一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法
2023-05-10 04:21:06 1
專利名稱：一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法
技術領域：
本發明屬於新能源電力發電和供電技術領域，具體涉及一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法。
背景技術：
新能源電力是全球發展的方向，也是一個新興的產業，具有廣闊的前景和持續的發展空間，尤其是太陽能發電和風能發電產業正在全球範圍迅猛發展。新能源電力系統技術不僅為邊遠無電地區提供電力來源，而且其新能源電力系統技術的主要發展趨勢之一，
就是使現有電力用戶用來替代傳統(火電)電力，從而減少用戶電網買電用電量，增加新能源電力的使用比例，逐步普及新能源電力的應用。眾所周知，光電、風電等新能源電力系統可以為用戶負載供電，在新能源電力系統發電時，由新能源電力供電，無發電時，用原有的網電供電。為了正常使用新能源電力系統，在系統構成上現有技術是根據用戶用電負載的啟動功率進行系統規劃和組配的，通常帶有電機類負載的啟動功率是正常工作功率的3-5倍，甚至更多；對於供電方式現有技術採用通過儲電的蓄電池蓄電後再進行逆變供電，所以儲電的蓄電池其供電電量要在設計時，將組配的供電電量相應增大3-5倍以上(考察現有產品與系統，通常蓄電池電力容量在正常供電給5KW功率的負載工作I個小時，若在6. 3KW功率時，工作只有30分鐘；而在負載為8. 6KW功率進行工作時，就僅有不足I分鐘的供電能力)，所以，在系統設計時為使其滿足負載啟動的功率需求，需要加大系統配置，這樣就大大增加了系統構成的規模，增加了投資成本，降低了投資回報。為了克服上述現有技術與產品的缺陷，本發明提出了一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，利用新能源電力與蓄電合併供電以及新能源電力與網電錯時供電逐級調配方式，用網電解決負載啟動所需的大功率電量，而在負載正常運行時，轉為新能源電力。為此目的，本發明通過監測負載電力功率變化狀態信號並通過電控開關以及電力熱轉換控制電路控制在線電力轉換，實現由網電供電給負載啟動功率的電力，正常運行時控制電控在線電力轉換器將負載使用的網電在線轉換成新能源電力供電或儲電蓄電池供電，使得新能源電力供電系統既能滿足負載啟動需求，又可以減少系統配置，提高了系統的性價t匕，節省了投資，提高了投資回報。
發明內容
為了克服上述現有技術與產品的缺陷，實現新能源電力與網電智能調配供電，在為同等用電負載供電並滿足其使用要求的前提條件下，減少系統規模，降低投資成本。為此，本發明的一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，與方法，系統由調控系統模塊、MPPT與充電模塊、蓄電池組、逆變器模塊、AC/DC轉換模塊、電力熱轉換控制電路、新能源電力、用戶負載埠組、通信埠以及各閾值電路、各電控開關和電錶I及電錶2組成；其特徵是調控系統模塊與電力熱轉換控制電路、通信埠及各電控開關相連，按預存的調控策略通過相應控制指令使其通斷，實現電力調配，新能源電力通過電控開關連接MPPT與充電模塊，通過電控開關連接逆變器模塊，MPPT與充電模塊與蓄電池組相連，蓄電池組通過閾值電路連接MPPT與充電模塊並通過電控開關與逆變器模塊相連，蓄電池組還經閾值電路與逆變器模塊相連接，逆變器模塊與電力熱轉換控制電路相連並通過電控開關與電錶2相連，AC/DC轉換模塊與MPPT與充電模塊相連接，電力熱轉換控制電路連接AC/DC轉換模塊及連接用戶負載埠組，並通過電控開關連接電錶I。