一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型為一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽能光伏組件、蓄電池組、整流電路、能量轉(zhuǎn)換電路、雙向DC/DC電路、風(fēng)光互補控制器、逆變器、液晶顯示器、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、無線收發(fā)器、溫度傳感器、光照度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向儀；所述的風(fēng)力發(fā)電機通過整流電路與太陽能電池組件并聯(lián)連接到風(fēng)光互補控制器輸入端；風(fēng)光互補控制器的輸出作為多系統(tǒng)工作時的直流母線；直流負(fù)載、逆變器、蓄電池組都接在直流母線上。如果多系統(tǒng)中有一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障則其余系統(tǒng)會通過直流母線來彌補使得每個系統(tǒng)都能正常工作，提高了能源利用率和系統(tǒng)工作的安全系數(shù)。
【專利說明】一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于新能源領(lǐng)域，涉及一種風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和儲能相結(jié)合的裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展和能源的短缺，高科技和新技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。新能源的發(fā)展和開發(fā)是人類發(fā)展的趨勢。
[0003]風(fēng)光互補就是風(fēng)能與太陽能的結(jié)合，事實上，風(fēng)能與太陽能的結(jié)合有著天然優(yōu)勢，可以很好的彌補太陽能和風(fēng)能提供能量間歇性和隨機性的缺陷，實現(xiàn)不間斷供電?，F(xiàn)有的風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)中光伏組件大都以串聯(lián)模式連接，光伏陣列暴露于外界，歷經(jīng)風(fēng)吹日曬四年之久，部分光伏組件由于南方高熱天氣的影響局部已出現(xiàn)變形、熱斑等現(xiàn)象，光伏發(fā)電效率下降嚴(yán)重。為了克服部分組件老化，系統(tǒng)發(fā)電效率大幅降低的情況，設(shè)計了一種新型的并聯(lián)結(jié)構(gòu)連接方式，結(jié)合蓄電池儲能組成了 一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保，結(jié)構(gòu)合理的效果。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]依據(jù)本實用新型提供的一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽能光伏組件、蓄電池組、整流電路、能量轉(zhuǎn)換電路、風(fēng)光互補控制器、逆變器、液晶顯示器、溫度傳感器、光照度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向儀、雙向DC/DC電路、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、無線收發(fā)器，所述的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的三相電通過整流電路轉(zhuǎn)換成直流電與太陽能電池組件經(jīng)過電路耦合并聯(lián)連接到控制器的輸入端；風(fēng)光互補控制器的輸出作為多系統(tǒng)工作時的直流母線；直流負(fù)載、逆變器、蓄電池組接在直流母線上；所述的光照度傳感器固定在太陽能電池組件上，通過檢測光照強度判斷太陽的位置實現(xiàn)光伏板循跡以最大程度利用光能；所述的風(fēng)速傳感器、風(fēng)向儀安裝在風(fēng)力發(fā)電機的支架上，并通過導(dǎo)線連接到無線發(fā)送模塊；所述的溫度傳感器固定在蓄電池組上，實時檢測蓄電池溫度；所述的液晶顯示器與風(fēng)光互補控制器連接實現(xiàn)系統(tǒng)不同工作模式的選擇。
[0007]本實用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案進(jìn)一步實現(xiàn):
[0008]前述的太陽能電池組件發(fā)出的直流電通過Buck降壓，風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的三相電經(jīng)過整流后通過Buck-Boost升降壓，兩個電路通過一個電感進(jìn)行耦合輸出。
[0009]前述的蓄電池通過雙向DC/DC變換器接入直流母線中，如果系統(tǒng)能量有富余則多余的能量將通過Buck降壓模式給蓄電池充電；如果系統(tǒng)能量不足則蓄電池將通過Boost升壓模式給直流母線放電。
[0010]前述的通過5路互相隔離的電壓檢測電路檢測太陽能電池組件電壓、風(fēng)力發(fā)電機整流后的電壓、直流母線電壓、負(fù)載端電壓和蓄電池兩端電壓；通過5路高精度電流檢測電路檢測太陽能電池組件電流、風(fēng)力發(fā)電機整流后的電流、直流母線電流、負(fù)載端電流、蓄電池電流。
[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的有點和有益效果。
[0012]本實用新型將風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電以及儲能結(jié)合起來，當(dāng)多系統(tǒng)工作時，可以實現(xiàn)系統(tǒng)間互聯(lián)，大大提高了能源利用率，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加合理、有效。
[0013]本實用新型的【具體實施方式】由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的單系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是本實用新型的多系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0016]圖3是本實用新型的DC/DC變換器的電路結(jié)構(gòu)。
[0017]圖4是本實用新型的雙向DC/DC變換器的電路結(jié)構(gòu)。
[0018]圖5是本實用新型的風(fēng)光互補控制器的電路結(jié)構(gòu)。
