專利名稱：一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，人類對于能源的需求量日益增加。隨著煤炭、石油等不可再生能源的消耗，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)的份額越來越大。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的成熟，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電在整個(gè)能源架構(gòu)中所占比例也越來越大。但是，建立大型光伏發(fā)電單元和風(fēng)力發(fā)電站需要大量的資金以及廣闊的場地。因此，通過建立大型的光伏和風(fēng)力發(fā)電站并不能從根本上解決人類社會(huì)所面臨的日益嚴(yán)重的能源匱乏問題。因此，未來光伏發(fā)電形式將會(huì)是建立低成本的微型發(fā)電站為主，通過網(wǎng)絡(luò)對每個(gè)微型電站進(jìn)行集中控制、管理。目前，提出的“分布式發(fā)電技術(shù)”的主要思想——在建筑物光照充足的部位架設(shè)光伏發(fā)電板或是在具有架設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的場地架設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，通過將光伏發(fā)電板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變換成符合國家標(biāo)準(zhǔn)的交流電能，并將此交流電能通過輸電電纜集中送入升壓變壓器后輸送至市電供電電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電的目的。在實(shí)施過程中具有如下缺陷1、由于需要為光伏電站架設(shè)輸電電纜，因此，增加了線路架設(shè)的成本。而光伏發(fā)電具有發(fā)電成本較高的特點(diǎn)，在增加了供電線路架設(shè)成本后，光伏發(fā)電的效益收獲期將被延遲；
2、分布式發(fā)電規(guī)模小，且為不同用戶所擁有，因此，為統(tǒng)一管理和電能的調(diào)度帶來極大的不便；3、獨(dú)立發(fā)電站產(chǎn)生的電能在送往市電電網(wǎng)的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的損耗，降低了分布式發(fā)電的所產(chǎn)生的效益。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，能夠提高風(fēng)能的利用效率，并且解決目前用電高峰期時(shí)的電荒問題。一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，其特別之處在于包括至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電單元，該風(fēng)力發(fā)電單元通過發(fā)電控制單元與低壓變電所連接，從而將電力輸送至低壓變電所；還包括至少一個(gè)光伏發(fā)電單元，該光伏發(fā)電單元由相連接的光伏發(fā)電板和逆變器組成，該逆變器通過電源智能控制器與配電箱連接，從而將電力輸送至配電箱。其中光伏發(fā)電單元架設(shè)在建筑的墻體上。其中風(fēng)力發(fā)電單元架設(shè)在小區(qū)或城市綠化帶中。其中在低壓變電所內(nèi)安裝有服務(wù)器，該服務(wù)器與風(fēng)力發(fā)電單元及其發(fā)電控制單元、光伏發(fā)電單元及其電源智能控制器通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行通信，從而存儲風(fēng)力發(fā)電單元、光伏發(fā)電單元上傳的發(fā)電信息。其中逆變器采用微型逆變器，微型逆變器通過并聯(lián)的連接方式將產(chǎn)生的交流電流送入與配電箱連接的交流母線中，其中所有微型逆變器之間通過CAN-BUS總線連接從而保證輸出電流的相位一致。其中電源智能控制器包括控制模塊，該控制模塊分別與CAN-BUS模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、市電使用記錄模塊、接觸器模塊連接。其中風(fēng)力發(fā)電單元采用額定輸出功率不超過IOKW的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。其中發(fā)電控制單元包括控制模塊，該控制模塊分別與CAN-BUS模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、逆變模塊、接觸器模塊連接。本實(shí)用新型的發(fā)電系統(tǒng)是依據(jù)“輸出電能就地使用，富裕電能上傳電網(wǎng)”的原則，節(jié)約了電纜鋪設(shè)費(fèi)用以及采購、安裝大型升壓變壓器的各項(xiàng)費(fèi)用。同時(shí)，發(fā)電系統(tǒng)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)不但可以成為城市綠化區(qū)域中的一個(gè)組成部分，實(shí)現(xiàn)美化人們生活環(huán)境的目的，而且提高了風(fēng)能的利用效率，解決目前用電高峰期時(shí)用電慌的問題。由于本實(shí)用新型的發(fā)電系統(tǒng)具有能源調(diào)度的功能，因此，本實(shí)用新型的發(fā)電系統(tǒng)也適用于“能源合同管理“的銷售模式。

