一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造的製作方法

2023-10-07 21:50:44

專利名稱：一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於新能源電力領域，具體涉及一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造。
背景技術：
當前，全球各國政府都重視並大力發展新能源電力，其戰略意義眾所周知的，光伏電力發展是新能源電力的重要組成部分。光伏電力的優點就是光伏無處不在，取之不盡用之不竭，清潔環保；光伏電力的缺點是不穩定性和間歇性，直接為負載供電時，通常不能滿足負載穩定用電的需求，而且其能量密度低、分布範圍廣，集中供電投資大，發電供電效率低。因此要發展新能源光伏電力，就必須解決發電供電的穩定性和分布式發電供電的 技術與方式、即發即用的發電供電系統。對此，全球專家在多年研究實踐的基礎上，對新能源電力發電供電方式指出了技術方向與目標，即發電與負載結合共同組成系統；光伏電力直供負載，即發即用；減少儲電和放電的電量與環節；就近消納和共享，減少電力輸送與轉換的環節；利用電力電子技術進行自動化調控，優化用電結構和方式，節省用電成本。目前，現有技術比較好的方案是基於雙向逆變器的新能源光伏電力發電供電系統，其系統構造及電力路徑示意圖如圖I所示。該系統及構造的技術特點是光伏電力逆變成交流電接入雙向逆變器並通過雙向逆變器中的交流調配模塊為負載供電，由於光伏電力不穩定，不能滿足一般負載需要穩定供電的要求，為此，該技術將蓄電池儲存的電力逆變成交流電，同時通過交流調配模塊與光伏電力的交流電進行調配形成穩定的電力為負載供電，克服了常規技術系統先蓄電再供電的發電供電技術方式帶來的缺陷，從而實現了光伏電力直接為負載供電的方式，提高了效率。不過，現有技術方案缺點也十分明顯，即:現有技術的系統構造及功能原理示意框圖如圖2所示，在利用光伏供電時，還需增配併網逆變器或增配光伏控制器及外部直流並接控制裝置，增加了大量投資。並且，增配併網逆變器將光伏電力是逆變成交流電，是傳統併網逆變器技術方式；缺點是沒有交流電源輸入時，光伏發電系統不能饋電供電，即便陽光充足，組件板發電，系統也不能饋電供電給負載，不能由雙向逆變器組成的光伏發電供電系統離網獨立使用。現有技術方案採用單一蓄電池組連接，受光伏電力不穩定性和用戶負載用電的不確定性影響，充放電交替頻繁，不受系統控制，不能完成應有的合理充放電過程，嚴重影響蓄電池壽命。而且，蓄電池的電力是穩定光伏電力供電的主要方式之一，其電力來源最好是光伏餘電儲存而得，然而現有技術雖然是光伏通過雙向逆變器中的AC/DC模塊將逆變為交流的光伏電力再轉回直流電力進行蓄電，由於光伏先轉換為交流，在為蓄電池充電蓄電時，還得再轉換為直流，這樣兩次轉換不僅增加了併網逆變器設備投資成本，也增加了 10%以上的光伏電力損耗。因為，現有技術及方案是工作在交流方式下，只能是錦上添花，並不能雪中送炭，即電網(或交流電源有能力電供電時)，其外接光伏併網發電裝置開始供電；在電網或交流電源停電時(這時，可能是用戶更需要電的時候)，此時光伏發電即使可以發電，也因原交流電源的停電而拒絕供電，並白白浪費了所發光伏電力。再有，如果是電網作為交流電源，需要擁有電網的電力部門認可才能併網，不能用戶自行併網，並且電網本身會因技術與電力系統能力所限，對併網有嚴格的要求和限制，將大大制約現有技術系統的用戶使用。針對現有技術的缺陷並充分結合光伏電力與不穩定的新能源電力以及蓄電供電的特性，本實用新型提出了一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造的一種新能源電力技術方案。發明內容為了克服現有技術存在的缺陷與不足，實現更簡潔，降低投資成本；更高效，減少電力損耗；更安全、更環保的高性價比新能源電力系統，本實用新型提出了一種基於多電力 智能調配器的新能源發電供電系統及構造。