專利名稱：一種利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)，屬于可再生能源發(fā)電領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的供電方式是由集中式大型發(fā)電廠發(fā)出的電能，經(jīng)過電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離多級 變送為用戶供電，然而常規(guī)電網(wǎng)難以覆蓋或者有特殊需要的地區(qū)和用戶則對獨立供電系統(tǒng) 的需求越來越大。獨立供電系統(tǒng)電能產(chǎn)生可采用不同的方法，例如潮汐發(fā)電，太陽能電池， 風(fēng)力發(fā)電，柴油發(fā)電機等。由于潮汐能發(fā)電受到用戶地理條件的限制(必須在海邊地區(qū))且 技術(shù)復(fù)雜，而柴油發(fā)電機仍然消耗傳統(tǒng)能源而且會污染環(huán)境，風(fēng)力發(fā)電具有空間分布不均 勻的缺點，太陽能發(fā)電則有時間分布不均勻的特點，因此采用任何一種方法發(fā)電都有局限 性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服采用單一能源發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)的不足，本發(fā)明提供了一種利用多種 能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)。該發(fā)電系統(tǒng)在充分考慮當(dāng)?shù)仫L(fēng)能、太陽能資源分布情況下， 結(jié)合用戶需求，設(shè)計一套利用多種能源互補發(fā)電系統(tǒng)，最大限度的提高發(fā)電系統(tǒng)效率，降低 成本。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)，其特征在于風(fēng)力發(fā)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(nèi)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(jìn)電機相連，控制器與柴油發(fā)電機的開關(guān)相連，控制 器還通過逆變電路與用戶負(fù)載連接，柴油發(fā)電機直接與用戶負(fù)載相連?？刂破鲀?nèi)還包括溫度檢測保護電路和系統(tǒng)電壓檢測保護電路，溫度檢測保護電路 和系統(tǒng)電壓檢測保護電路分別與系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)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?？刂破鬟€連接卸荷電阻。本發(fā)明的有益效果是充分利用可再生能源發(fā)電，合理利用自然資源，保護環(huán)境； 利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)可以解決邊遠(yuǎn)地區(qū)用電，為漁船、游牧民和邊防哨 所等提供可靠用電；采用最大光電能量轉(zhuǎn)換率的方案，提高光伏電池板利用效率，并配備柴 油發(fā)電機，提高供電系統(tǒng)的可靠性，改善系統(tǒng)的經(jīng)濟和社會效益。


圖1為利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
3下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行具體說明
圖1為利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，風(fēng)力發(fā)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(fēng)力發(fā)電機通過三相整流 電路整流后與光伏電池板發(fā)出的電能一起送入控制器中；控制器內(nèi)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(tǒng)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(jìn)電機相連，溫度檢測保護電路和系統(tǒng)電壓檢測保護電路分別與系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)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(tǒng)電壓 檢測保護電路可以實時檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)多種工作狀態(tài)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(jìn)行分析，實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)的作用，當(dāng) 系統(tǒng)出現(xiàn)問題時能及時作出響應(yīng)，避免更大的損失。控制器與柴油發(fā)電機的開關(guān)連接，用來 啟動和關(guān)閉柴油發(fā)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(fù)載使用?？刂破髋c卸荷電阻相連。柴油發(fā)電機也與用戶負(fù)載相連，可直接供給 用戶負(fù)載。光伏電池板和風(fēng)力發(fā)電機為可再生能源采集裝置，可以分別將風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)化 為電能。蓄電池可以采用鉛酸蓄電池或者鋰電池，用于儲存發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出電能中尚未被 用戶使用的多余電能。卸荷電阻為功率電阻，根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)最大發(fā)電高功率值選取功率電 阻。柴油發(fā)電機通過燃燒柴油產(chǎn)生電能，當(dāng)可再生能源無法產(chǎn)生電能并且蓄電池中的電量 耗盡的時候，可啟動柴油發(fā)電機直接對用戶供電，從而保證用戶供電的可靠性。由于柴油發(fā) 電機只在極端條件下使用，所以柴油發(fā)電機所產(chǎn)生的環(huán)境污染程度是很小的，可以忽略。另 外，由于系統(tǒng)中柴油發(fā)電機作為應(yīng)急電源的存在，使得該系統(tǒng)對用戶供電的可靠性大大提 尚O三相整流電路將風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的三相交流電整流成直流電，與太陽能光伏電池 發(fā)出的直流電一起送入控制器中的整流濾波電路進(jìn)行電流調(diào)制。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(zhuǎn)變成交流電供用戶負(fù)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(chǎn)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。由于風(fēng)能和太陽能的時空分布不均勻，在系統(tǒng)使用過程中存在有一種可再生能源 無法被正常利用發(fā)電的情況，此時控制器能夠檢測到系統(tǒng)中無法發(fā)電的供電設(shè)備，并通過 控制電路將該設(shè)備與系統(tǒng)隔離，系統(tǒng)利用另外一種可再生能源發(fā)電。當(dāng)只利用一種可再生 能源發(fā)電或者太陽能和風(fēng)能都無法被利用正常發(fā)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(zhuǎn)換成交流電供給用戶負(fù)載使用，若蓄電池 中的電能也釋放完后，則控制器啟動柴油發(fā)電機直接對用戶供電，從而保證用戶供電的可 靠性?？刂破髦械墓夥姵匕遄詣痈櫩刂齐娐房梢酝ㄟ^感光元件檢測太陽高度角信息， 并根據(jù)太陽高度角通過控制光伏電池板支架上的步進(jìn)電機調(diào)整光伏電池板的角度，保證光 伏電池板的光電能量轉(zhuǎn)換率為最大值，提高系統(tǒng)的效率。
權(quán)利要求
一種利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)，其特征在于風(fēng)力發(fā)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(nèi)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(jìn)電機相連，控制器與柴油發(fā)電機的開關(guān)連接，控制器還通過逆變電路與用戶負(fù)載連接，柴油發(fā)電機直接與用戶負(fù)載相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)，其特征在于控 制器內(nèi)還包括溫度檢測保護電路和系統(tǒng)電壓檢測保護電路，溫度檢測保護電路和系統(tǒng)電壓 檢測保護電路分別與系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)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(jù)權(quán)利要求1所述一種利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)，其特征在于蓄 電池為鉛酸蓄電池或者鋰電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)，其特征在于控 制器還連接卸荷電阻。
全文摘要
一種利用多種能源互補發(fā)電的獨立供電系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)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(nèi)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(jìn)電機相連，控制器與柴油發(fā)電機的開關(guān)連接，控制器還通過逆變電路與用戶負(fù)載連接，柴油發(fā)電機直接與用戶負(fù)載相連。本發(fā)明在充分考慮當(dāng)?shù)仫L(fēng)能、太陽能資源分布情況下，結(jié)合用戶需求，設(shè)計一套利用多種能源互補發(fā)電系統(tǒng)，最大限度的提高發(fā)電系統(tǒng)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(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者劉光偉, 張鳳閣, 王育欣 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)