本發明所述一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，其調控系統模塊是由嵌入式微處理器電路、電源、時鐘、存儲器、I/o驅動與開關控制電路、人工操控與顯示驅動電路、通信埠以及總線電路、其特徵是嵌入式微處理器電路通過總線電路與時鐘、存儲器、I/o驅動與開關控制電路、人工操控與顯示驅動電路及通信埠相連，嵌入式微處理器電路還與電源連接。本發明所述一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，其調控系統模塊特徵還在於通信埠至少設有雙向通信的標準通信埠兩個，其中一個為系統內部通信連接 使用，另一個為系統外部連接和通信使用。本發明所述一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，其電力熱轉換控制電路由微處理器電路、電源、時鐘、存儲器、中斷電路、I/o驅動電路、模數轉換電路、通信埠、總線電路以及電力信號比較與電力線轉換電路、電力線埠組和電性能參數採樣電路組成，其特徵是微處理器電路與電源相連，並通過總線電路與時鐘、存儲器、中斷電路、I/o驅動電路、模數轉換電路、通信埠相連，I/o驅動電路與電力信號比較與電力線轉換電路相連，電力信號比較與電力線轉換電路連接電力線埠組，模數轉換電路與電性能參數採樣電路相連接，其特徵還在於電力線埠組具有多對電力線輸入輸出埠，根據內置閾值電路的閾值，連通相應電力線，或根據微處理器電路發出的控制指令使相應電力線連通和斷開。本發明所述一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，其用戶負載埠組的特徵是具有至少兩路供電輸入埠和多路負載連接埠，每路供電輸入埠按嵌入式微處理器電路發出的控制指令與部分或全部的負載連接埠連通，使新能源電力合理為相應數量的負載連接埠供電，不足部分由網電及另一路供電來滿足負載用電需求。本發明所述一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，其特徵在於新能源電力和網電均通過電力熱轉換控制電路與用戶負載埠組相連接，系統通過設定的不同閾值在正常工作時，新能源電力處於導通狀態，網電處於準備供電狀態，在用戶負載埠組的功率大於新能源電力所供功率時，新能源電力電壓降低至設定新能源電力閾值以下，而網電電壓高於設定的相應電網電力閾值時，為用戶負載埠組供電的新能源電力轉換成網電電力供電，中斷電路發出中斷請求信號，通知微處理器電路以及嵌入式微處理器電路，當用戶負載埠組穩定用電時，由微處理器電路和嵌入式微處理器電路根據電性能參數採樣電路及模數轉換電路採集的電性能參數，判斷用戶負載埠組用電方式，區分啟動用電和平穩用電，以及多負載時工作的用戶負載埠組相應負載的電力路徑，並調用預存的調控策略發出相應調配電力的控制指令。在用戶負載埠組平穩工作時，用電功率減少時，控制電路經安全延時後，將網電在線轉換為新能源電力供電，也可通過控制電力線埠組和負載埠組，使新能源電力為部分較小功率負載供電，而網電為大功率負載供電。
本發明的一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，通過採樣得知負載啟動或大負載的需求信號和正常運行信號；通過電控開關以及電力熱轉換控制電路控制在線電力轉換，實現網電和新能源電力相互轉換；並且在網電無電時，利用新能源電力與蓄電合併為負載供電，減少蓄電池蓄電的消耗。由此，克服了上述現有技術與產品的缺陷，實現新能源電力與網電智能調配供電，在為同等用電負載供電並滿足其使用要求的前提條件下，使新能源電力得到充分有效的利用，減少系統規模，降低投資成本，為新能源電力系統的應用提供了有效的解決方案和有益的貢獻。
圖I為新能源電力與網電智能調配供電系統原理功能示意框圖；圖2為調控系統|旲塊的功能原理不意圖；圖3為電力熱轉換控制電路的功能原理示意圖。