本實用新型提出的一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造，其系統由不可控直流電源端、光伏組件陣列、可控直流電源端、多組蓄電池組、交流電源端、發電機、電網、交流負載端以及多電力智能調配器組成，其系統特徵是光伏組件陣列直接連接多電力智能調配器的不可控直流電源端；多組蓄電池組按組分別按組接入多電力智能調配器的可控直流電源端；發電機及電網連接在多電力智能調配器的交流電源端；多電力智能調配器的交流負載端連接用戶負載。本實用新型所述一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造，其多電力智能調配器的特徵是由直流調配模塊、充放電控制模塊、DC/AC模塊、AC/DC模塊、孤島檢測模塊、交流功率調控模塊、內置直流母線及內置交流母線組成；並且，直流調配模塊分別與充放電控制模塊、AC/DC模塊、以及不可控直流電源端和可控直流電源端通過直流調配模塊連接內置直流母線；內置直流母線與DC/AC模塊相連；DC/AC模塊、內置交流母線及孤島檢測模塊與交流功率調控模塊相連；內置交流母線和孤島檢測模塊與交流電源端相連。本實用新型所述一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造，其系統構造特徵是構成多路電力路徑，包括由光伏組件陣列、不可控直流電源端、直流調配模塊、內置直流母線、DC/AC模塊、交流功率調控模塊及交流負載端構成光伏發電直供負載的供電電力路徑；由多組蓄電池組、可控直流電源端、充放電控制模塊、直流調配模塊、內置直流母線、DC/AC模塊、交流功率調控模塊及交流負載端構成補電供電電力路徑；由光伏組件陣列、不可控直流電源端、直流調配模塊、內置直流母線、充放電控制模塊、可控直流電源端及多組蓄電池組構成光伏電力充電蓄電電力路徑；由發電機及電網經交流電源端、內置交流母線、交流功率調控模塊、和AC/DC模塊、直流調配模塊、內置直流母線、充放電控制模塊、可控直流電源端及多組蓄電池組構成調峰蓄電及後備補電電力路徑；由發電機及電網經交流電源端、內置交流母線、交流功率調控模塊及交流負載端構成調峰及後備交流供電電力路徑；由光伏組件陣列、不可控直流電源端、直流調配模塊、內置直流母線、DC/AC模塊、交流功率調控模塊、孤島檢測模塊、交流電源端及電網構成光伏餘電向電網饋電的電力路徑。本實用新型採用智能調配器和獨特的系統及構造，使光伏組件陣列直接與智能調配器連接，節省了外接的併網逆變器設備和光伏控制器及外部直流並接控制裝置，減少了大量投資，簡化了系統設計和系統集成與安裝的工程量。同時，由於採用了多組蓄電池系統構造，可以使光伏電力的供電和蓄電並行工作，避免了光伏電力的浪費。本實用新型的系統及構造通過設置交流母線及交流調配模塊的同時還設置了直流母線及直流調配模塊，使系統構成了可控的多電力路徑，使系統更好地實現了發電與負載結合共同組成系統；光伏電力直供負載，即發即用；減少儲電和放電的電量與環節；就近消納和共享，減少電力輸送與轉換的環節；利用電力 電子技術進行自動化調控，優化用電結構和方式，節省用電成本。


圖I是現有技術的系統構造及電力路徑示意圖。圖2是現有技術的系統構造及功能原理示意框圖。圖3是本實用新型的系統構造及電力路徑示意圖。圖4是本實用新型的系統構造及功能原理示意框圖。
具體實施方式
作為實施例子，結合附圖對一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造給予說明，但是，本實用新型的技術與方案不限於本實施例子給出的內容。圖3給出了基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造的系統構造及電力路徑示意圖，圖4給出了基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造的系統構造及功能原理示意框圖。如圖所示，一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造，其系統由不可控直流電源端(9)、光伏組件陣列(10)、可控直流電源端(11)、多組蓄電池組(12)、交流電源端(13)、發電機(14)、電網(15)、交流負載端(16)以及多電力智能調配器(I)組成，其系統特徵是光伏組件陣列(10)直接連接多電力智能調配器⑴的不可控直流電源端(9);多組蓄電池組(12)按組分別按組接入多電力智能調配器(I)的可控直流電源端(11);發電機(14)及電網(15)連接在多電力智能調配器(I)的交流電源端(13);多電力智能調配器
