CN102694390A - 一种并网型发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电系统技术领域，特别涉及一种并网型发电系统。本发明包括分别连入电网的风力发电机组、太阳能光伏方阵，以及检测装置、蓄电装置、和总控装置；当风力发电机组和太阳能光伏方阵产生的输出功率之和大于电网要求的输出功率波动范围时，总控装置控制蓄电装置储存电能；当输出功率之和小于电网要求的输出功率波动范围时，总控装置控制蓄电装置释放电能。在并网型发电系统的工作过程中，补充发电机组发电和储电装置能够根据输出功率的大小，实时地调整发电系统传输给电网的功率，使得发电系统输出至电网的功率较为稳定，从而提高了发电系统的供电稳定性，保证了电网的供电质量。

Description

一种并网型发电系统

技术领域

本发明涉及发电系统技术领域，特别涉及一种并网型发电系统。

背景技术

随着国民经济结构的调整及居民生活用电比重的增大，以及传统能源的日益匮乏，风能和太阳能等新能源的应用越来越广泛，新能源的发电规模也快速攀升。

发电系统一般分为离网型系统和并网型系统。离网型系统与电网不相关联，独立运行，发电功率较小，主要用于无电区居民的日常生活用电或者短时的应急用电中，应用范围较为有限。并网型系统的发电机产生电能后，通过并网设备将电能并入电网，通过电网向大网用户供电。

由于风力发电和太阳能发电自身所固有的随机性和间歇性的特点，决定了上述两种发电方式的规模化发展必然会对电网调峰和系统安全运行带来极大地影响，为了保证电网的稳定性，通常需要在发电系统中连接储能装置，以便在风力发电或太阳能发电的发电量较大时存储电能，或者在发电量较小的时候释放电能，从而平衡新能源发电系统的功率输出。

然而，由于风力发电或者太阳能发电的发电部件的发电功率的波动性很大，就需要储能装置能够以较快的速度充电或者放电，即当发电部件在瞬时的发电量很大时，需要对储能装置快速充电；当发电部件在瞬时的发电量很小时，需要储能装置快速放电，而以较大的电流充电或者放电很容易对储能装置造成很大的损伤，严重影响储能装置的使用寿命，造成新能源发电的成本的增加。

因此，如何延长新能源发电系统中的储能装置的使用寿命，降低发电系统的使用成本，就成为本领域的技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种并网型发电系统，其具有较高的供电稳定性，从而保证了电网的供电质量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种并网型发电系统，包括分别连入电网的风力发电机组、太阳能光伏方阵；还包括：检测装置，用于实时检测所述风力发电机组和所述太阳能光伏方阵的输出功率，并转换为功率信号；蓄电装置，用于可选择地将所述风力发电机组和所述太阳能光伏方阵产生的电能储存或者释放；总控装置，用于接收所述功率信号，并控制所述蓄电装置储存或者释放电能；当所述风力发电机组和所述太阳能光伏方阵产生的输出功率之和大于预定功率的波动范围的最大值时，所述总控装置控制所述蓄电装置储存电能；当所述风力发电机组和所述太阳能光伏方阵产生的输出功率之和小于预定功率的波动范围的最小值时，所述总控装置控制所述蓄电装置释放电能。

还包括风机控制器；所述风机控制器在所述总控装置的控制下，通过控制所述风力发电机组输出电能的传输方向，控制所述蓄电装置可选择地储存电能。

还包括光伏阵列控制器；所述光伏阵列控制器在所述总控装置的控制下，通过控制所述太阳能光伏方阵输出电能的传输方向，控制所述蓄电装置可选择地储存电能。

所述蓄电装置为的数目为多个。

所述蓄电装置为电化学储能装置。

所述蓄电装置为液流电池、钠硫电池或者锂电池。

所述蓄电装置为物理储能装置或者电磁储能装置。

附图说明

图1为本发明所提供并网型发电系统第一种具体实施方式的原理示意图；

图2为本发明所提供并网型发电系统第二种具体实施方式的原理示意图；

图3为本发明所提供并网型发电系统第三种具体实施方式的原理示意图；

图4为本发明所提供并网型发电系统第四种具体实施方式的原理示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

