方位控制装置、光伏发电设备、微电网系统及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种方位控制装置、光伏发电设备、微电网系统及控制方法。微电网系统，包括：光伏发电设备，用于将接收的光能转换为电能，电能对负载进行供电或者被接入市电网；其中，光伏发电设备的光伏阵列的光接收面能够根据计算的太阳的轨迹而追踪太阳的方向，以接收尽可能多的光照；储能系统，用于对光伏发电设备所产生的电能进行存储和调控；集中控制器，监测微电网系统中各设备的运行状况，根据监测结果控制各设备的运行；以及网关装置，根据集中控制器的指示，将微电网接入市电网或从市电网断开。本发明专利技术的微电网系统提高了发电效率及智能化程度。

【技术实现步骤摘要】
方位控制装置、光伏发电设备、微电网系统及控制方法
本专利技术涉及微电网领域，具体而言，涉及一种方位控制装置、光伏发电设备、微电网系统及控制方法。
技术介绍
能源是人类社会生存和发展的物质基础。以煤炭、石油、天然气等化石燃料为基础的常规能源的大规模开采和使用，已使全球资源日益枯竭、环境不断恶化。随着各国经济持续健康发展和人民生活水平不断提高，社会对于能源的需求也不断增加，这是导致人类社会能源安全、环境污染、生态恶化的根本原因之一。分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式。分布式能源系统建在用户附近，大大减少线损，减少大型管网和输配电的建设和运行的费用。但分布式能源具有间歇性、波动性、孤岛保护等特点，分布式能源电能质量差，分布式能源设备利用率没有被充分发掘。为应对分布式能源具有间歇性、波动性特点，为了保障用户在夜间的基本用电需求，可将分布式能源系统与储能系统配套建设。随着智能电网技术的发展，智能微电网的概念及技术应运而生。作为智能电网的一个有机组成部分，智能微电网的发展是大电网的有力补充和有效支持，其核心功能是接纳清洁能源，增强电网综合服务能力，推动主动式配电网的发展，实现能源优化配置，提高用电效率，促进节能减排，保证用户用电的可靠、低碳和经济性。智能微电网将分布式发电与强大的电网结合了起来，按照常规的做法，分布式发电必须配备孤岛保护，在大电网停电时自动与主网断开。而智能微电网可以在与大电网脱离后独立运行，由分布式发电维持区域内所有或部分重要负荷的供电，能够发挥出分布式发电在提高供电可靠性方面的作用。光伏-储能微电网建设项目研究智能微电网运行控制等智能电网关键技术，开展光伏发电和储能装置等新能源并网关键技术的研究和应用。通过对可再生能源、分布式并网系统和蓄电池充放电技术的研究，可以掌握分布式电源中发电系统的运行技术、监控技术、并网技术和互动性技术等。这将为国家推广节能减排和发展清洁能源提供有价值的经验和参考，为国家建设统一的坚强智能电网做出突出贡献，为开展微电网及可再生能源、光伏并网关键技术应用、智能电网新技术、智能家居工程应用、蓄电池充电原理等研究提供一个示范基地。目前的微电网及可再生能源还存在诸多缺陷，例如光伏发电的效率还有待进一步提高，微电网的运行控制的智能化、稳定性、故障恢复能力等还有待进一步完善。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了方位控制装置、光伏发电设备、微电网系统及控制方法，以至少解决现有技术中，动画特效表现方式影响游戏效果或者游戏包体积大占用过多资源、开发成本高的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种方位控制装置，包括：承载机构，用于承载光能接收装置；控制单元，用于计算太阳的轨迹，并根据所计算的太阳的轨迹控制传动机构的动作；传动机构，与承载机构机械连接，用于在控制单元的控制下调整承载机构的方位，以使承载机构所承载的光能接收装置的光接收面朝向太阳。进一步地，承载机构在传动机构的驱动下能够实现两个自由度旋转。进一步地，两个自由度的旋转角度为0°至360°。进一步地，传动机构包括：支撑立柱；第一轴，其轴线与支撑立柱垂直，位于支撑立柱上；第二轴，其轴线垂直于第一轴的轴线，并与第一轴连接，第二轴的两端安装有轴承，第二轴相对于支撑立柱有一个旋转自由度，并且第二轴的两端与位于第二轴上方的承载机构连接。进一步地，第一轴两端安装有轴承，第二轴与第一轴之间为固定连接；或者第一轴两端与支撑立柱固定连接，第二轴与第一轴之间为活动连接，从而能够围绕第一轴转动。进一步地，传动机构包括：第一滑轮；第二滑轮；第一电机，用于驱动第一滑轮；第二电机，用于驱动第二滑轮；第一组绳索，各自的一端固定于承载机构的第一预定位置，与第一滑轮配合，用于拉动承载机构实现第一自由度的运动；以及第二组绳索，各自的一端固定于承载机构的第二预定位置，与第二滑轮配合，用于拉动承载机构实现第二自由度的运动。