CN103532222B - 一种新能源发电应用自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能源应用技术领域，特别是指一种控制系统，尤其是一种新能源发电应用自动控制系统。包括风光互补发电模块，该发电模块通过电线把光伏发电板和发电风机与控制器一连接；所述的控制器一还分别与蓄电池组和负载模块连接；蓄电池组能够电能储存和放电；市电补充模块通过控制器二与负载模块的输入端连接，作后备电源。与现有技术相比，本发明的优点在于：使新能源发电直接供负载使用，多余充入蓄电池组、并网，不够蓄电池组放电补足，当直流电源（直发电及蓄电）不够所有负载用电时，控制器二指令导通市电供交流负载用，直流电源优先保障直流负载用电，从而减少充、放电、蓄电转换损耗。

Description

一种新能源发电应用自动控制系统

技术领域

本发明涉及能源应用技术领域，特别是指一种控制系统，尤其是一种新能源发电应用自动控制系统。

背景技术

新能源包括较为方便得到的太阳能、风能等自然资源，太阳能和风能是取之不尽的清洁能源，合理利用将带来巨大的经济、社会效益，目前采取太阳能一般光伏板组件来实现，它是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电模块，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损坏。简单的光伏电池可为手表以及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋等提供照明，并入电网供电。目前太阳能都是通过一个集中的太阳能发电厂来实现发电，再输入到电网系统中，这样就存在一些问题，比如在现有的供电系统远距离输送，导致输送过程耗电量大，用户所承担的费用过高，有时用电过量也导致用电短缺等现象，并不能实现节能环保等效果，因此缩短电能运输和自行获取能源、减少转换损失、创新应用显得尤为重要。另外，太阳能发电存在发电效力低、投资大、转换环节多损失大、电能质量差等不足之处，而且目前太阳能板或者安装在大地上，要占用大片土地；或者安装在屋顶上，造成安装维护不方便，如遇台风不安全。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种将太阳能板安装在房屋朝阳墙、阳台等便于接受阳光位置和适合安装风力发电作辅助补充的新能源发电应用自动控制系统。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种新能源发电应用自动控制系统，其特征在于，包括设置在建筑物朝阳墙、阳台等便于接受阳光位置的太阳能板，和适合安装风力发电设备的场所，作为辅助补充的发电模块，组成新能源的发电模块，该发电模块通过电线与控制器一连接，所述的控制器一还分别与蓄电池组和负载模块连接，蓄电池组能够电能储存和放电；市电补充模块通过控制器二与负载模块的输入端连接，起后备电源作用。

在上述的一种新能源发电应用自动控制系统，所述的负载模块包括交流负载和直流负载，所述的发电模块和蓄电池组供交流负载使用时，在交流负载与控制器二输出端之间设有逆变器；市电补充模块供直流负载使用时，在直流负载与控制器二输出端之间设有整流器。

在上述的一种新能源发电应用自动控制系统，所述的控制器一输出端的一路和市电补充模块的输出端分别连接在控制器二的输入端，控制器二的输出端与负载模块连接，控制器一输出端并联的另一路连接至直流负载的输入端；在正常情况下，太阳能板的光伏发电与蓄电池组供交、直流负载用电，当直流电源不够全部负载用电时，控制器二指令导通交流市电补充模块给交流负载用，直流电源只供直流负载用电，当发生特殊情况，直流电源供直流负载也不够时，由市电自动部分补足或全部用市电，反之随直流电源电量的增加，自动恢复对直流负载的部分、全部供电，直至供全部负载用电。

在上述的一种新能源发电应用自动控制系统，所述的整流器和蓄电池组之间设有单向导通控制，并连接有时控装置，在谷电时导通市电补充模块给低于设定值的蓄电池组充电，供峰时用电，具备UPS功能；所述的逆变器与交流负载之间设有单向导通控制，逆变器与市电补充模块之间连接有并网模块。

