一種分布式能源網絡的製作方法
2023-09-19 18:19:15 1
一種分布式能源網絡的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種分布式能源網絡，涉及電力供電領域，包括：通過併網模式連接和運行的分布式能源發電系統、檢測控制系統、分布式儲能系統和應用系統；其中，分布式能源發電系統包括至少2種類型的發電裝置，用於發電；檢測控制系統，用於採集分布式能源網絡的運行參數，並根據採集的參數選擇將分布式能源發電系統發出的電能向應用系統供電，或向分布式儲能系統儲能；分布式儲能系統，用於存儲電能；應用系統用於消耗電能。本實用新型的分布式能源網絡可以用於個人家庭用電，電動汽車充電、室外照明用電等領域，可以大大的節約能量，便於很多行業的推廣普及。
【專利說明】一種分布式能源網絡
【【技術領域】】
[0001 ] 本實用新型涉及電力供電領域，尤其是一種分布式能源網絡。
【【背景技術】】
[0002]隨著國家「十二五」規劃的出臺，建設資源節約型和環境友好型社會的目標進一步明確，和國家節能減排長期戰略的實施，使得合理利用資源、轉變產業結構和降級增長方式、通過技術的革新帶動經濟的發展成為了工業界的共識。在此大背景下，分布式能源也在飛速發展。據國際分布式能源聯盟主席理察給出的解釋，只要是在電力需求當地產生的電力，不論其使用何種能源、規模大小，就屬於分布式能源範疇。
【
【發明內容】
】
[0003]為了符合業內發展趨勢，本實用新型提供了一種分布式能源網絡，包括:通過併網模式連接和運行的分布式能源發電系統、檢測控制系統、分布式儲能系統和應用系統；其中，所述的分布式能源發電系統包括至少2種類型的發電裝置，用於發電；所述的檢測控制系統，用於採集所述分布式能源網絡的運行參數，並根據所述採集的參數，選擇將分布式能源發電系統發出的電能向應用系統供電，或向分布式儲能系統儲能；所述的分布式儲能系統，用於存儲所述分布式能源發電系統發出的電能；所述的應用系統，包括至少2種類型的用電裝置，用於消耗所述分布式能源發電系統發出的電能或/和分布式儲能系統中存儲的電能；其中，所述的檢測控制系統中包括:溫度檢測裝置，用檢測溫度；電壓檢測裝置，用於檢測電壓；以及電流檢測裝置，用於檢測電流；在所述併網模式下，各所述的發電裝置產生的電能經過所述溫度檢測裝置、電壓檢測裝置和電流檢測裝置檢測後，再向應用系統供電，或向分布式儲能系統儲能。
[0004]其中，所述的分布式能源發電系統至少包括:太陽能發電裝置和風能發電裝置；所述的太陽能發電裝置，用於接收太陽能；所述的風能發電裝置，用於接收風能。
[0005]其中，所述的太陽能發電裝置包括:閉環相連的控制模塊、太陽能模塊和機械電機模塊；所述的太陽能模塊採用光伏陣列組成的太陽能電池板，用於接收太陽能；所述的機械電機模塊採用二維機械電機，用於在控制模塊的控制下，調整所述光伏陣列的接收方向。
[0006]其中，所述的風能發電裝置包括:閉環連接的風輪機、風力發電機、勵磁電機控制模塊、變流器控制模塊和機組控制模塊，以及與所述風力發電機相連的AC/DC轉換模塊；所述機組控制模塊還與風力發電機相連；所述的風輪機，用於將接收的風能轉化為機械動能並傳遞給所述風力發電機；所述的風力發電機，用於將所述風輪機輸出的機械動能轉化為電能；所述的AC/DC轉換模塊是由二極體構成的AC/DC變流器，用於將所述風力發電機發出的變頻變壓的交流電轉換為直流電；所述的勵磁電機控制模塊，用於檢測中間直流的電壓信號，並根據功率控制的要求，調節所述風力發電機的勵磁電流；機組控制模塊，用於根據檢測到的所述風輪機和風力發電機輸出的參數，產生逆變器控制信號，並進行所述風輪機的槳距控制；變流器控制模塊，用於根據所述機組控制模塊發來的逆變器控制信號，檢測輸出的電流和電網電壓信號，計算輸出功率，並產生控制信號控制線路的通斷。