进一步地，在第一组绳索中的至少一根绳索和/或第二组绳索中的至少一根绳索的预定部位连接有弹簧，以对绳索施加侧向张紧力。进一步地，控制单元中配置有计算太阳轨迹的万年历程序，通过设定光能接收装置所在位置的经纬度、日期、时间，控制单元以预定的时间周期计算太阳的轨迹。进一步地，方位控制装置还包括：角度传感器，用于感测光接收面的法线与太阳方位角之间的差异，将差异反馈给控制单元，以便控制单元对承载机构的方位进行校正。进一步地，控制单元能够通过网络实时与外界通信，并根据相应的控制而进入正常工作模式或安全模式。根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种光伏发电设备，其包括上述的方位控制装置；以及光伏阵列，固定于方位控制装置的承载机构上。根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种装置的方位控制方法，包括：计算太阳的轨迹，根据所计算的太阳的轨迹，向装置的传动机构发出控制指示；传动机构根据控制指示，调整装置中用于承载光能接收装置的承载机构的方位，以使光能接收装置的光接收面朝向太阳。进一步地，承载机构能够实现两个自由度旋转。进一步地，两个自由度的旋转角度为0°至360°。进一步地，计算太阳的轨迹包括应用万年历程序来计算太阳的轨迹，其中，通过设定装置所在位置的经纬度、日期、时间，以预定的时间周期自动计算太阳的轨迹。进一步地，利用角度传感器感测光接收面的法线与太阳方位角之间的差异，根据差异，对承载机构的方位进行校正。根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种微电网系统，其包括：光伏发电设备，用于将接收的光能转换为电能，电能对负载进行供电或者被接入市电网；其中，光伏发电设备的光伏阵列的光接收面能够根据计算的太阳的轨迹而追踪太阳的方向，以接收尽可能多的光照；储能系统，用于对光伏发电设备所产生的电能进行存储和调控；集中控制器，监测微电网系统中各设备的运行状况，根据监测结果控制各设备的运行；以及网关装置，根据集中控制器的指示，将微电网接入市电网或从市电网断开。进一步地，光伏发电设备包括：光伏阵列发电装置，将接收的光能转化为直流电，其中，光伏阵列发电装置配置有：智能追日跟踪器，用于计算太阳的轨迹，并根据所计算的太阳轨迹而驱动光伏阵列，使得光伏阵列中的光接收面朝向太阳；以及光伏并网逆变器，用于将直流电转换为与市电网同频同相的交流电，以对负载进行供电或者将交流电输入市电网。进一步地，光伏阵列发电装置为根据权利要求11的光伏发电设备。进一步地，光伏阵列由多个光伏电池以串联和并联的方式构成，并且光伏电池为CIGS薄膜太阳能电池。进一步地，光伏发电设备，还包括：汇流装置，用于将光伏阵列中多个串联的光伏电池进行并联，并通过直流断路器输出。进一步地，光伏阵列中光伏电池的正极和负极的每一路中均安装直流熔断器和防反二极管，然后通过汇流装置并联；以及正极的直流熔断器均通过电流传感器与汇流装置并联；电流传感器用于检测电流并与实现通讯的检测板连接。进一步地，储能系统包括：蓄电池组，用于存储光伏阵列发电装置所产生的至少部分电能；电池管理系统，用于监控蓄电池组中蓄电池的运行状态；储能变流器，用于根据蓄电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方位控制装置，其特征在于，包括：承载机构，用于承载光能接收装置；控制单元，用于计算太阳的轨迹，并根据所计算的太阳的轨迹控制传动机构的动作；所述传动机构，与所述承载机构机械连接，用于在所述控制单元的控制下调整所述承载机构的方位，以使所述承载机构所承载的光能接收装置的光接收面朝向太阳。

【技术特征摘要】
1.一种方位控制装置，其特征在于，包括：承载机构，用于承载光能接收装置；控制单元，用于计算太阳的轨迹，并根据所计算的太阳的轨迹控制传动机构的动作；所述传动机构，与所述承载机构机械连接，用于在所述控制单元的控制下调整所述承载机构的方位，以使所述承载机构所承载的光能接收装置的光接收面朝向太阳。2.根据权利要求1所述的方位控制装置，其特征在于，所述承载机构在所述传动机构的驱动下能够实现两个自由度旋转。3.根据权利要求2所述的方位控制装置，其特征在于，所述两个自由度的旋转角度为0°至360°。4.根据权利要求2所述的方位控制装置，其特征在于，所述传动机构包括：支撑立柱；第一轴，其轴线与所述支撑立柱垂直，位于所述支撑立柱上；第二轴，其轴线垂直于所述第一轴的轴线，并与所述第一轴连接，所述第二轴的两端安装有轴承，所述第二轴相对于所述支撑立柱有一个旋转自由度，并且第二轴的两端与位于所述第二轴上方的所述承载机构连接。