附圖1為本實(shí)用新型發(fā)電系統(tǒng)的拓?fù)鋱D；附圖2為本實(shí)用新型發(fā)電系統(tǒng)的邏輯原理圖；附圖3為本實(shí)用新型發(fā)電系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，本實(shí)用新型是一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，包括至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電單元，該風(fēng)力發(fā)電單元通過發(fā)電控制單元與低壓變電所連接，從而將電力輸送至低壓變電所；還包括至少一個(gè)光伏發(fā)電單元，該光伏發(fā)電單元由相連接的光伏發(fā)電板和逆變器組成，該逆變器通過電源智能控制器與配電箱連接，從而將電力輸送至配電箱。其中光伏發(fā)電單元架設(shè)在獨(dú)立的家庭建筑或樓宇建筑的墻體上，風(fēng)力發(fā)電單元架設(shè)在小區(qū)或城市綠化帶中。在低壓變電所內(nèi)安裝有服務(wù)器，該服務(wù)器與風(fēng)力發(fā)電單元及其發(fā)電控制單元、光伏發(fā)電單元及其電源智能控制器通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行通信，從而存儲風(fēng)力發(fā)電單元、光伏發(fā)電單元上傳的發(fā)電信息。光伏發(fā)電單元的逆變器采用微型逆變器，微型逆變器通過并聯(lián)的連接方式將產(chǎn)生的交流電流送入與配電箱連接的交流母線中，其中所有微型逆變器之間通過CAN-BUS總線連接從而保證輸出電流的相位一致。而配套的電源智能控制器包括控制模塊，該控制模塊分別與CAN-BUS模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、市電使用記錄模塊、接觸器模塊連接。風(fēng)力發(fā)電單元采用額定輸出功率IOKW的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而配套的發(fā)電控制單元包括控制模塊，該控制模塊分別與CAN-BUS模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、逆變模塊、接觸器模塊連接。本實(shí)用新型的發(fā)電系統(tǒng)具體如下本實(shí)用新型涉及一種具有網(wǎng)絡(luò)通訊以及能源調(diào)度功能的分布式發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過檢測光伏發(fā)電單元產(chǎn)生的電能以及用戶實(shí)際使用的負(fù)載功率，判斷當(dāng)前負(fù)載是由光伏發(fā)電單元供電、市電供電或兩者同時(shí)供電。如果光伏發(fā)電單元產(chǎn)生的電能在使用過程中存在富裕，則系統(tǒng)將富裕的電能發(fā)送至市電電網(wǎng)中。該發(fā)電系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了分布式發(fā)電，而且節(jié)約了電纜鋪設(shè)的費(fèi)用以及采購、安裝大型升壓變壓器的各項(xiàng)費(fèi)用。[0023]發(fā)電系統(tǒng)通過在有條件的空閑區(qū)域架設(shè)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，并將產(chǎn)生的電能輸送至市電電網(wǎng)中，提聞了風(fēng)能的利用效率。本實(shí)用新型通過為整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置通訊管理級的方式，實(shí)現(xiàn)各種信息在系統(tǒng)各組成部件之間有條不紊的傳遞。本實(shí)用新型的蜂窩式發(fā)電系統(tǒng)，涉及下列名詞，現(xiàn)解釋如下蜂巢——整個(gè)分布式發(fā)電區(qū)域。蜂窩一一個(gè)低壓變電所所覆蓋的區(qū)域。蜂室-蜂窩中一個(gè)獨(dú)立的發(fā)電單元。在發(fā)電技術(shù)方面依據(jù)“輸出電能就地使用，富裕電能上傳電網(wǎng)”的原則，將“蜂室”產(chǎn)生的電能就地消化，架設(shè)在家庭建筑上的光伏發(fā)電單元產(chǎn)生的電能通過電源智能控制器送入家庭用電配電箱中，電源智能控制器實(shí)時(shí)檢測光伏發(fā)電單元當(dāng)前的發(fā)電電能以及家庭中負(fù)載實(shí)際的需求功率，通過對檢測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，以決定是否需要將市電接入家庭供電線路中或是否需要將光伏發(fā)電單元產(chǎn)生的富裕能量傳輸至電網(wǎng)中，具體操作由接觸器模塊切換不同的線路即可完成。