具體實施例方式作為實施例子，結合附圖對一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法給予說明，但是，本發明的技術與方案不限於本實施例子給出的內容。本發明具體實施方式
結合
如下，如圖I所示，一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，系統由調控系統模塊(I)、MPPT與充電模塊(2)、蓄電池組(3)、逆變器模塊(4)、AC/DC轉換模塊(5)、電力熱轉換控制電路(6)、新能源電力(7)、用戶負載 埠組(8)、通信埠(12)以及閾值電路(91)和閾值電路(92)、電控開關(101)、電控開關(102)、電控開關(103)、電控開關(104)、電控開關(105)和電錶1(111)及電錶2(112)組成；其特徵是調控系統模塊(I)與電力熱轉換控制電路￠)、通信埠(12)及電控開關(101)、電控開關(102)、電控開關(103)、電控開關(104)、電控開關(105)相連，按預存的調控策略通過相應控制指令使其通斷，實現電力調配，新能源電力(7)通過電控開關(101)連接MPPT與充電模塊(2)，通過電控開關(102)連接逆變器模塊(4)，MPPT與充電模塊(2)與蓄電池組(3)相連，蓄電池組(3)通過閾值電路(91)連接MPPT與充電模塊⑵並通過電控開關(103)與逆變器模塊(4)相連，蓄電池組(3)還經閾值電路(92)與逆變器模塊
(4)相連接，逆變器模塊⑷與電力熱轉換控制電路(6)相連並通過電控開關(104)與電錶2(112)相連，AC/DC轉換模塊(5)與MPPT與充電模塊⑵相連接，電力熱轉換控制電路
(6)連接AC/DC轉換模塊(5)及連接用戶負載埠組(8)，並通過電控開關(105)連接電錶1(111)。本發明所述一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，其調控系統模塊 (I)如圖2所示，是由嵌入式微處理器電路(11)、電源(12)、時鐘(13)、存儲器(14)、I/O驅動與開關控制電路(15)、人工操控與顯示驅動電路(16)、通信埠(18)以及總線電路
(17)、其特徵是嵌入式微處理器電路(11)通過總線電路(17)與時鐘(13)、存儲器(14)、1/O驅動與開關控制電路(15)、人工操控與顯示驅動電路(16)及通信埠(18)相連，嵌入式微處理器電路(11)還與電源(12)連接，調控系統模塊(I)其特徵還在於通信埠(18)至少設有雙向通信的標準通信埠兩個，其中一個為系統內部通信連接使用，另一個為系統外部連接和通信使用。
本發明所述一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，其電力熱轉換控制電路(6)如圖3所示，由微處理器電路(61)、電源(62)、時鐘(63)、存儲器(64)、中斷電路(65)、I/O驅動電路(66)、模數轉換電路(67)、通信埠(68)、總線電路(69)以及電力信號比較與電力線轉換電路(601)、電力線埠組(602)和電性能參數採樣電路(603)組成，其特徵是微處理器電路出1)與電源出2)相連，並通過總線電路￠9)與時鐘(63)、存儲器(64)、中斷電路(65)、I/O驅動電路(66)、模數轉換電路(67)、通信埠 (68)相連，I/O驅動電路(66)與電力信號比較與電力線轉換電路(601)相連，電力信號比較與電力線轉換電路(601)連接電力線埠組￠02)，模數轉換電路(67)與電性能參數採樣電路(603)相連接，其特徵還在於電力線埠組(602)具有多對電力線輸入輸出埠，根據內置閾值電路的閾值，連通相應電力線，或根據微處理器電路￠1)發出的控制指令使相應電力線連通和斷開。