请参考图1，图1为本发明所提供并网型发电系统第一种具体实施方式的原理示意图。

在第一种具体实施方式中，本发明所提供的并网型发电系统，包括检测装置11、蓄电装置12和总控装置13；检测装置11用于实时检测风力发电机组和太阳能光伏方阵的输出功率，在具体实施方式中，上述输出功率可以直接测量得到，也可以通过测量输出电压和电流后通过计算间接检测到；蓄电装置12用于可选择地将风力发电机组和太阳能光伏方阵产生的电能储存或者释放；总控装置13用于接收输出功率信号，并控制蓄电装置12储存或者释放电能；当风力发电机组的输出功率与太阳能光伏方阵的输出功率之和大于预定功率的波动范围的最大值时，所述总控装置13控制所述蓄电装置12储存电能；当所述风力发电机组的输出功率与所述太阳能光伏方阵的输出功率之和小于预定功率的波动范围的最小值时，所述总控装置13控制所述蓄电装置12储存电能，显然地，蓄电装置12所储存的电能应该是系统产生的高于最大值部分的电能。

需要指出的是，文中所述的预定功率为国家电网所要求的符合电网传输要求的在一定时间内的功率波动范围。

上述蓄电装置12可以为电化学储能装置，例如液流电池、钠硫电池或者锂电池，该蓄电池组通过并网逆变器连接于电网中。当检测到的输出功率之和大于预定功率的最大值时，蓄电池充电，当检测到的输出功率之和小于预定功率的最小值时，蓄电池放电。众所周知的，由于风力发电机组输出的是交流电，而蓄电池中储存的是直流电，因此，在风力发电机组与蓄电池组之间需要通过逆变器，当蓄电池组储电时，通过逆变器将风力发电机组输出的交流电整合成直流电，当蓄电池组放电时，通过逆变器将直流电转变为交流电。而太阳能光伏方阵是由若干太阳能电池板并联和串联而成的，其直接将太阳能转化成直流形式的电能，可以直接实现与蓄电池组之间的电能交换。

上述蓄电装置也不局限于电化学储能装置，也可以为其他类型的储电装置，例如各种物理储能装置或者电磁储能装置等。

上述总控装置13可以为某种信号的输出设备，例如显示器，通过人工检测显示器中显示的信息，判断此时发电系统的发电能力，从而控制蓄电装置12储存或者释放电能。也可以为自动控制系统，接收到信号后自动对蓄电装置12的储存和释放动作进行控制。总控装置13的具体实施形式不应受到本说明书的限制。

在并网型发电系统的工作过程中，储电装置能够根据风力发电机组和太阳能光伏方阵的输出功率的大小，适时地调整发电系统传输给电网的输出功率，使得发电系统输出至电网的输出功率较为稳定，不会受到风力发电输出功率和光能发电输出功率不稳定的影响，从而提高了并网型发电系统的供电稳定性，进而保证了电网的供电质量。

实施例2

请参考图2，图2为本发明所提供并网型发电系统第二种具体实施方式的原理示意图。

在第二种具体实施方式中，本发明所提供的并网型发电系统，还可以包括风机控制器14；该风机控制器14在总控装置13的控制下，通过控制风力发电机组电能的传输方向，控制蓄电装置12是否储存电能。具体地，当检测装置11检测到风机输出功率大于预定功率的波动范围的最大值时，总控装置13向风力控制器发送相应的信号，并控制风力控制器的动作，风机控制器14在接收到总控装置13的信号后，控制风力发电机组将系统高于电网要求的输出功率波动范围的部分电量向蓄电装置12传输电能；反之，当检测到的输出功率小于预定功率的波动范围的最小值时，风机控制器14控制风力发电机组向电网输出电能。这样，能够保证风力发电机组始终向电网输出较为稳定的电能，进一步提高了电网的供电质量。