架設(shè)在空地上的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能直接送入市電電網(wǎng)中，作為市電的一部分。家庭中的電源智能控制器通過檢測一天中光伏發(fā)電單元產(chǎn)生的電能以及家庭中用電負(fù)載一天使用的總的電能，計(jì)算出家庭中用電負(fù)載一天使用的市電的電能。發(fā)電系統(tǒng)的通信方面本系統(tǒng)為每個(gè)“蜂室”一獨(dú)立的發(fā)電單元賦予唯一的系統(tǒng)編號，便于系統(tǒng)對于“蜂室”的每日/每月/每年的發(fā)電、用電信息進(jìn)行數(shù)據(jù)存檔、管理?！胺涫摇钡拿咳?每月/每年的發(fā)電、用電信息，通過無線通訊技術(shù)或者物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)最終匯總至服務(wù)器上的終端數(shù)據(jù)庫中。為實(shí)現(xiàn)便于管理的目的，將整個(gè)需要實(shí)現(xiàn)分式發(fā)電的區(qū)域劃分成若干獨(dú)立的區(qū)域，區(qū)域間的界限以每個(gè)區(qū)域中的低壓變電所所覆蓋的范圍為標(biāo)準(zhǔn)，該獨(dú)立區(qū)域中的終端數(shù)據(jù)庫將區(qū)域中的發(fā)電單元的發(fā)電、用電、故障等信息進(jìn)行存儲、備份，最終匯總至整個(gè)區(qū)域的終端控?cái)?shù)據(jù)庫中。區(qū)域的終端數(shù)據(jù)庫管理人員每月月底可以將每個(gè)家庭當(dāng)月的發(fā)電量、所用電量信息通過手機(jī)短信方式通知每個(gè)家庭，以便每個(gè)家庭及時(shí)了解當(dāng)月的電能使用情況，并及時(shí)繳納相關(guān)電量使用費(fèi)用。本實(shí)用新型的整套發(fā)電系統(tǒng)由“蜂巢”、“蜂窩”、“蜂室”組成，有效的實(shí)現(xiàn)分級控制，同級的單元間互不干擾，實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的?！胺涫摇笔钦装l(fā)電系統(tǒng)最基本的組成單元。光伏發(fā)電單元架設(shè)在獨(dú)立的家庭建筑或樓宇建筑的墻體上，風(fēng)力發(fā)電單元以裝飾景觀形式架設(shè)在小區(qū)或城市綠化帶中?！胺涓C”由若干個(gè)“蜂室”組成。每個(gè)“蜂窩”的中心位置為低壓變電所，“蜂室”中產(chǎn)生的富裕電能都會(huì)集中至低壓變電所的低壓端，并成為市電的一部分，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電的目的。低壓變電所中的服務(wù)器上設(shè)立該“蜂窩”區(qū)域的終端數(shù)據(jù)庫，用于存儲該“蜂窩”中每個(gè)“蜂室”上傳的發(fā)電信息(包括光伏發(fā)電板/小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)當(dāng)前產(chǎn)生的電流、電壓值，微型逆變器當(dāng)前輸出的電流、電壓值，微型逆變器輸出電流的頻率，微型逆變器每日/月/年產(chǎn)生的電能，故障代碼、用戶當(dāng)前使用的市電的電能)?！胺涫摇蓖ㄟ^有線、無線網(wǎng)絡(luò)或物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與“蜂窩”之間實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。“蜂窩”對“蜂室”的發(fā)送的信息進(jìn)行處理、分析，并按照年/月/日的格式進(jìn)行歸檔并將歸檔后的信息通過物聯(lián)網(wǎng)上傳至“蜂巢”的終端數(shù)據(jù)庫中。“蜂巢”中的終端數(shù)據(jù)庫用于記錄整個(gè)區(qū)域中“蜂室”的發(fā)電、用電等信息?！胺涑病钡慕K端數(shù)據(jù)庫按照“蜂窩”的編號將每個(gè)“蜂窩”上傳的信息歸檔，并提取出每個(gè)“蜂室”當(dāng)月的發(fā)電量和當(dāng)月“蜂窩”使用市電電網(wǎng)中的電量。管理員通過整理后的信息，將相關(guān)信息通過短信的方式發(fā)送至該“蜂窩”對應(yīng)的手機(jī)號中，使該“蜂窩”的歸屬者及時(shí)了解當(dāng)月電能的使用情況。為了實(shí)現(xiàn)減少光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電輸電電網(wǎng)的建設(shè)費(fèi)用的目的，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的輸出電能采取“輸出電能就地使用，富裕電能上傳電網(wǎng)”的原則。