[0007]本實用新型的分布式能源網絡可以用於個人家庭用電，電動汽車充電、室外照明用電等領域，可以大大的節約能量，便於很多行業的推廣普及。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0008]圖1是本實用新型實施例中分布式能源網絡的結構示意圖；
[0009]圖2是本實用新型實施例中太陽能發電裝置的結構示意圖；
[0010]圖3是本實用新型實施例中風能發電裝置的結構示意圖。
【【具體實施方式】】
[0011]經發明人研究後指出，分布式能源可以定義為靠近用戶端負荷的能源綜合利用系統。包括分布式發電和分布式儲能兩部分的綜合系統，它具有投資小、清潔環保、供電可靠、發電方式靈活等突出優勢。未來發展前景廣闊。分布式能源既包括化石燃料能源，又涵蓋了可再生能源，諸如石油、天然氣、風能、太陽能、生物質能等。可單獨為用戶提供電能也可與大電網併網供電運行，當單獨為用戶供電是可與儲能裝置構成微電網。分布式能源作為未來重要的能源來源，將在能源供應總體中佔據越來越重要的比重。分布式能源發電系統根據發電能源不同可分為內燃發電機、微型渦輪發電機、風力發電機、光伏電池發電、燃料電池、生物質能發電等。這些能源各有特點，適合不同應用範圍。以下通過實施例詳述本實用新型的分布式能源網絡。
[0012]在本實施例的分布式能源網絡的框架下，參見圖1所示，包括:通過併網模式連接和運行的分布式能源發電系統11、檢測控制系統12、分布式儲能系統13和應用系統14。
[0013]分布式能源發電系統11主要的能源核心是大型電廠111，核能發電廠112，小型清潔能源113 ;而太陽能發電裝置114、風能發電裝置115、渦輪發電機116、潮汐能發電系統117等也將作為重要的能源供應系統併入電網。這些能源各有特點，適合不同應用範圍。本實施例中以太陽能發電裝置114、風能發電裝置115為例。
[0014]太陽能發電裝置114可以安裝在很多場合，可以安裝在高層建築上、樓頂上等日照比較好的場合。參見圖2所示，太陽能發電裝置114包括:閉環相連的控制模塊1141、太陽能模塊1142和機械電機模塊1143。太陽能模塊1142可以採用光伏陣列組成的太陽能電池板，用於接收太陽能；機械電機模塊1143可以採用二維機械電機，用於在控制模塊1141的控制下，調整太陽能模塊1142的接收方向，即可以進行二維的角度調整，結合智能的統計算法，使太陽能模塊1142得到最大的電能輸出。
[0015]風能發電裝置115的結構可參見圖3所示，包括:閉環連接的風輪機1151、風力發電機1152、勵磁電機控制模塊1153、變流器控制模塊1154和機組控制模塊1155，以及與風力發電機1152相連的AC/DC轉換模塊1156 ;機組控制模塊1155還與風力發電機1152相連。其中，風輪機1151將吸收的風能轉化成機械動能傳遞給風力發電機1152，安裝在充電站的周圍風力比較好的位置，可以安裝在樓頂或地面上。風力發電機1152把風輪機1151輸出的機械動能轉變為電能。AC/DC轉換模塊1156是由二極體構成的AC/DC變流器，將風力發電機1152發出的變頻變壓的交流轉換為直流。勵磁電機控制模塊1153檢測中間直流的電壓信號，根據功率控制的要求，調節風力發電機1152的勵磁電流，從而改變風力發電機1152輸出電壓。變流器控制模塊1154接收機組控制模塊1155發來的逆變器控制信號，檢測輸出的電流和電網電壓信號，計算輸出功率，產生控制信號控制線路的通斷。機組控制模塊1155是整個複合勵磁風力發電的核心，根據檢測到的風輪機1151輸出參數、風能參數，風力發電機1152輸出參數，產生逆變器控制信號，並進行風輪機1151的槳距控制，保證風輪機1151和風力發電機1152能夠配合輸出恆定頻率的輸出電壓。