实施例3

请参考图3，图3为本发明所提供并网型发电系统第三种具体实施方式的原理示意图。

在第三种具体实施方式中，本发明所提供的并网型发电系统，还可以包括光伏阵列控制器15；该光伏阵列控制器15在总控装置13的控制下，通过控制太阳能光伏方阵电能的传输方向，控制蓄电装置12是否储存电能。具体地，当检测装置11检测到光伏输出功率大于预定功率的波动范围的最大值时，总控装置13向光伏阵列控制器15发送相应的信号，并控制光伏阵列控制器15的动作，光伏阵列控制器15在接收到总控装置13的信号后，控制太阳能光伏方阵将系统高于电网要求输出功率波动范围的部分电量向蓄电装置12传输电能；反之，当检测到的输出功率小于预定功率的波动范围的最小值时，光伏阵列控制器15控制太阳能光伏方阵向电网输出电能。这样，能够保证太阳能光伏方阵始终向电网输出较为稳定的电能，进一步提高了电网的供电质量。

需要指出的是，在并网型发电系统中，可以同时安装有风机控制器14和光伏阵列控制器15，也可以分别安装两者中的一者。

在上述并网型发电系统中，可以安装有充放电控制器17，该充放电控制器17在所述总控装置13的控制下，直接控制所述蓄电装置12储存或者释放电能。

实施例4

请参考图4，图4为本发明所提供并网型发电系统第四种具体实施方式的原理示意图。

在第四种具体实施方式中，本发明所提供的并网型发电系统还可以包括补充发电装置16，当风力发电机组产生的输出功率与太阳能光伏方阵产生的输出功率之和小于预定功率的波动范围的最大值时，总控装置13控制补充发电装置16发电。这样，当风力发电机组产生的输出功率与太阳能光伏方阵产生的输出功率，以及储能装置12的输出功率之和也无法达到电网要求的输出功率波动范围时，通过补充发电装置16补充发电，以保证稳定的向电网供电，从而进一步提高了并网型发电系统的供电稳定性。

在上述补充发电装置16中还可以包括补充发电控制器，总控装置13通过控制所述补充发电控制器，从而控制所述补充发电装置16发电。

上述补充发电装置16可以为重油发电机组，重油发电的成本较低，通过风力发电机组、太阳能光伏发电方阵和重油发电机组的组合作用下，既保证了电力供应的平衡和稳定，同时使得发电系统的成本较低。补充发电装置16也不局限于重油发电机组，也可以为柴油发电机组、沼气发电机组、天然气发电机组等。

以上对本发明所提供的一种并网型发电系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种并网型发电系统，包括分别连入电网的风力发电机组和太阳能光伏方阵；其特征在于，还包括：检测装置(11)，用于实时检测所述风力发电机组和所述太阳能光伏方阵的输出功率，并转换为功率信号；蓄电装置(12)，用于可选择地将所述风力发电机组和所述太阳能光伏方阵产生的电能储存或者释放；总控装置(13)，用于接收所述功率信号，并控制所述蓄电装置储存或者释放电能；当所述风力发电机组和所述太阳能光伏方阵产生的输出功率之和大于预定功率的波动范围的最大值时，所述总控装置(13)控制所述蓄电装置(12)储存电能；当所述风力发电机组和所述太阳能光伏方阵产生的输出功率之和小于预定功率的波动范围的最小值时，所述总控装置(13)控制所述蓄电装置(12)释放电能。

2.根据权利要求1所述的并网型发电系统，其特征在于，还包括风机控制器(14)；所述风机控制器(14)在所述总控装置(13)的控制下，通过控制所述风力发电机组输出电能的传输方向，控制所述蓄电装置(12)可选择地储存电能。

3.根据权利要求1所述的并网型发电系统，其特征在于，还包括光伏阵列控制器(15)；所述光伏阵列控制器(15)在所述总控装置(13)的控制下，通过控制所述太阳能光伏方阵输出电能的传输方向，控制所述蓄电装置(12)可选择地储存电能。

4.根据权利要求4所述的并网型发电系统，其特征在于，所述蓄电装置(12)为的数目为多个。

5.根据权利要求1至3任一项所述的并网型发电系统，其特征在于，所述蓄电装置(12)为电化学储能装置。

6.根据权利要求5所述的并网型发电系统，其特征在于，所述蓄电装置(12)为液流电池、钠硫电池或者锂电池。

7.根据权利要求1至3任一项所述的并网型发电系统，其特征在于，所述蓄电装置(12)为物理储能装置或者电磁储能装置。

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