[0019]圖6是本實用新型的系統(tǒng)控制流程圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提供的【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0021]如圖1、2、3、4、5、6所示，一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽能光伏組件、蓄電池組、整流電路、能量轉(zhuǎn)換電路、風(fēng)光互補控制器、逆變器、液晶顯示器、溫度傳感器、光照度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向儀、雙向DC/DC電路、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、無線收發(fā)器。
[0022]如圖1所示，太陽能光伏組件串聯(lián)一個二極管構(gòu)成光伏發(fā)電支路，風(fēng)力發(fā)電機連接一個整流橋構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電支路。光伏發(fā)電支路通過Buck降壓、風(fēng)力發(fā)電支路通過Buck-Boost升降壓，通過一個電感進(jìn)行耦合輸出。液晶顯示器連接到風(fēng)光互補控制器上進(jìn)行系統(tǒng)不同工作模式的選擇。無線收發(fā)器安裝在風(fēng)光互補控制器中實現(xiàn)發(fā)電現(xiàn)場和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心之間的通信。雙向DC/DC變換器接在直流母線端實現(xiàn)蓄電池的充放電管理。光照度傳感器固定在太陽能電池組件上，通過檢測光照強度判斷太陽的位置實現(xiàn)光伏板循跡以最大程度利用光能，風(fēng)速傳感器、風(fēng)向儀安裝在風(fēng)力發(fā)電機的支架上，并通過導(dǎo)線連接到無線發(fā)送模塊
[0023]如圖2所示，多系統(tǒng)工作時，如果其中一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，其余的系統(tǒng)會及時通過直流母線給故障系統(tǒng)的負(fù)載供電，以保證所有系統(tǒng)負(fù)載都能正常工作。同樣，如果其中一個系統(tǒng)中的蓄電池嚴(yán)重虧電，其余系統(tǒng)中的多余能量會通過直流母線優(yōu)先給嚴(yán)重虧電的蓄電池充電以提高每個系統(tǒng)的蓄電池使用壽命。
[0024]如圖3所示，光伏發(fā)電支路的Buck電路和風(fēng)力發(fā)電支路的Boost電路都是通過一個電感連接，通過單獨的PWM來控制風(fēng)光互補控制器的輸入源和能量轉(zhuǎn)換情況。
[0025]如圖4所示，雙向DC/DC變換器電路可以實現(xiàn)電流的雙向流動即多余能量可以通過雙向DC/DC中的Buck電路給蓄電池充電，蓄電池也可以通過雙向DC/DC中的Boost電路給直流母線供電。
[0026]如圖5所示，風(fēng)光互補控制器包含5路相互隔離的電壓檢測電路、4路高精度電流檢測電路、蓄電池過充過放電路、無線收發(fā)電路、液晶顯示器。[0027]如圖6所示，先進(jìn)入系統(tǒng)初始化，通過電壓、電流檢測，計算出風(fēng)力發(fā)電功率Pwind、太陽能發(fā)電功率Psolar、母線功率Pm、負(fù)載功率Pload并進(jìn)行比較:
[0028]Pwind+Psolar>Pload:剩余能量以Buck降壓模式給蓄電池充電；
[0029]Pwind+PsoIar=Pload:蓄電池不充電也不放電；
[0030]Pwind+Psolar〈Pload且蓄電池電量足:系統(tǒng)能量不足,蓄電池以Boost升壓模式給負(fù)載供電；
[0031]Pwind+Psolar〈Pload且蓄電池電量不足:系統(tǒng)能量不足,蓄電池電量也不足,關(guān)閉負(fù)載。
【權(quán)利要求】
1.一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽能光伏組件、蓄電池組、整流電路、能量轉(zhuǎn)換電路、風(fēng)光互補控制器、逆變器、液晶顯示器、溫度傳感器、光照度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向儀、雙向DC/DC電路、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、無線收發(fā)器，其特征在于:所述的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的三相電通過整流電路轉(zhuǎn)換成直流電與太陽能電池組件經(jīng)過電路耦合并聯(lián)連接到控制器的輸入端；風(fēng)光互補控制器的輸出作為多系統(tǒng)工作時的直流母線；直流負(fù)載、逆變器、蓄電池組接在直流母線上；所述的光照度傳感器固定在太陽能電池組件上，通過檢測光照強度判斷太陽的位置實現(xiàn)光伏板循跡以最大程度利用光能；所述的風(fēng)速傳感器、風(fēng)向儀安裝在風(fēng)力發(fā)電機的支架上，并通過導(dǎo)線連接到無線發(fā)送模塊；所述的溫度傳感器固定在蓄電池組上，實時檢測蓄電池溫度；所述的液晶顯示器與風(fēng)光互補控制器連接實現(xiàn)系統(tǒng)不同工作模式的選擇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的太陽能電池組件發(fā)出的直流電通過Buck降壓，風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的三相電經(jīng)過整流后通過Buck-Boost升降壓，兩個電路通過一個電感進(jìn)行耦合輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的蓄電池通過雙向DC/DC變換器接入直流母線中，如果系統(tǒng)能量有富余則多余的能量將通過Buck降壓模式給蓄電池充電；如果系統(tǒng)能量不足則蓄電池將通過Boost升壓模式給直流母線放電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:通過5路互相隔離的電壓檢測電路檢測太陽能電池組件電壓、風(fēng)力發(fā)電機整流后的電壓、直流母線電壓、負(fù)載端電壓和蓄電池兩端電壓；通過5路高精度電流檢測電路檢測太陽能電池組件電流、風(fēng)力發(fā)電機整流后的電流、直流母線電流、負(fù)載端電流、蓄電池電流。
【文檔編號】H02S10/20GK203617954SQ201320722836
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】梁濤, 朱恒飛, 岳大為, 李練兵, 喻杰, 袁正彬, 苑倩 申請人:天津世冠自動化科技有限公司, 河北工業(yè)大學(xué)