[0016]檢測控制系統12應用到的技術有:高速採樣技術，信息通信技術和數據處理技術。先利用檢測控制系統12採集電網運行相關數據，在利用電力電子技術和高速採樣技術，將採樣得到的模擬量轉換為數字量，存儲於嵌入式控制單元，再通過數據通信技術將轉換後的數字量傳輸到控制中心，控制中心通過先進的計算機技術對得到的數據進行分析、挖掘，計算出電網運行中的電流值、電壓值、頻率、相位、功率因數等，同時還可採集電網運行的外部環境參量，如溫度、溼度等，對於內燃機和渦輪發電機還可採集轉速、熱量等相關參數。再對信息進行整合處理後計算出相應電網運行狀態參量，根據電網運行狀態參量，選擇將分布式能源發電系統11發出的電能向應用系統14直接供電，或向分布式儲能系統13儲能。還可將電網運行狀態參量傳送到上位機，在上位機中通過頁面實時顯示出電網運行的電壓、電流等波形，方便運行人員直觀分析。在此基礎上發明人還考慮到，分布式能源網絡穩定運行的前提是分布式儲能系統13冗餘度調節和併網參數檢測，沒有分布式儲能系統13，則分布式能源網絡就形成了沒有約束的孤立發電體。因此，參見圖1所示，本實施例的檢測控制系統12中包括:溫度檢測裝置121，用檢測溫度；電壓檢測裝置122，用於檢測電壓；以及電流檢測裝置123，用於檢測電流。在併網模式下，各種發電方式、發電裝置產生的電能經過溫度檢測裝置121、電壓檢測裝置122和電流檢測裝置123檢測後，再將產生的電能輸送到電網，之後再向應用系統14供電，或向分布式儲能系統13儲能。
[0017]分布式儲能系統13用於存儲分布式能源發電系統11發出的電能，分布式儲能系統13包括若干儲能裝置，其中有些儲能裝置可以單獨使用，作為能源流動站。分布式儲能系統13 —般有三種方式實現用戶的用電可靠:其一、在用電低谷期將多餘電能儲存，用電高峰期時釋放，實現「消峰填谷」，保證電網電能動態穩定，具體通過檢測控制系統12來控制實現；其二、在電網發生故障或遭受自然災害時，輔助供電或者傳輸電能；其三、保證用戶在強制停電或者供電中斷的情況下的用電需求。
[0018]應用系統14包括至少2種類型的用電裝置，用於消耗分布式能源發電系統11發出的電能或/和分布式儲能系統13中存儲的電能。具體可以應用在工業用電、商業用電、家庭用電和電動汽車充電中。由於採用分布式的發電方式，用戶優先採用就近的發電設備，省去配電網擴建負擔，節約投資。
[0019]可見，本實施例的分布式能源網絡採用低碳能源，利用天然氣，太陽能，生物質能，氫能，風能，小水電等清潔或可再生資源，低碳環保。發電設備的部署比較靈活，可以安裝在居住小區附近、工業區附近，分布式儲能系統也比較靈活，安裝在各種用電場合。檢測控制系統部署在發電和充電場合，能夠實時監測。本實施例的分布式能源網絡的各個部分都採用線纜連接，根據用電量需求進行區域部署，使得發電設備緊靠負荷中心，省去配電網擴建負擔，節約投資。
[0020]綜上所述，本實用新型的分布式能源網絡，採用低碳能源，利用天然氣，太陽能，生物質能，氫能，風能，小水電等清潔或可再生資源，低碳環保。發電設備緊靠負荷中心，省去配電網擴建負擔，節約投資。運行方式靈活多樣，提高供電可靠性。分布式儲能系統是指將分布式發電過程中多餘的電能以機械能、化學能、重力勢能等形式儲存起來，當用戶需要的時候再將儲存的能量釋放。使得能源能夠充分利用。能夠對發電和用電的過程進行實時的監控，確保發電和用電的安全性和合理性。用戶在使用電量時可以根據具體應用方式的不同，採用有線充電和無線充電的方式，能夠更方便的使用電能。用戶用電時，電力公司對充電量進行統計。用戶通過網絡支付、刷卡支付和手機電子支付等多種支付方式，使得用戶可以在多種場合用電，方便快捷。
