一种应用于偏远地区的风光蓄能联合发电系统技术方案

本实用新型专利技术具体涉及一种应用于偏远地区的风光蓄能联合发电系统，包括屋顶光伏电池板、每家用户安装的小型UPS、蓄电池组系统、电表、整流器和风力发电机组。风力发电机直接对当地部分对电能质量要求不高的公用设施供电，剩余电能经过整流器接入蓄电池组系统。蓄电池组系统由两台蓄电池和一个逆变器构成，两台蓄电池轮流发电，蓄电池电量用尽后储存光伏电池和风力发电机发出的电能，以提高蓄电池的使用寿命和充电效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于新能源发电
，具体涉及一种离网型风光蓄联合发电系统。
技术介绍
随着化石燃料的日益枯竭和环境问题日益严峻，清洁能源逐步成为了社会发展的命脉，是未来能源发展的必然趋势。风能和太阳能都是取之不尽的清洁能源，且两者在新能源领域中的开发利用水平最高、技术最成熟、应用最广泛，此外，两者还具有时间上的互补性。在我国农村可以推广应用风光蓄能联合发电系统，既可以利用当地的风能和光能给当地居民提供农业和生活供电，同时还减少了化石燃料的消耗和环境污染。尤其对于较偏远的地区，还可以推广应用离网型风光蓄能联合发电系统，还可以减少电网的输送电能的成本。现有技术的缺点：目前，在部分农村或较偏远的地区，通常使用的风光蓄联合发电系统都是将风力发电机和集中式光伏电池板发出的电能储存在蓄电池组里面，然后通过蓄电池给负载供电。专利文献CN202084958U公开了风光互补离网型发电系统构造及其发电原理，该专利指出风光互补离网型发电系统由光伏组件、风力发电机、整流器、风光互补控制器、蓄电池组和逆变器组成，将风力发电机输出的交流电经整流器转换成直流电和所有光伏电池输出的电能给蓄电池组充电，蓄电池组直接对直流负载供电或经过逆变器对交流负载供电。然而，这样做有以下不利之处：第一，当前的风光蓄联合发电系统只能由储能系统向用户和各个用电设备供电，即使蓄电池正在充电，若此刻有负荷，蓄电池也会立刻转换到放电模式，严重影响了蓄电池的健康运行，本技术采用两台蓄电池轮流发电的方法，当供电的蓄电池的电量耗尽后，将其切换到充电模式，换另一台来继续供电，这样提高了蓄电池的充电效率和使用寿命；第二，未利用负荷的特点，未能让光伏电池和风力发电机直接对某些负荷供电，进而增加了电能在储存过程中的损耗，在这些地区，许多农业用电负荷对电能质量要求并不高，例如，灌溉用电、抽水用电等，这些事情可间断性完成，可直接由风力发电机对这些负荷供电，并且太阳能电池板集中式发电占地面积大，本技术将光伏电池板安装于用户屋顶，优先对各个用户供电，剩余电能给蓄电池充电，这样既节省了大量土地面积也减少了电能储存造成的损耗。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供的一种发电系统，它能使某些偏远地区实现电力自给自足，减少电网的送电成本以及化石燃料的消耗。技术的目的是这样实现的：一种应用于偏远地区的风光蓄能联合发电系统，它包括安装于屋顶的光伏电池板、风力发电机组、整流器、电表、小型UPS和蓄电池组系统，光伏电池板的输出端与电表以及小型UPS的输入端相连，电表包括第一电表和第二电表，第一电表的输出端连接蓄电池组系统的输入端，小型UPS的输出端连接用户，蓄电池组系统的输出端连接第二电表的输入端，第二电表的输出端连接用户，风力发电机组的输出端连接整流器，整流器的输出端连接各个蓄电池组系统的输入端，风力发电机组的输出端还设有可控开关。上述蓄电池组系统包括第一蓄电池、第二蓄电池、逆变器、第一开关、第二开关、第一触点以及第二触点，逆变器的输入端连接第二开关，逆变器的输出端与用户连接，整流器以及第一电表的输出端与第一开关连接，第一触点与第一蓄电池的正极连接，第二触点与第二蓄电池的正极连接。上述可控开关与负载连接。上述负载为抽水泵、灌溉器或路灯。采用上述结构，本技术提供的离网型风光互补发电系统，将居民用电负荷和农业、公用设施用电分开供电，避免了先储能再供电的过程，节省了电能损耗。采用两台蓄电池轮流替换的发电和充电，避免了蓄电池充电未满时放电，提高了蓄电池的充电效率和使用寿命。屋顶光伏电池和蓄电池共同向用户供电，通过可控开关优先利用光伏电池电能，减少了储能损耗。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术的结构示意图；图2为图1中蓄电池组系统的结构示意图。