統的不足，本發明提供了一種利用多種 能源互補發電的獨立供電系統。該發電系統在充分考慮當地風能、太陽能資源分布情況下， 結合用戶需求，設計一套利用多種能源互補發電系統，最大限度的提高發電系統效率，降低 成本。本發明的技術方案如下
一種利用多種能源互補發電的獨立供電系統，其特徵在於風力發電機通過三相整流 電路與控制器連接，光伏電池板直接與控制器連接；控制器內包含充放電控制電路、整流濾 波電路、光伏電池板自動跟蹤控制電路；充放電控制電路與蓄電池相連，光伏電池板自動跟 蹤控制電路與光伏電池板支架上的步進電機相連，控制器與柴油發電機的開關相連，控制 器還通過逆變電路與用戶負載連接，柴油發電機直接與用戶負載相連。控制器內還包括溫度檢測保護電路和系統電壓檢測保護電路，溫度檢測保護電路 和系統電壓檢測保護電路分別與系統中風力發電機、光伏電池板和控制器上安放的溫度傳 感器和電壓傳感器相連。蓄電池為鉛酸蓄電池或者鋰電池。控制器還連接卸荷電阻。本發明的有益效果是充分利用可再生能源發電，合理利用自然資源，保護環境； 利用多種能源互補發電的獨立供電系統可以解決邊遠地區用電，為漁船、遊牧民和邊防哨 所等提供可靠用電；採用最大光電能量轉換率的方案，提高光伏電池板利用效率，並配備柴 油發電機，提高供電系統的可靠性，改善系統的經濟和社會效益。
圖1為利用多種能源互補發電的獨立供電系統結構示意圖。
具體實施例方式
3下面結合附圖對本發明進行具體說明
圖1為利用多種能源互補發電的獨立供電系統結構示意圖，如圖所示，風力發電機通 過三相整流電路與控制器連接，光伏電池板直接與控制器連接；風力發電機通過三相整流 電路整流後與光伏電池板發出的電能一起送入控制器中；控制器內包含充放電控制電路、 整流濾波電路、光伏電池板自動跟蹤控制電路、溫度檢測保護電路和系統電壓檢測保護電 路；充放電控制電路與蓄電池相連。光伏電池板自動跟蹤控制電路與光伏電池板支架上的 步進電機相連，溫度檢測保護電路和系統電壓檢測保護電路分別與系統中風力發電機、光 伏電池板和控制器上安放的溫度傳感器和電壓傳感器相連。溫度檢測保護電路和系統電壓 檢測保護電路可以實時檢測系統，實現多種工作狀態的實時切換，滿足用戶的供電需求，同 時，對檢測到的溫度和電壓信息通過控制器進行分析，實現監測系統的工作狀態的作用，當 系統出現問題時能及時作出響應，避免更大的損失。控制器與柴油發電機的開關連接，用來 啟動和關閉柴油發電機工作。控制器與逆變電路相連，通過逆變電路將直流電變換成交流 電供用戶負載使用。控制器與卸荷電阻相連。柴油發電機也與用戶負載相連，可直接供給 用戶負載。光伏電池板和風力發電機為可再生能源採集裝置，可以分別將風能和太陽能轉化 為電能。蓄電池可以採用鉛酸蓄電池或者鋰電池，用於儲存發電系統所發出電能中尚未被 用戶使用的多餘電能。卸荷電阻為功率電阻，根據發電系統最大發電高功率值選取功率電 阻。柴油發電機通過燃燒柴油產生電能，當可再生能源無法產生電能並且蓄電池中的電量 耗盡的時候，可啟動柴油發電機直接對用戶供電，從而保證用戶供電的可靠性。由於柴油發 電機只在極端條件下使用，所以柴油發電機所產生的環境汙染程度是很小的，可以忽略。另 外，由於系統中柴油發電機作為應急電源的存在，使得該系統對用戶供電的可靠性大大提 尚O三相整流電路將風力發電機發出的三相交流電整流成直流電，與太陽能光伏電池 發出的直流電一起送入控制器中的整流濾波電路進行電流調製。如果此時用戶需要電能供 給，則可以通過逆變電路將直流電轉變成交流電供用戶負載使用，如果用戶此時不需要電 能供給，則可將直流電能通過充放電控制電路輸入蓄電池儲存起來，若此時充放電控制電 路檢測到蓄電池已充滿電，則所產生的直流電將通過卸荷電阻釋放掉，保護蓄電池不因為 過充而失效，延長了蓄電池的使用壽命。由於風能和太陽能的時空分布不均勻，在系統使用過程中存在有一種可再生能源 無法被正常利用發電的情況，此時控制器能夠檢測到系統中無法發電的供電設備，並通過 控制電路將該設備與系統隔離，系統利用另外一種可再生能源發電。當只利用一種可再生 能源發電或者太陽能和風能都無法被利用正常發出電能的時候，蓄電池將通過充放電控制 電路來釋放蓄電池中儲存的電能通過逆變電路轉換成交流電供給用戶負載使用，若蓄電池 中的電能也釋放完後，則控制器啟動柴油發電機直接對用戶供電，從而保證用戶供電的可 靠性。控制器中的光伏電池板自動跟蹤控制電路可以通過感光元件檢測太陽高度角信息， 並根據太陽高度角通過控制光伏電池板支架上的步進電機調整光伏電池板的角度，保證光 伏電池板的光電能量轉換率為最大值，提高系統的效率。
權利要求
一種利用多種能源互補發電的獨立供電系統，其特徵在於風力發電機通過三相整流電路與控制器連接，光伏電池板直接與控制器連接；控制器內包含充放電控制電路、整流濾波電路、光伏電池板自動跟蹤控制電路；充放電控制電路與蓄電池相連，光伏電池板自動跟蹤控制電路與光伏電池板支架上的步進電機相連，控制器與柴油發電機的開關連接，控制器還通過逆變電路與用戶負載連接，柴油發電機直接與用戶負載相連。
2.根據權利要求1所述一種利用多種能源互補發電的獨立供電系統，其特徵在於控 制器內還包括溫度檢測保護電路和系統電壓檢測保護電路，溫度檢測保護電路和系統電壓 檢測保護電路分別與系統中風力發電機、光伏電池板和控制器上安放的溫度傳感器和電壓 傳感器相連。
3.根據權利要求1所述一種利用多種能源互補發電的獨立供電系統，其特徵在於蓄 電池為鉛酸蓄電池或者鋰電池。
4.根據權利要求1所述一種利用多種能源互補發電的獨立供電系統，其特徵在於控 制器還連接卸荷電阻。
全文摘要
一種利用多種能源互補發電的獨立供電系統，包括風力發電機通過三相整流電路與控制器連接，光伏電池板直接與控制器連接；控制器內包含充放電控制電路、整流濾波電路、光伏電池板自動跟蹤控制電路；充放電控制電路與蓄電池相連，光伏電池板自動跟蹤控制電路與光伏電池板支架上的步進電機相連，控制器與柴油發電機的開關連接，控制器還通過逆變電路與用戶負載連接，柴油發電機直接與用戶負載相連。本發明在充分考慮當地風能、太陽能資源分布情況下，結合用戶需求，設計一套利用多種能源互補發電系統，最大限度的提高發電系統效率，降低成本。
文檔編號H02J7/00GK101976986SQ20101055364
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月22日 優先權日2010年11月22日
發明者劉光偉, 張鳳閣, 王育欣 申請人:瀋陽工業大學