5.根据权利要求4所述的方位控制装置，其特征在于：所述第一轴两端安装有轴承，所述第二轴与所述第一轴之间为固定连接；或者所述第一轴两端与所述支撑立柱固定连接，所述第二轴与所述第一轴之间为活动连接，从而能够围绕所述第一轴转动。6.根据权利要求4所述的方位控制装置，其特征在于，所述传动机构包括：第一滑轮；第二滑轮；第一电机，用于驱动所述第一滑轮；第二电机，用于驱动所述第二滑轮；第一组绳索，各自的一端固定于所述承载机构的第一预定位置，与所述第一滑轮配合，用于拉动所述承载机构实现第一自由度的运动；以及第二组绳索，各自的一端固定于所述承载机构的第二预定位置，与所述第二滑轮配合，用于拉动所述承载机构实现第二自由度的运动。7.根据权利要求6所述的方位控制装置，其特征在于，在所述第一组绳索中的至少一根绳索和/或所述第二组绳索中的至少一根绳索的预定部位连接有弹簧，以对所述绳索施加侧向张紧力。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方位控制装置，其特征在于，所述控制单元中配置有计算太阳轨迹的万年历程序，通过设定所述光能接收装置所在位置的经纬度、日期、时间，所述控制单元以预定的时间周期计算太阳的轨迹。9.根据权利要求8项所述的方位控制装置，其特征在于，还包括：角度传感器，用于感测所述光接收面的法线与太阳方位角之间的差异，将所述差异反馈给所述控制单元，以便所述控制单元对所述承载机构的方位进行校正。10.一种光伏发电设备，其特征在于包括：根据权利要求1至9中任一项所述的方位控制装置；以及光伏阵列，固定于所述方位控制装置的承载机构上。11.一种装置的方位控制方法，其特征在于，包括：计算太阳的轨迹，根据所计算的太阳的轨迹，向所述装置的传动机构发出控制指示；所述传动机构根据所述控制指示，调整所述装置中用于承载光能接收装置的承载机构的方位，以使所述光能接收装置的光接收面朝向太阳。12.根据权利要求11所述的方位控制方法，其特征在于，所述承载机构能够实现两个自由度旋转。13.根据权利要求12所述的方位控制方法，其特征在于，所述两个自由度的旋转角度为0°至360°。14.根据权利要求11至13中任一项所述的方位控制方法，其特征在于，所述计算太阳的轨迹包括应用万年历程序来计算太阳的轨迹，其中，通过设定所述装置所在位置的经纬度、日期、时间，以预定的时间周期自动计算太阳的轨迹。15.根据权利要求11所述的方位控制方法，其特征在于：利用角度传感器感测所述光接收面的法线与太阳方位角之间的差异，根据所述差异，对所述承载机构的方位进行校正。16.一种微电网系统，其特征在于，包括：光伏发电设备，用于将接收的光能转换为电能，所述电能对负载进行供电或者被接入市电网；其中，所述光伏发电设备的光伏阵列的光接收面能够根据计算的太阳的轨迹而追踪太阳的方向，以接收尽可能多的光照；储能系统，用于对所述光伏发电设备所产生的电能进行存储和调控；集中控制器，监测所述微电网系统中各设备的运行状况，根据监测结果控制所述各设备的运行；以及网关装置，根据所述集中控制器的指示，将所述微电网接入所述市电网或从所述市电网断开。17.根据权利要求16所述的微电网系统，其特征在于，所述光伏发电设备包括：光伏阵列发电装置，将接收的光能转化为直流电，其中，所述光伏阵列发电装置配置有：智能追日跟踪器，用于计算太阳的轨迹，并根据所计算的太阳轨迹而驱动所述光伏阵列，使得所述光伏阵列中的光接收面朝向太阳；以及光伏并网逆变器，用于将所述直流电转换为与市电网同频同相的交流电，以对负载进行供电或者将所述交流电输入所述市电网。18.根据权利要求16所述的微电网系统，其特征在于，所述光伏阵列发电装置为根据权利要求10所述的光伏发电设备。19.根据权利要求16所述的微电网系统，其特征在于，所述光伏阵列由多个光伏电池以串联和并联的方式构成，并且所述光伏电池为CIGS薄膜太阳能电池。20.根据权利要求16所述的微电网系统，其特征在于，所述储能系统包括：蓄电池组，用于存储所述光伏阵列发电装置所产生的至少部分电能；电池管理系统，用于监控所述蓄电池组中蓄电池的运行状态；以及储能变...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭辉，赵爱国，白绍文，舒英团，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国节能减排有限公司，北京神华中机能源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11