一种孤网光风油混合发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种孤网光风油混合发电系统，包括有光电单元、风电单元、油电单元、储能单元、交流电流传感器、富余功率充电单元、直流储能控制器、交流用电控制器、逆变器、人机操作故障报警单元、计量单元、用电单元、电源开关和稳压模块，通过智能监控、软件优化算法进行组合，形成独立体系的孤网系统，并留有与其他电网联网并网接口。本发明专利技术首先采用储能站（储能单元）进行调峰，在孤网运行中替代国家电网的功能，自动进行用储电调整，其次采用光伏采集和风能采集等自然清洁能源补充用电，再替代一部分柴油消耗，最终实现节约柴油消耗以及节能减排的目的。

【技术实现步骤摘要】
—种孤网光风油混合发电系统
本专利技术属于发电
，具体涉及一种孤网光、风、油混合发电系统。
技术介绍
在边远山区，特别是大山中开踩矿产资源等都需要用电，国家电网在这些山区架设电力输送线成本非常高，而且是否有架设电力输送线的必要，短时也无法论证，这时通常都是采用柴油发电机现场发电解决工作、生活用电。但柴油发电机使用和维护成本相对较高，同时还对周边环境有一定的污染。随着不可再生能源开发的逐渐枯竭，油价不断上涨，柴油发电机的使用和维护成本会进一步提高，经实际调研，柴油发电成本已经达到约4元/千瓦时。与此同时，人们(政府)的环境保护意识也在不断提高，类似柴油发电这种对环境造成较大污染的用电模式显然不具有可持续性，势必将被更环保的用电模式所取代。不过在目前现有的环保的用电模式中，虽然独立的光伏发电或者风力发电也能解决一定的用电问题，但对于光伏发电毕竟有阴天、下雨天和晚上；对于风力发电毕竟存在没有风，或者风力不够的情况，这些都使得一天24小时的工作、生活用电很难得到保证。
技术实现思路
为克服现有技术的缺点，本专利技术旨在提供了一种既能降低柴油发电机的使用和维护成本，又能保证无电网地区一天24小时工作、生活不间断用电，还能减轻对环境污染的孤网光、风、油混合发电系统。为解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案实现: 一种孤网光风油混合发电系统，包括有光电单元、风电单元、油电单元、储能单元、交流电流传感器、富余功率充电单元、直流储能控制器、交流用电控制器、逆变器、人机操作故障报警单元、计量单元、用电单元、电源开关和稳压模块，通过智能监控、软件优化算法进行组合，形成独立体系的孤网系统，并留有与其他电网联网并网接口 ； 所述光电单元的输入为光能，所述光电单元的输出端与所述储能单元的输入端连接，所述光电单元通过第六双向控制端与所述直流储能控制器连接；所述风电单元的输入为风能，所述风电单元的输出端与所述储能单元的输入端连接，所述风电单元通过第七双向控制端与所述直流储能控制器连接；所述油电单元的输入为油转化的机械能，所述油电单元的输出端分别与所述富余功率充电单元的输入端、所述交流用电控制器的输入端以及所述计量单元的第二输入端连接，所述油电单元通过第二双向控制端与所述直流储能控制器连接； 所述储能单元的各单体电池电压信号输出端与所述直流储能控制器的单体电池电压信号接收端连接，所述储能单元的电池温度信号输出端与所述直流储能控制器的电池温度信号接收端连接，所述储能单元的电池电流信号输出端与所述直流储能控制器的电池电流信号接收端连接，所述储能单元的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述储能单元的输入端与所述富余功率充电单元的输出端连接，所述交流用电控制器通过第三双向控制端与所述富余功率充电单元连接，所述交流用电控制器通过第四双向控制端与所述直流储能控制器连接； 所述直流储能控制器通过第五双向控制端与所述逆变器连接，所述直流储能控制器通过第一双向控制端与所述人机操作故障报警单元连接，所述逆变器的输出端与所述计量单元的第一输入端连接，所述计量单元的输出端连接所述用电单元的输入端； 所述油电单元输出端的输出线穿过所述交流电流传感器作为所述交流电流传感器的输入端，所述交流电流传感器的输出端与所述交流用电控制器的交流电流接收端连接，所述电源开关的输入端与所述储能单元的输出端连接，所述电源开关的输出端与所述稳压模块的输入端连接，所述稳压模块的输出端分别与所述光电单元、所述风电单元、所述油电单元、所述直流储能控制器、所述交流用电控制器、所述逆变器和所述人机操作故障报警单元的供电输入端连接。