本發明所述一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，為了充分利用新能源電力，其用戶負載埠組(8)設有至少兩路供電輸入埠和多路負載連接埠，每路供電輸入埠按嵌入式微處理器電路(11)發出的控制指令與部分或全部的負載連接埠連 通，使新能源電力合理為相應數量的負載連接埠供電，不足部分由網電及另一路供電來滿足負載用電需求。本發明所述一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法，通過採樣得知負載啟動或大負載的需求信號和正常運行信號；通過電控開關控制在線電力轉換器實現網電和新能源電力相互轉換。為此，新能源電力(7)和網電均通過電力熱轉換控制電路￠)與用戶負載埠組(8)相連接，系統通過設定的不同閾值在正常工作時，新能源電力(7)處於導通狀態，網電處於準備供電狀態，在用戶負載埠組(8)的功率大於新能源電力(7)所供功率時，新能源電力(7)電壓降低至設定新能源電力閾值以下，而網電電壓高於設定的相應電網電力閾值時，為用戶負載埠組⑶供電的新能源電力(7)轉換成網電電力供電，中斷電路(65)發出中斷請求信號，通知微處理器電路(61)以及嵌入式微處理器電路(11)，當用戶負載埠組⑶穩定用電時，由微處理器電路(61)和嵌入式微處理器電路(11)根據電性能參數採樣電路(603)及模數轉換電路￠7)採集的電性能參數，判斷用戶負載埠組
(8)用電方式，區分啟動用電和平穩用電，以及多負載時工作的用戶負載埠組⑶負載的電力路徑，並調用預存的調控策略發出相應調配電力的控制指令。在用戶負載埠組(8)平穩工作時，用電功率減少時，控制電路經安全延時後，將網電在線轉換為新能源電力(7)供電，也可通過控制電力線埠組(602)和負載埠組(8)，使新能源電力(7)為部分較小功率負載供電，而網電為大功率負載供電。
權利要求
1.一種新能源電カ與網電智能調配供電系統與方法，系統由調控系統模塊(I)、MPPT與充電模塊⑵、蓄電池組⑶、逆變器模塊⑷、AC/DC轉換模塊(5)、電カ熱轉換控制電路(6)、新能源電カ(7)、用戶負載端ロ組(8)、通信端ロ(12)以及閾值電路(91)和閾值電路(92)、電控開關(101)、電控開關(102)、電控開關(103)、電控開關(104)、電控開關(105)和電錶1(111)及電錶2(112)組成；其特徵是調控系統模塊(I)與電カ熱轉換控制電路(6)、通信端ロ (12)及電控開關(101)、電控開關(102)、電控開關(103)、電控開關(104)、電控開關(105)相連，按預存的調控策略通過相應控制指令使其通斷，實現電カ調配，新能源電カ(7)通過電控開關(101)連接MPPT與充電模塊(2)，通過電控開關(102)連接逆變器模塊(4)，MPPT與充電模塊⑵與蓄電池組(3)相連，蓄電池組(3)通過閾值電路(91)連接MPPT與充電模塊⑵並通過電控開關(103)與逆變器模塊⑷相連，蓄電池組(3)還經閾值電路(92)與逆變器模塊⑷相連接，逆變器模塊⑷與電カ熱轉換控制電路(6)相連並通過電控開關(104)與電錶2 (112)相連，AC/DC轉換模塊(5)與MPPT與充電模塊(2)相連接，電カ熱轉換控制電路(6)連接AC/DC轉換模塊(5)及連接用戶負載端ロ組(8)，並通過電控開關(105)連接電錶I (111)。
2.根據權利要求I所述ー種新能源電カ與網電智能調配供電系統與方法，其調控系統模塊(I)是由嵌入式微處理器電路(11)、電源(12)、時鐘(13)、存儲器(14)、1/0驅動與開關控制電路(15)、人工操控與顯示驅動電路(16)、通信端ロ(18)以及總線電路(17)、其特徵是嵌入式微處理器電路(11)通過總線電路(17)與時鐘(13)、存儲器(14)、I/O驅動與開關控制電路(15)、人工操控與顯示驅動電路(16)及通信端ロ(18)相連，嵌入式微處理器電路(11)還與電源(12)連接。