輸出電能就地使用原則是指“蜂窩”中的“蜂室”所產(chǎn)生的電能由該“蜂室”獨(dú)立使用，在保障該“蜂室”用電負(fù)荷不變的前提下，實(shí)現(xiàn)減少該“蜂室”對于市電用量的需求。富裕電能上傳電網(wǎng)原則是指當(dāng)“蜂室”產(chǎn)生的電能超出自身攜帶的用電負(fù)荷的需求量時(shí)，多余的電能將上傳至低壓變電所的低壓側(cè)的供電電網(wǎng)中，作為市電的一部分。光伏發(fā)電單元由光伏發(fā)電板以及250W微型逆變器組成。微型逆變器通過并聯(lián)連接方式將產(chǎn)生的交流電流送入交流母線中。每個(gè)微型逆變器之間通過CAN-BUS總線通訊，實(shí)現(xiàn)保證微型逆變器輸出電流的相位一致的目的。每個(gè)“蜂室”一家庭均安裝一個(gè)電源智能控制器，該電源智能控制器可以替換供電網(wǎng)絡(luò)中的電表。電源智能控制器的組成及功能如下表[0045]
權(quán)利要求1.一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電單元，該風(fēng)力發(fā)電單元通過發(fā)電控制單元與低壓變電所連接，從而將電力輸送至低壓變電所；還包括至少一個(gè)光伏發(fā)電單元，該光伏發(fā)電單元由相連接的光伏發(fā)電板和逆變器組成，該逆變器通過電源智能控制器與配電箱連接，從而將電力輸送至配電箱。
2.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于其中光伏發(fā)電單元架設(shè)在建筑的墻體上。
3.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于其中風(fēng)力發(fā)電單元架設(shè)在小區(qū)或城市綠化帶中。
4.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于其中在低壓變電所內(nèi)安裝有服務(wù)器，該服務(wù)器與風(fēng)力發(fā)電單元及其發(fā)電控制單元、光伏發(fā)電單元及其電源智能控制器通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行通信，從而存儲風(fēng)力發(fā)電單元、光伏發(fā)電單元上傳的發(fā)電信息。
5.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于其中逆變器采用微型逆變器，微型逆變器通過并聯(lián)的連接方式將產(chǎn)生的交流電流送入與配電箱連接的交流母線中，其中所有微型逆變器之間通過CAN-BUS總線連接從而保證輸出電流的相位一致。
6.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于其中電源智能控制器包括控制模塊，該控制模塊分別與CAN-BUS模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、市電使用記錄模塊、接觸器模塊連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于其中風(fēng)力發(fā)電單元采用額定輸出功率不超過IOKW的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于其中發(fā)電控制單元包括控制模塊，該控制模塊分別與CAN-BUS模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、逆變模塊、接觸器模塊連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種蜂窩式智能集中控制的分布式多能源發(fā)電系統(tǒng)。其特點(diǎn)是包括至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電單元，該風(fēng)力發(fā)電單元通過發(fā)電控制單元與低壓變電所連接，從而將電力輸送至低壓變電所；還包括至少一個(gè)光伏發(fā)電單元，該光伏發(fā)電單元由相連接的光伏發(fā)電板和逆變器組成，該逆變器通過電源智能控制器與配電箱連接，從而將電力輸送至配電箱。本實(shí)用新型的發(fā)電系統(tǒng)是依據(jù)“輸出電能就地使用，富裕電能上傳電網(wǎng)”的原則，節(jié)約了電纜鋪設(shè)費(fèi)用以及采購、安裝大型升壓變壓器的各項(xiàng)費(fèi)用。同時(shí)，發(fā)電系統(tǒng)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)不但可以成為城市綠化區(qū)域中的一個(gè)組成部分，實(shí)現(xiàn)美化人們生活環(huán)境的目的，而且提高了風(fēng)能的利用效率，解決目前用電高峰期時(shí)用電荒的問題。
文檔編號H02J3/38GK202906490SQ20122060838
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者石曉波 申請人:寧夏銀星能源光伏發(fā)電設(shè)備制造有限公司