进一步的，所述光电单元包括光伏组件阵列和第一 DC/DC变换器，所述光伏组件阵列采用多块光伏组件串、并联而成，所述光伏组件阵列的输出端与所述第一 DC/DC变换器的输入端连接，所述第一 DC/DC变换器的输出端与所述储能单元的输入端连接，所述第一 DC/DC变换器的稳压电源接收端与所述稳压模块的输出端连接，所述第一 DC/DC变换器通过所述第六双向控制端与所述直流储能控制器连接。进一步的，所述风电单元包括风力发电机、三相整流电路、第二 DC/DC变换器、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻和第二电阻；所述风力发电机的三根输出相线与所述三相整流电路的输入端连接，所述第一电容、第二电容、第三电容的正、负极按照正对正，负对负并联后与所述第四电容并联，所述的四只电容并联后与所述三相整流电路的正、负输出端连接，所述第一电阻的一端同所述第二电阻的一端串联后与所述第二 DC/DC变换器的基准电流比较端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三电容正极连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电容负极连接，所述第二 DC/DC变换器的正极输入端与所述第三电容正极连接，所述第二 DC/DC变换器的负极输入端与所述第三电容负极连接，所述DC/DC变换器的输出端与所述储能单元的输入端连接，所述第二 DC/DC变换器的稳压电源接收端与所述稳压模块的输出端连接，所述第二 DC/DC变换器通过所述第七双向控制端与所述直流储能控制器连接。进一步的，所述油电单元包括启停控制模块和柴油发电机组，所述启停控制模块通过所述第二双向控制端与所述直流储能控制器连接，所述启停控制模块的稳压电源接收端与所述稳压模块的输出端连接，所述启停控制模块的输出端与所述柴油发电机组的启动、停止控制端连接，所述柴油发电机组的输出端分别与所述富余功率充电单元的输入端、所述交流用电控制器的输入端以及所述计量单元的第二输入端连接。进一步的，所述储能单元包括直流电流传感器、温度传感器、电压检测模块和由若干单体电池组成的电池组；所述单体电池为模块化的锂电池，所述储能单元的输入端穿过所述直流电流传感器与所述电池组的正极连接，所述直流电流传感器的电池电流信号输出端与所述直流储能控制器的电池电流信号接收端连接，在所述电池组中，第一个所述单体电池的负极与第二个所述单体电池的正极连接，第二个所述单体电池的负极与第三个所述单体电池的正极连接，以此类推直至连接到最后一个所述单体电池，各所述单体电池的正、负极分别与所述电压检测模块的单体电池电压对应接收端连接，所述电压检测模块的单体电池电压信号输出端与所述直流储能控制器的单体电池电压信号接收端连接，所述温度传感器粘贴在最后一个所述单体电池的外表面上，所述温度传感器的电池温度信号输出端与所述直流储能控制器的电池温度信号接收端连接。进一步的，所述交流用电控制器包括第一供电电路、第一双向接口电路、交流电压转换模块、第一单片机和所述交流电流传感器；所述第一供电电路的输入端与所述稳压模块的输出端连接，所述第一供电电路的第一输出端与所述第一双向接口电路和所述交流电压转换模块的电源输入端连接，所述第一供电电路的第二输出端与所述交流电流传感器的电源输入端连接，所述第一供电电路的第三输出端与所述第一单片机的电源输入端连接，所述第一双向接口电路通过所述第四双向控制端与所述直流储能控制器连接，所述第一双向接口电路通过第一双向控制端与所述富余功率充电单元连接，所述第一双向接口电路的输出端与所述第一单片机的双向信号交互端连接，所述交流电压转换模块的输入端与所述柴油发电机组的输出端连接，所述交流电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孤网光风油混合发电系统，其特征在于：包括有光电单元（1）、风电单元（2）、油电单元（3）、储能单元（4）、交流电流传感器（5）、富余功率充电单元（6）、直流储能控制器（7）、交流用电控制器（8）、逆变器（9）、人机操作故障报警单元（10）、计量单元（11）、用电单元（12）、电源开关（K1）和稳压模块（13），通过智能监控、软件优化算法进行组合，形成独立体系的孤网系统,并留有与其他电网联网并网接口;    