具体实施方式如图1所示一种应用于部分地区的风光蓄能联合发电系统，它包括光伏电池板1、风力发电机组2、整流器3、电表、小型UPS5和蓄电池组系统6，光伏电池板1的输出端与电表以及小型UPS5的输入端相连，电表包括第一电表7和第二电表8，第一电表7的输出端连接蓄电池组系统6的输入端，小型UPS5的输出端连接用户，蓄电池组系统6的输出端连接第二电表8的输入端，第二电表8的输出端连接用户，风力发电机组2的输出端连接整流器3，整流器3的输出端连接各个蓄电池组系统6的输入端，风力发电机组2的输出端还设有可控开关9。所述蓄电池组系统6包括第一蓄电池10、第二蓄电池11、逆变器12、第一开关13、第二开关14、第一触点15以及第二触点16，逆变器12的输入端连接第二开关14，逆变器12的输出端与用户连接，整流器3以及第一电表7的输出端与第一开关13连接，第一触点15与第一蓄电池10的正极连接，第二触点16与第二蓄电池11的正极连接。所述可控开关9与负载连接。所述负载为抽水泵17、灌溉器18或路灯4。采用上述结构，使用时，每户的光伏电池板输出的直流电经过小型UPS，转换成220V，50Hz的交流电经可控开关供用户使用，剩余直流电经过第一电表接入蓄电池组系统，给蓄电池充电，蓄电池组系统经过各个用户的第二电表接入各个用户，其中，相邻的若干个住户共用一个蓄电池组系统。第一电表记录每户人家屋顶的光伏电池一段时间内为蓄电池组系统贡献的电能，当地政府可根据第一电表记录的电量对该用户给予每千瓦时电能一定数量金额的补贴，第二电表记录每户人家一段时间内利用蓄电池组系统的电量，每户人家根据第二电表记录的电量交纳一定的电费，将每户人家交纳电费组成一个基金，用于该系统设备的更新与维修。此举可鼓励用户优先使用光伏电池所发的电能，减少了电能储存造成的损耗。风力发电机组输出的交流电经过可控开关为抽水泵、灌溉器和路灯供电，经过整流器变换成直流电经过可控开关接入各个蓄电池组系统，为蓄电池充电，当各个蓄电池的储存电能不均衡时，可利用可控开关优先让储能较少的蓄电池充电。利用风力发电机的输出功率来承担当地农业用电（如：灌溉，抽水）和一些公共设施用电（如：路灯），这些农业用电的任务可间歇性完成，路灯照明恰好利用了晚间风速较大这一特点，将风电功率用于夜间照明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于偏远地区的风光蓄能联合发电系统，其特征在于：它包括光伏电池板（1）、风力发电机组（2）、整流器（3）、电表、小型UPS（5）和蓄电池组系统（6），光伏电池板（1）的输出端与电表以及小型UPS（5）的输入端相连，电表包括第一电表（7）和第二电表（8），第一电表（7）的输出端连接蓄电池组系统（6）的输入端，小型UPS（5）的输出端连接用户，蓄电池组系统（6）的输出端连接第二电表（8）的输入端，第二电表（8）的输出端连接用户，风力发电机组（2）的输出端连接整流器（3），整流器（3）的输出端连接各个蓄电池组系统（6）的输入端，风力发电机组（2）的输出端还设有可控开关（9）；蓄电池组系统（6）包括第一蓄电池（10）、第二蓄电池（11）、逆变器（12）、第一开关（13）、第二开关（14）、第一触点（15）以及第二触点（16），逆变器（12）的输入端连接第二开关（14），逆变器（12）的输出端与用户连接，整流器（3）以及第一电表（7）的输出端与第一开关（13）连接，第一触点（15）与第一蓄电池（10）的正极连接，第二触点（16）与第二蓄电池（11）的正极连接。

【技术特征摘要】
1.一种应用于偏远地区的风光蓄能联合发电系统，其特征在于：它包括光伏电池板（1）、风力发电机组（2）、整流器（3）、电表、小型UPS（5）和蓄电池组系统（6），光伏电池板（1）的输出端与电表以及小型UPS（5）的输入端相连，电表包括第一电表（7）和第二电表（8），第一电表（7）的输出端连接蓄电池组系统（6）的输入端，小型UPS（5）的输出端连接用户，蓄电池组系统（6）的输出端连接第二电表（8）的输入端，第二电表（8）的输出端连接用户，风力发电机组（2）的输出端连接整流器（3），整流器（3）的输出端连接各个蓄电池组系统（6）的输入端，风力发电机组（2）的输出端还设有可控开关（9）；蓄电池组系统（6）包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凌云，王凌峰，吕文静，季超超，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42