(I)的交流負載端(16)連接用戶負載。本實用新型所述一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造，其多電力智能調配器⑴的特徵是由直流調配模塊(101)、充放電控制模塊(102)、DC/AC模塊(103)、AC/DC模塊(104)、孤島檢測模塊(105)、交流功率調控模塊(106)、內置直流母線(107)及內置交流母線(108)組成；並且，直流調配模塊(101)分別與充放電控制模塊(102)、AC/DC模塊(104)、以及不可控直流電源端(9)和可控直流電源端(11)分別通過直流調配模塊(101)連接內置直流母線(107);內置直流母線(107)與DC/AC模塊(103)相連；DC/AC模塊(103)、內置交流母線(108)及孤島檢測模塊(105)分別與交流功率調控模塊(106)相連；內置交流母線(108)和孤島檢測模塊(105)還與交流電源端(13)相連。本實用新型所述一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造，其系統構造特徵是構成多路電力路徑，包括由光伏組件陣列(10)、不可控直流電源端(9)、直流調配模塊(101)、內置直流母線(107)、DC/AC模塊(103)、交流功率調控模塊(106)及交流負載端(16)構成光伏發電直供負載的供電電力路徑；由多組蓄電池組(12)、可控直流電源端(11)、充放電控制模塊(102)、直流調配模塊(101)、內置直流母線(107)、DC/AC模塊(103)、交流功率調控模塊(106)及交流負載端(16)構成補電供電電力路徑；由光伏組件陣列(10)、不可控直流電源端(9)、直流調配模塊(101)、內置直流母線(107)、充放電控制模塊(102)、可控直流電源端(11)及多組蓄電池組(12)構成光伏電力充電蓄電電力路徑；由發電機(14)及電網(15)經交流電源端(13)、內置交流母線(108)、交流功率調控模塊(106)、和AC/DC模塊(104)、直流調配模塊(101)、內置直流母線(107)、充放電控制模塊(102)、可控直流電源端(11)及多組蓄電池組(12)構成調峰蓄電及後備補電電力路徑；由發電機(14)及電網(15)經交流電源端(13)、內置交流母線(108)、交流功率調控模塊(106)及交流負載端(16)構成調峰及後備交流供電電力路徑；由光伏組件陣列(10)、不可控直流電源端(9)、直流調配模塊(101)、內置直流及交流負載端(16)構成調峰及後備交流供電電力路徑；由光伏組件陣列(10)、不可控直流電源端(9)、直流調配模塊(101)、內置直流母線(107)、DC/AC模塊(103)、交流功率調控模塊(106)、孤島檢測模塊(105)、交流電源端(13)及電網(15)構成光伏餘電向電網饋電的電力路徑。如上所述，本實用新型通過一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及 構造，使光伏組件陣列直接與智能調配器連接，相對於現有技術方案節省了外接的併網逆變器設備和光伏控制器及外部直流並接控制裝置，減少了大量投資，簡化了系統設計和系統集成與安裝的工程量。本實用新型由於採用了多組蓄電池系統構造，在離網環境中，可以使光伏電力的供電和蓄電並行工作；在併網環境中，可以使光伏電力的供電和向電網饋電並行工作，避免了光伏電力的浪費，最大程度優化和提高了光伏電力的利用率。本實用新型的系統及構造通過設置交流母線及交流調配模塊的同時還設置了直流母線及直流調配模塊，使系統構成了可控的多電力路徑，使系統更好地實現了發電與負載結合共同組成系統；光伏電力直供負載，即發即用；減少儲電和放電的電量與環節；就近消納和共享，減少電力輸送與轉換的環節；利用電力電子技術進行自動化調控，優化用電結構和方式，節省用電成本。