所述光电单元（1）的输入为光能，所述光电单元（1）的输出端（A26）与所述储能单元（4）的输入端（A4）连接，所述光电单元（1）通过第六双向控制端（A1‑A7）与所述直流储能控制器（7）连接；所述风电单元（2）的输入为风能，所述风电单元（2）的输出端（A27）与所述储能单元的输入端（A4）连接，所述风电单元（2）通过第七双向控制端（A2‑A7）与所述直流储能控制器（7）连接；所述油电单元（3）的输入为油转化的机械能，所述油电单元（3）的输出端（A5）分别与所述富余功率充电单元（6）的输入端（A6）、所述交流用电控制器（8）的输入端（A15）以及所述计量单元（11）的第二输入端（A21）连接，所述油电单元（3）通过第二双向控制端（A3‑A7）与所述直流储能控制器（7）连接；    所述储能单元（4）的各单体电池电压信号输出端（A29）与所述直流储能控制器（7）的单体电池电压信号接收端（A9）连接，所述储能单元（4）的电池温度信号输出端（A30）与所述直流储能控制器（7）的电池温度信号接收端（A10）连接，所述储能单元（4）的电池电流信号输出端（A28）与所述直流储能控制器（7）的电池电流信号接收端（A8）连接，所述储能单元（4）的输出端（A31）与所述逆变器（9）的输入端（A19）连接，所述储能单元（4）的输入端（A4）与所述富余功率充电单元（6）的输出端（A32）连接，所述交流用电控制器（8）通过第三双向控制端（A14‑A13）与所述富余功率充电单元（6）连接，所述交流用电控制器（8）通过第四双向控制端（A12‑A11）与所述直流储能控制器（7）连接；所述直流储能控制器（7）通过第五双向控制端（A17‑A18）与所述逆变器（9）连接，所述直流储能控制器（7）通过第一双向控制端（A16‑A22）与所述人机操作故障报警单元（10）连接，所述逆变器（9）的输出端（A33）与所述计量单元（11）的第一输入端（A20）连接，所述计量单元（11）的输出端（A34）连接所述用电单元（12）的输入端（A23）；    所述油电单元（3）输出端（A5）的输出线穿过所述交流电流传感器（5）作为所述交流电流传感器（5）的输入端，所述交流电流传感器（5）的输出端（A35）与所述交流用电控制器（8）的交流电流接收端（A25）连接，所述电源开关（K1）的输入端与所述储能单元（4）的输出端（A31）连接，所述电源开关（K1）的输出端与所述稳压模块（13）的输入端（A36）连接，所述稳压模块（13）的输出端（A24）分别与所述光电单元（1）、所述风电单元（2）、所述油电单元（3）、所述直流储能控制器（7）、所述交流用电控制器（8）、所述逆变器（9）和所述人机操作故障报警单元（10）的供电输入端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种孤网光风油混合发电系统，其特征在于:包括有光电单元(1)、风电单元(2)、油电单元(3 )、储能单元(4)、交流电流传感器(5 )、富余功率充电单元(6 )、直流储能控制器(7)、交流用电控制器(8)、逆变器(9)、人机操作故障报警单元(10)、计量单元(11)、用电单元(12 )、电源开关(Kl)和稳压模块(13 )，通过智能监控、软件优化算法进行组合，形成独立体系的孤网系统，并留有与其他电网联网并网接口 ； 所述光电单元(I)的输入为光能，所述光电单元(1)的输出端(A26)与所述储能单元(4)的输入端(A4)连接，所述光电单元(I)通过第六双向控制端(A1-A7)与所述直流储能控制器(7)连接；所述风电单元(2)的输入为风能，所述风电单元(2)的输出端(A27)与所述储能单元的输入端(A4)连接，所述风电单元(2)通过第七双向控制端(A2-A7)与所述直流储能控制器(7)连接；所述油电单元(3)的输入为油转化的机械能，所述油电单元(3)的输出端(A5)分别与所述富余功率充电单元(6)的输入端(A6)、所述交流用电控制器(8)的输入端(A15) 以及所述计量单元(11)的第二输入端(A21)连接，所述油电单元(3)通过第二双向控制端(A3-A7)与所述直流储能控制器(7)连接； 所述储能单元(4)的各单体电池电压信号输出端(A29)与所述直流储能控制器(7)的单体电池电压信号接收端(A9)连接，所述储能单元(4)的电池温度信号输出端(A30)与所述直流储能控制器(7)的电池温度信号接收端(AlO)连接，所述储能单元(4)的电池电流信号输出端(A28)与所述直流储能控制器(7)的电池电流信号接收端(AS)连接，所述储能单元(4)的输出端(A31)与所述逆变器(9)的输入端(A19)连接，所述储能单元(4)的输入端(A4)与所述富余功率充电 