風能、太陽能、柴油機綜合供電系統的製作方法
2023-04-25 04:35:31
專利名稱：風能、太陽能、柴油機綜合供電系統的製作方法
技術領域：
風能、太陽能、柴油機綜合供電系統
技術領域：
本實用新型涉及一種充分利用風能、太陽能可再生能源發電，並以燃油發電為補充，通過蓄電池組儲能和逆變控制器逆變穩壓技術，為高原山區、海島、牧場等邊遠無供電地區提供穩定高效、節能環保的綜合供電系統。
背景技術：
在今日社會日益飛速發展的時代，很多常規電網無法到達的邊遠地區無法享受科技、通訊、信息交流所帶來的快捷生活。在高原山區、海島、牧場等邊遠無供電地區，單一的可再生資源發電滿足不了穩定高效的生活照明用電和通訊設備用電。這些設備保障效能的發揮離不開電力供應。在實際使用中，由於缺乏可靠的電力保障，許多通訊裝備不能有效投入使用，發揮密切信息交流的作用。因此為了滿足通訊設備和人員的安全穩定用電需求，迫切需要研製性能優越、運行可靠、節能環保、維護方便的供電系統，以此保障邊遠無電地區多元化的電力供應。
發明內容本實用新型風能、太陽能、柴油機綜合供電系統的目的是提供一種供電穩定性好、安全性能高，能夠滿足高原山區、海島、牧場等邊遠無供電地區和人員用電需求的高效綜合供電系統。本實用新型的技術方案是:由風力發電、太陽能發電、燃油發電、逆變控制和儲能五個分系統組成。包括風力發電機、自動跟蹤太陽能電站、燃油充電發電機、風光互補控制器、逆變控制器、卸荷箱及蓄電池組。所述風力發電機、自動跟蹤太陽能電站分別通過連接風光互補控制器對蓄電池組進行充電，卸荷箱同時也連接到風光互補控制器。所述燃油充電發電機直接連接蓄電池組，所述蓄電池組直接連接逆變控制器。系統具有自動實現互補發電控制功能，當蓄電池組儲能 裝置電壓低於設計值時，自動啟用燃油充電發電機工作，並在蓄電池組儲能裝置達到額定容量時自動關機，滿足用戶的供電需求。同時系統採用自動化控制技術，無需做任何人工調節，具有蓄電池組過放電、過充電保護，當蓄電池組放電到設定低電壓時，能夠自動切除負載，當蓄電池組電壓升高至恢復電壓時自動恢復啟動；當蓄電池組達到過充設定電壓時，系統自動提供洩荷。風能發電和太陽能發電分系統正常工作、互補發電時，輸出電力應能滿足用戶總供電需求。同時由於逆變控制器採用模塊式分層管理，即使其中一颱風機或太陽能電池發生故障，亦不影響整個系統的正常供電。風力發電機採用徑向瓦片行永磁轉子結構，具有高極數轉子，新結構電機的定子繞組在每個槽中均有三相繞組的導體，最後利用繞組抽頭來構成三相繞組。系統風力發電機重量輕、切入風速低，具有自動保護功能，當風速過高或負載開路原因造成風機轉速過快時，能夠自動對風機剎車。系統採用雙軸自動跟蹤系統，以帶動太陽能電池陣列精確跟蹤太陽運動，使太陽光始終保持與電池組件平面垂直，最大限度的接受太陽光的能量，大大提高太陽能電池板的發電效率。同時具有太陽能電池板自動保護功能，能夠通過自動或者人工方式實現電池板方位俯/仰調整，確保系統在大風或者在冰雹、砂塵極端惡劣氣候條件下，減少受力和受打擊面積。系統還包括逆變控制器顯示內容:(I)蓄電池電壓、逆變器電壓。(2)顯示風機、太陽能和油機輸出電壓；(3)顯示電池電壓和充電電流；(4)故障顯示。同時系統的燃油發電機是一種具有可調控輸出電壓的帶電勵磁橋永磁發電機，繞磁橋設電勵磁線圈，由變幅直流電壓供電，使在磁橋中產生的磁通與經過磁橋的永磁磁通方向相反。通過調節電勵磁的強弱，改變經過氣隙的磁通大小，從而調節發電機電壓，改變電勵磁變幅電流的頻率將改變發電機包絡線的頻率，從而取得變頻電壓。系統燃油發電機不針對負載直接發電，對裝備可能造成的衝擊和故障為零。
以下結合附圖和實施例對本實用新型供電系統進一步說明
圖1是本實用新型供電系統的組成連接圖。圖2是本實用新型供電系統的自動跟蹤電站電路控制示意圖。圖3是本實用新型供電系統的逆變控制器功能示意圖。在圖1中，給出了本實用新型供電系統的組成及相互連接關係。在圖2中，給出了本實用新型供電系統的自動跟蹤電站電路控制工作原理。在圖3中，給出了本實用新型供電系統的逆變控制器功能。
具體實施方式