在上述的一种新能源发电应用自动控制系统，所述的蓄电池组与应急灯具连接，且优先供其使用；应急灯具通常采用LED灯。

在上述的一种新能源发电应用自动控制系统，所述的控制器一及控制器二、整流器、逆变器、时控装置均设置在系统控制箱内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：能自动把光伏（风能）发电与负载实时用电结合起来，即发即用，使新能源发电直接供负载使用，多余充入蓄电池组、并网，不够蓄电池组放电补足，当直发电及蓄电不够所有负载用电时，控制器二指令导通市电补充模块供交流负载用，直流电源优先保障直流负载用电，特殊情况下直流电源供直流负载也不够时，由市电整流后补足或全部用市电，反之随直流电源电量的增加，系统自动恢复直流电源对直流负载的部分、全部供电，直至供全部负载用电，从而减少充、放电、蓄电转换损耗，同时做到谷时储电、峰时使用，起到调节电网发、用电平衡，具有UPS功能，并与新型照明光源（LED）创新结合起来使用，因太阳能所发电是直流电，LED灯珠所耗的也是直流电，两者直接结合消除了太阳能所发直流电先逆变转换成交流电，然后输入到LED灯驱动电源中，转换成直流后去点燃LED灯珠的多次转换造成的损耗。目前消防应急灯具光源主流也用LED，总体来讲内置电池寿命较短，日常使用不能满足设计及规范要求，若与本系统结合，采用集中型恒流电源供电方式，能大大提高消防应急照明的保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种新能源发电应用自动控制系统，包括设置在建筑物朝阳墙、阳台等便于接受阳光位置的太阳能板，和适合安装风力发电设备的场所，作为辅助补充的发电模块，组成新能源的发电模块，该发电模块通过电线与控制器一连接（定义为第一路）；所述的控制器一还分别与蓄电池组和负载模块连接；蓄电池组能够电能储存和放电，本技术方案将控制器一与蓄电池组连接定义为第二路，控制器一与负载模块连接定义为第三路。市电补充模块通过控制器二与负载模块的输入端连接，起后备电源作用。所述的负载模块包括交流负载和直流负载，所述的直发电模块和蓄电供交流负载时，在交流负载与控制器二输出端之间设有逆变器，将直流转变为交流电，供交流负载用；直发电有多余依次充入蓄电池组，输入到并网模块；所述的市电补充模块供直流负载用电时，控制器二输出端与直流负载之间设有整流器，经整流后供直流负载用电；整流器和蓄电池组之间设有单向导通并连接有时控装置，在谷电时给低于设定值的蓄电池组充电；控制器一的第二路与将电能存储或放电的蓄电池组连接，蓄电池组既是本系统的储电装置，又是太阳能直发电直供负载稳定使用和市电合理使用的调节装置，由于太阳能发电随光照强度、角度的变化而变化，发电量很不稳定，而负载用电量也不确定，因此蓄电池组储电不仅要保障晚上和阴雨天的负载用电，又起着太阳能直发电直接供负载用电的稳定作用（发电多充入蓄电池组，不够蓄电池组放电补足），还具备阴雨天发电不足、谷电时段储电给峰电时使用的调节作用，并具备UPS功能。负载模块的输入端连接有市电补充模块，市电补充模块是指本系统在太阳能直发电和蓄电池组放电不够负载用电时，或谷电时段蓄电池组电量低于设定值时给蓄电池组充电，或太阳能发、用电系统发生故障时，自动切换导通市电补充模块供负载用电，同时设有相应的用电保护装置。

所述的控制器一和市电补充模块的输出端分别连接在控制器二输入端上，控制器二的输出端与负载模块连接，正常情况下，直流电源供所有负载用电，有余电依次充入蓄电池组和并网，不够由蓄电池组放电补足，仍不够时控制器二导通交流市电线路给交流负载供电，直流逆变交流线路同时自动断开，直流电源只供直流负载用电，再不够时，直流负载也由市电补充模块整流后自动供电补足，直至所有负载由市电补充模块供电，通过控制器二和控制器二的双重技术，本系统能根据直流电源剩余电量的情况来实现直流电源或市电补充模块与负载依秩自动供电，既能优先用直流电源，又能保障提高用电的舒适度。并网模块的是将本系统太阳能（风能）所发电供负载用后有多余的经逆变自动并入市电网，同时设有相应的并网保护装置。所述的控制器一及控制器二、逆变器、整流器、时控装置均设置在系统控制箱内，系统控制箱是本系统的中枢部分，相当于人的大脑，它管理着太阳能直发电直接给负载供电，且优先给直流负载特别是消防应急灯具使用，有多余充入蓄电池组，还有多余并入市电网；指令直发电不够负载用电时由蓄电池组放电补足，仍不够则优先供直流负载，交流负载用市电，再不够时直流负载也由市电整流后部分或全部供电，反之，直流电源随电量的增加自动恢复对直流负载的部分和全部供电，直至接触器断开供全部负载用电，同时指令给低于设定值的蓄电池组在谷电时段充电，充电时为减少转换损耗，所有负载用市电，系统控制箱能根据控制器和辅助控制装置双重技术自动控制对蓄电池组的充、放电量，防止过充、放电损坏蓄电池组。另外，当本系统充放电、逆变、整流等设备发生故障，控制系统会报警，并自动导通市电补充模块供负载用电，也可手动操控。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种新能源发电应用自动控制系统，其特征在于，包括设置在建筑物朝阳墙或阳台的太阳能板和作为辅助补充发电模块的风力发电设备，组成新能源的发电模块，该发电模块通过电线与控制器一连接；所述的控制器一还分别与蓄电池组和负载模块连接；所述的负载模块包括交流负载和直流负载，蓄电池组能够电能储存和放电，且具备UPS功能；市电补充模块通过控制器二与负载模块的输入端连接，作后备电源；同时市电在谷时给低于设定值的蓄电池组充电，供峰时负载用电，起市电补充和调节市电的作用；所述的控制器一输出端的一路和市电补充模块的输出端分别连接控制器二，控制器二的输出端与负载模块连接；控制器一输出端并联的另一路连接至直流负载的输入端，在正常情况下，发电模块与蓄电池组供交、直流负载用电，当直流电源不够全部负载用电时，控制器二指令导通市电补充模块供交流负载用，当发生特殊情况，直流电源供直流负载也不够时，由市电自动部分补足或全部用市电，反之随直流电源电量的增加，自动恢复对直流负载的部分、全部供电，供交、直流全部负载用电；所述的发电模块和蓄电池组供交流负载使用时，在交流负载与控制器二输出端之间设有逆变器；市电供直流负载使用时，在市电补充模块经控制器二后与直流负载之间设有整流器；所述的整流器与蓄电池组之间设有单向导通控制，并连接有时控装置，在谷电时导通市电补充模块给低于设定值的蓄电池组充电，供峰时用电，当市电给蓄电池组充电时，所有负载均由市电补充模块供；所述的逆变器与交流负载之间设有单向导通控制，逆变器与市电补充模块之间连接有并网模块。

2.根据权利要求1所述的一种新能源发电应用自动控制系统，其特征在于，所述的蓄电池组与应急灯具连接，且优先供其使用；所述应急灯具采用LED灯。

3.根据权利要求1中所述的一种新能源发电应用自动控制系统，其特征在于，所述的控制器一及控制器二、整流器、逆变器、时控装置均设置在系统控制箱内。