单元(6)的输出端(A32)连接，所述交流用电控制器(8)通过第三双向控制端(A14-A13)与所述富余功率充电单元(6)连接，所述交流用电控制器(8)通过第四双向控制端(A12-A11)与所述直流储能控制器(7)连接； 所述直流储能控制器(7)通过第五双向控制端(A17-A18)与所述逆变器(9)连接，所述直流储能控制器(7 )通过第一双向控制端(A16-A22 )与所述人机操作故障报警单元(10 )连接，所述逆变器(9)的输出端(A33)与所述计量单元(11)的第一输入端(A20)连接，所述计量单元(11)的输出端(A34)连接所述用电单元(12)的输入端(A23)； 所述油电单元(3)输出端(A5)的输出线穿过所述交流电流传感器(5)作为所述交流电流传感器(5 )的输入端，所述交流电流传感器(5 )的输出端(A35 )与所述交流用电控制器(8)的交流电流接收端(A25)连接，所述电源开关(Kl)的输入端与所述储能单元(4)的输出端(A31)连接，所述电源开关(Kl)的输出端与所述稳压模块(13)的输入端(A36)连接，所述稳压模块(13)的输出端(A24)分别与所述光电单元(I)、所述风电单元(2)、所述油电单元(3)、所述直流储能控制器(7)、所述交流用电控制器(8)、所述逆变器(9)和所述人机操作故障报警单元(10)的供电输入端连接。2.根据权利要求1所述的孤网光风油混合发电系统，其特征在于:所述光电单元(I)包括光伏组件阵列(101)和第一 DC/DC变换器(102)，所述光伏组件阵列(101)采用多块光伏组件串、并联而成，所述光伏组件阵列(101)的输出端与所述第一 DC/DC变换器(102)的输入端连接，所述第一 DC/DC变换器(102)的输出端(A26)与所述储能单元(4)的输入端(A4)连接，所述第一 DC/DC变换器(102)的稳压电源接收端与所述稳压模块(13)的输出端(A24)连接，所述第一 DC/DC变换器(102)通过所述第六双向控制端(A1-A7)与所述直流储能控制器(7)连接。3.根据权利要求1所述的孤网光风油混合发电系统，其特征在于:所述风电单元(2)包括风力发电机(201)、三相整流电路(203)、第二 DC/DC变换器(202)、第一电容(Cl)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一电阻(Rl)和第二电阻(R2);所述风力发电机(201)的三根输出相线(a，b，c)与所述三相整流电路(203)的输入端连接，所述第一电容、第二电容、第三电容(Rl，R2，R3)的正、负极按照正对正，负对负并联后与所述第四电容(R4)并联，所述的四只电容并联后与所述三相整流电路(203)的正、负输出端连接，所述第一电阻(Rl)的一端同所述第二电阻(R2)的一端串联后与所述第二 DC/DC变换器(202)的基准电流比较端连接，所述第一电阻(Rl)的另一端与所述第三电容(C3)正极连接，所述第二电阻(R2)的另一端与所述第三电容(C3)负极连接，所述第二 DC/DC变换器(202)的正极输入端与所述第三电容(C3)正极连接，所述第二 DC/DC变换器(202)的负极输入端与所述第三电容(C3)负极连接，所述DC/DC变换器(202)的输出端(A27)与所述储能单元(4)的输入端(A4)连接，所述第二 DC/DC变换器(202)的稳压电源接收端与所述稳压模块(13)的输出端(A24)连接，所述第二 DC/DC变换器(202)通过所述第七双向控制端(A2-A7)与所述直流储能控制器(7)连接。4.根据权利要求1所述的孤网光风油混合发电系统，其特征在于:所述油电单元(3)包括启停控制模块(301)和柴油发电机组(302 )，所述启停控制模块(301)通过所述第二双向控制端(A3-A7 )与所述直流储能控制器(7 )连接，所述启停控制模块(301)的稳压电源接收端与所述稳压模块(13)的输出端(A24)连接，所述启停控制模块(301)的输出端与所述柴油发电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊朝晖，李珩，熊代荣，薛禹胜，
申请(专利权)人：重庆京藏电气设备租赁有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85