權利要求1.一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造，其系統由不可控直流電源端(9)、光伏組件陣列(10)、可控直流電源端(11)、多組蓄電池組(12)、交流電源端(13)、發電機(14)、電網(15)、交流負載端(16)以及多電力智能調配器⑴組成，其系統特徵是 光伏組件陣列(10)直接連接多電力智能調配器⑴的不可控直流電源端(9);多組蓄電池組(12)按組分別按組接入多電力智能調配器(I)的可控直流電源端(11);發電機(14)及電網(15)連接在多電力智能調配器(I)的交流電源端(13);多電力智能調配器(I)的交流負載端(16)連接用戶負載。
2.根據權利要求I所述一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造，其多電力智能調配器(I)的特徵是由直流調配模塊(101)、充放電控制模塊(102)、DC/AC模塊(103)、AC/DC模塊(104)、孤島檢測模塊(105)、交流功率調控模塊(106)、內置直流母線(107)及內置交流母線(108)組成；並且，直流調配模塊(101)分別與充放電控制模塊(102)、AC/DC模塊(104)、以及不可控直流電源端(9)和可控直流電源端(11)通過直流調 配模塊(101)連接內置直流母線(107);內置直流母線(107)與DC/AC模塊(103)相連；DC/AC模塊(103)、內置交流母線(108)及孤島檢測模塊(105)與交流功率調控模塊(106)相 連；內置交流母線(108)和孤島檢測模塊(105)與交流電源端(13)相連。
3.根據權利要求I所述一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統及構造，其系統構造特徵是構成多路電力路徑，包括由光伏組件陣列(10)、不可控直流電源端(9)、直流調配模塊(101)、內置直流母線(107)、DC/AC模塊(103)、交流功率調控模塊(106)及交流負載端(16)構成光伏發電直供負載的供電電力路徑；由多組蓄電池組(12)、可控直流電源端(11)、充放電控制模塊(102)、直流調配模塊(101)、內置直流母線(107)、DC/AC模塊(103)、交流功率調控模塊(106)及交流負載端(16)構成補電供電電力路徑；由光伏組件陣列(10)、不可控直流電源端(9)、直流調配模塊(101)、內置直流母線(107)、充放電控制模塊(102)、可控直流電源端(11)及多組蓄電池組(12)構成光伏電力充電蓄電電力路徑；由發電機(14)及電網(15)經交流電源端(13)、內置交流母線(108)、交流功率調控模塊(106)、和AC/DC模塊(104)、直流調配模塊(101)、內置直流母線(107)、充放電控制模塊(102)、可控直流電源端(11)及多組蓄電池組(12)構成調峰蓄電及後備補電電力路徑；由發電機(14)及電網(15)經交流電源端(13)、內置交流母線(108)、交流功率調控模塊(106)及交流負載端(16)構成調峰及後備交流供電電力路徑；由光伏組件陣列(10)、不可控直流電源端(9)、直流調配模塊(101)、內置直流母線(107)、DC/AC模塊(103)、交流功率調控模塊(106)、孤島檢測模塊(105)、交流電源端(13)及電網(15)構成光伏餘電向電網饋電的電力路徑。
專利摘要本實用新型屬於新能源電力領域，具體涉及一種基於多電力智能調配器的新能源發電供電系統的構造。通過使光伏組件陣列直接與智能調配器連接的構造，相對於現有技術方案節省了外接的併網逆變器設備和光伏控制器及外部直流並接控制裝置，減少了大量投資，簡化了系統設計和系統集成與安裝的工程量。由於採用了多組蓄電池系統構造，在離網環境中，可以使光伏電力的供電和蓄電並行工作；在併網環境中，可以使光伏電力的供電和向電網饋電並行工作，避免了光伏電力的浪費，最大程度優化和提高了光伏電力的利用率。通過設置交流母線及交流調配模塊的同時還設置了直流母線及直流調配模塊，使系統構成了可控的多電力路徑，使系統更好地實現了發電與負載結合共同組成系統；光伏電力直供負載，即發即用；減少儲電和放電的電量與環節；就近消納和共享，減少電力輸送與轉換的環節；利用電力電子技術進行自動化調控，優化用電結構和方式，節省用電成本。
文檔編號H02J3/38GK202651809SQ201220211950
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月14日 優先權日2012年5月14日
發明者周錫衛 申請人:周錫衛