[0021]這裡本實用新型的描述和應用都只是說明性和示意性的，並非是想要將本實用新型的範圍限制在上述實施例中。這裡所披露的實施例的變形和改變是完全可能的，對於那些本領域的普通技術人員來說，實施例的替換和等效的各種部件均是公知的。本領域技術人員還應該清楚的是，在不脫離本實用新型的精神或本質特徵的情況下，本實用新型可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現，以及在不脫離本實用新型範圍和精神的情況下，可以對這裡所披露的實施例進行其它變形和改變。
【權利要求】
1.一種分布式能源網絡，其特徵在於，包括:通過併網模式連接和運行的分布式能源發電系統、檢測控制系統、分布式儲能系統和應用系統； 其中，所述的分布式能源發電系統包括至少2種類型的發電裝置，用於發電； 所述的檢測控制系統，用於採集所述分布式能源網絡的運行參數，並根據所述採集的參數，選擇將分布式能源發電系統發出的電能向應用系統供電，或向分布式儲能系統儲倉泛; 所述的分布式儲能系統，用於存儲所述分布式能源發電系統發出的電能； 所述的應用系統，包括至少2種類型的用電裝置，用於消耗所述分布式能源發電系統發出的電能或/和分布式儲能系統中存儲的電能； 其中，所述的檢測控制系統中包括:溫度檢測裝置，用檢測溫度；電壓檢測裝置，用於檢測電壓；以及電流檢測裝置，用於檢測電流；在所述併網模式下，各所述的發電裝置產生的電能經過所述溫度檢測裝置、電壓檢測裝置和電流檢測裝置檢測後，再向應用系統供電，或向分布式儲能系統儲能。
2.如權利要求1所述的分布式能源網絡，其特徵在於，所述的分布式能源發電系統至少包括:太陽能發電裝置和風能發電裝置； 其中，所述的太陽能發電裝置，用於接收太陽能； 所述的風能發電裝置，用於接收風能。
3.如權利要求2所述的分布式能源網絡，其特徵在於，所述的太陽能發電裝置包括:閉環相連的控制模塊、太陽能模塊和機械電機模塊； 所述的太陽能模塊採用光伏陣列組成的太陽能電池板，用於接收太陽能； 所述的機械電機模塊採用二維機械電機，用於在控制模塊的控制下，調整所述光伏陣列的接收方向。
4.如權利要求2所述的分布式能源網絡，其特徵在於，所述的風能發電裝置包括:閉環連接的風輪機、風力發電機、勵磁電機控制模塊、變流器控制模塊和機組控制模塊，以及與所述風力發電機相連的AC/DC轉換模塊；所述機組控制模塊還與風力發電機相連； 所述的風輪機，用於將接收的風能轉化為機械動能並傳遞給所述風力發電機； 所述的風力發電機，用於將所述風輪機輸出的機械動能轉化為電能； 所述的AC/DC轉換模塊是由二極體構成的AC/DC變流器，用於將所述風力發電機發出的變頻變壓的交流電轉換為直流電； 所述的勵磁電機控制模塊，用於檢測中間直流的電壓信號，並根據功率控制的要求，調節所述風力發電機的勵磁電流； 機組控制模塊，用於根據檢測到的所述風輪機和風力發電機輸出的參數，產生逆變器控制信號，並進行所述風輪機的槳距控制； 變流器控制模塊，用於根據所述機組控制模塊發來的逆變器控制信號，檢測輸出的電流和電網電壓信號，計算輸出功率，並產生控制信號控制線路的通斷。
【文檔編號】H02P9/04GK204103501SQ201420248165
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】陳業軍 申請人:陳業軍