以下結合附圖詳述本實用新型的實施例。本實用新型供電系統配置了兩臺功率2KW的小型風力新結構發電機、最大功率2KW的光伏電站、一臺5KW的柴油充電發電機、兩臺3KW充電功率的風光互補控制器、額定功率2KW的逆變電源、兩臺3KW的卸荷箱和24節2V/500Ah鉛酸蓄電池。在實際應用中還可以根據環境(風能、日照)和用電需求任意組合，充分利用再生能源，最大限度地節約一次性能源，提供高效、節能、環保的供電系統。太陽能電池板的數量根據用戶需求功耗大小和安裝地區的日照情況決定，本實例中光伏電站由8塊250W的太陽能電池板組成。2KW的光伏電站分為兩個IKW分別順序連接兩颱風光互補控制器。風力發電機的數量根據用戶需求功耗大小和安裝地區的風能情況決定，本實例中配置了兩臺2KW風光力發電機，分別順序連接兩颱風光互補控制器。所述24節2V/500Ah鉛酸蓄電池依次順序串聯成48V/500Ah蓄電池組；所述兩臺3KW的卸荷箱分別順序連接兩颱風光互補控制器；所述額定功率2KW逆變器直接連接蓄電池組；5KW柴油充電發電機、蓄電池組、兩颱風光互補控制器直接順序連接。
權利要求1.一種風能、太陽能、柴油機綜合供電系統，其特徵在於，包括風力發電機、自動跟蹤太陽能電站、燃油充電發電機、風光互補控制器、逆變控制器、卸荷箱及蓄電池組。所述風力發電機、自動跟蹤太陽能電站分別通過連接風光互補控制器對蓄電池組進行充電，卸荷箱同時也連接到風光互補控制器。所述燃油充電發電機直接連接蓄電池組，所述蓄電池組直接連接逆變控制器。
2.根據權利要求1所述的風能、太陽能、柴油機綜合供電系統，其特徵是:具有自動實現互補發電控制功能，當蓄電池組儲能裝置電壓低於設計值時，自動啟用燃油充電發電機工作，並在蓄電池組儲能裝置達到額定容量時自動關機，滿足用戶的供電需求。
3.根據權利要求1所述的風能、太陽能、柴油機綜合供電系統，其特徵是:風能發電和太陽能發電分系統正常工作、互補發電時，輸出電力應能滿足用戶總供電需求。同時由於逆變控制器採用模塊式分層管理，即使其中一颱風機或太陽能電池發生故障，亦不影響整個系統的正常供電。
4.根據權利要求1所述的風能、太陽能、柴油機綜合供電系統，其特徵是:系統採用雙軸自動跟蹤系統，以帶動太陽能電池陣列精確跟蹤太陽運動，使太陽光始終保持與電池組件平面垂直，最大限度的接受太陽光的能量，大大提高太陽能電池板的發電效率。同時具有太陽能電池板自動保護功能，能夠通過自動或者人工方式實現電池板方位俯/仰調整，確保系統在大風或者在冰雹、砂塵極端惡劣氣候條件下，減少受力和受打擊面積。
5.根據權利要求1所述的風能、太陽能、柴油機綜合供電系統，其特徵是:風力發電機採用徑向瓦片行永磁轉子結構，具有高極數轉子，新結構電機的定子繞組在每個槽中均有三相繞組的導體，最後利用繞組抽頭來構成三相繞組。系統風力發電機重量輕、切入風速低，具有自動保護功能，當風速過高或負載開路原因造成風機轉速過快時，能夠自動對風機剎車。
6.根據權利要求1所述的風能、太陽能、柴油機綜合供電系統，其特徵是:逆變控制器顯示內容:(I)蓄電池電壓、逆變器電壓。(2)顯示風機、太陽能和油機輸出電壓；(3)顯示電池電壓和充電電流；⑷故障顯示。
7.根據權利要求1所述的風能、太陽能、柴油機綜合供電系統，其特徵是:燃油發電機是一種具有可調控輸出電壓的帶電勵磁橋永磁發電機，繞磁橋設電勵磁線圈，由變幅直流電壓供電，使在磁橋中產生的磁通與經過磁橋的永磁磁通方向相反。通過調節電勵磁的強弱，改變經過氣隙的磁通大小，從而調節發電機電壓，改變電勵磁變幅電流的頻率將改變發電機包絡線的頻率，從而取得變頻電壓。系統燃油發電機不針對負載直接發電，對裝備可能造成的衝擊和故障為零。
8.根據權利要求1所述的風能、太陽能、柴油機綜合供電系統，其特徵是:系統採用自動化控制技術，無需做任何人工調節，具有蓄電池組過放電、過充電保護，當蓄電池組放電到設定低電壓時，能夠 自動切除負載，當蓄電池組電壓升高至恢復電壓時自動恢復啟動；當蓄電池組達到過充設定電壓時，系統自動提供洩荷。
專利摘要本實用新型涉及一種風能、太陽能、柴油機綜合供電系統，其特徵是，它包括風力發電機、自動跟蹤太陽能電站、燃油充電發電機、風光互補控制器、逆變控制器、卸荷箱及蓄電池組。在遠離市電的情況下，能夠以風、光、油互補的方式獨立為人員提供電力保障，系統採用儲能、逆變控制和自動化智能化控制技術等模塊式分層管理工作機制，無需做任何人工調節，具有自動切換功能和蓄電池組過放電、過充電保護功能，以保證電力供應穩定，為高原山區、海島、牧場等邊遠無供電地區提供安全高效、節能環保的綜合供電系統。
文檔編號H02J9/08GK203119501SQ201220138298
公開日2013年8月7日 申請日期2012年4月5日 優先權日2012年4月5日
發明者王明根, 陳志前, 彭偉, 徐通慶 申請人:江蘇紫金電子集團有限公司