3.根據權利要求I所述ー種新能源電カ與網電智能調配供電系統與方法，其調控系統模塊(I)特徵還在於通信端ロ(18)至少設有雙向通信的標準通信端ロ兩個，其中一個為系統內部通信連接使用，另ー個為系統外部連接和通信使用。
4.根據權利要求I所述ー種新能源電カ與網電智能調配供電系統與方法，其電カ熱轉換控制電路(6)由微處理器電路(61)、電源(62)、時鐘(63)、存儲器(64)、中斷電路(65)、I/O驅動電路(66)、模數轉換電路(67)、通信端ロ(68)、總線電路(69)以及電力信號比較與電カ線轉換電路(601)、電カ線端ロ組(602)和電性能參數採樣電路(603)組成，其特徵是微處理器電路￠1)與電源￠2)相連，並通過總線電路￠9)與時鐘(63)、存儲器(64)、中斷電路(65)、I/O驅動電路(66)、模數轉換電路(67)、通信端ロ(68)相連，I/O驅動電路(66)與電カ信號比較與電カ線轉換電路(601)相連，電カ信號比較與電カ線轉換電路(601)連接電カ線端ロ組￠02)，模數轉換電路￠7)與電性能參數採樣電路(603)相連接，其特徵還在於電カ線端ロ組(602)具有多對電カ線輸入輸出端ロ，根據內置閾值電路的閾值，連通相應電カ線，或根據微處理器電路￠1)發出的控制指令使相應電カ線連通和斷開。
5.根據權利要求I所述ー種新能源電カ與網電智能調配供電系統與方法，其用戶負載端ロ組(8)的特徵是具有至少兩路供電輸入埠和多路負載連接端ロ，每路供電輸入端ロ按嵌入式微處理器電路(11)發出的控制指令與部分或全部的負載連接端ロ連通，使新能源電カ合理為相應數量的負載連接埠供電，不足部分由網電及另一路供電來滿足負載用電需求。
6.根據權利要求I所述ー種新能源電カ與網電智能調配供電系統與方法，其特徵在於新能源電カ⑵和網電均通過電カ熱轉換控制電路(6)與用戶負載端ロ組⑶相連接，系統通過設定的不同閾值在正常工作時，新能源電カ(7)處於導通狀態，網電處理準備供電狀態，在用戶負載端ロ組(8)的功率大於新能源電カ(7)所供功率時，新能源電カ(7)電壓降低至設定新能源電カ閾值以下，而網電電壓高於設定的相應電網電カ閾值時，為用戶負載端ロ組(8)供電的新能源電カ(7)轉換成網電電カ供電，中斷電路(65)發出中斷請求信號，通知微處理器電路￠1)以及嵌入式微處理器電路(11)，當用戶負載端ロ組(8)穩定用電時，由微處理器電路￠1)和嵌入式微處理器電路(11)根據電性能參數採樣電路(603)及模數轉換電路(67)採集的電性能參數，判斷用戶負載端ロ組(8)用電方式，區分啟動用電和平穩用電，以及多負載時工作的用戶負載端ロ組(8)負載的電カ路徑，並調用預存的調控策略發出相應調配電カ的控制指令。在用戶負載端ロ組(8)平穩工作時，用電功率減少時，控制電路經安全延時後，將網電在線轉換為新能源電カ(7)供電，也可通過控制(602)和負載端ロ組(8)，使新能源電カ(7)為部分較小功率負載供電,而網電為大功率負載供電。
全文摘要
本發明屬於新能源電力發電和供電技術領域，具體涉及一種新能源電力與網電智能調配供電系統與方法。通過採樣得知負載啟動或大負載的需求信號和正常運行信號；通過電控開關以及電力熱轉換控制電路控制在線電力轉換，實現網電和新能源電力相互轉換；並且在網電無電時，利用新能源電力與蓄電合併為負載供電，減少蓄電池蓄電的消耗。由此，克服了現有技術與產品的缺陷，實現新能源電力與網電智能調配供電，在為同等用電負載供電並滿足其使用要求的前提條件下，使新能源電力得到充分有效的利用，減少系統規模，降低投資成本，為新能源電力系統的應用提供了有效的解決方案和有益的貢獻。
文檔編號H02J9/00GK102738887SQ20111008823
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月11日 優先權日2011年4月11日
發明者周錫衛 申請人:周錫衛