CN103956961A - 一种孤网光风油混合发电系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种孤网光风油混合发电系统的控制方法，具体过程为：闭合电源开关，稳压模块向各有关单元供电，光电、风电和油电单元启动，向储能单元充电，并分别把各自的充电电压、电流、温度、充电功率信息传给直流储能控制器，交流用电控制器也将监控到的油电单元的输出功率传给直流储能控制器，直流储能控制器计算出当前光电、风电、油电、富余功率充电单元的输出功率、负载用电的功率值，直流储能控制器对储能单元实时进行电压、电流、温度、累计电量监控、计算和控制，并送到人机操作故障报警单元上报警显示。本发明实现了用电的智能管理，延长了发电机和蓄电池的寿命，降低了发电机的维护成本，最终实现节约柴油消耗以及节能减排的目的。

Description

一种孤网光风油混合发电系统的控制方法

技术领域

本发明属于发电技术领域，具体涉及一种孤网光、风、油混合发电系统的控制方法。

 

背景技术

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。

 

发明内容

为克服现有技术的缺点，本发明旨在提供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、油混合发电系统的控制系统。

    为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

    一种孤网光风油混合发电系统的控制方法，具体包括以下过程：

使用时，闭合电源开关，稳压模块分别向光电单元、风电单元、油电单元、直流储能控制器、交流用电控制器、逆变器和人机操作故障报警单元供电；

所述人机操作故障报警单元通过第一双向控制端给所述直流储能控制器发送信号，所述直流储能控制器通过第二双向控制端启动所述油电单元，所述油电单元的输出端将产生的电能送到计量单元的输入端，所述计量单元通过其输出端将电能送到用电单元，启动所述用电单元；

所述用电单元工作后，所述交流用电控制器通过其一个输入端得到的当时所述油电单元的输出电压，所述交流用电控制器通过其另一个输入端得到的，并通过交流电传感器接受的当时所述油电单元的输出电流，所述交流用电控制器根据测得的输出电压和输出电流，计算出所述油电单元的实际输出功率Ps和富余功率Pc，当所述油电单元的实际输出功率Ps小于所述油电单元的额定输出功率Pe，则所述油电单元产生富余功率Pc，富余功率Pc=额定功率Pe－实际输出功率Ps，此时所述交流用电控制器的控制方法为：

1）所述交流用电控制器通过第三双向控制端将所述富余功率充电单元的第1次基准功率设置为0.6Pc，再通过所述第三双向控制端将所述富余功率充电单元启动，所述富余功率充电单元的输出端向储能单元的输入端充电；

2）所述交流用电控制器再次测试所述油电单元的实际输出功率Ps，如果经计算还有富余功率Pc，则采用增加一固定功率值△P，来使所述富余功率充电单元的充电功率增加一个△P，并不断测试和计算所述油电单元的实际输出功率Ps，达到逐次逼近所述油电单元的最佳输出功率带，通过调节所述富余功率充电单元的充电功率，使所述油电单元始终工作在最佳输出功率点附近，以实现油电转换的最大效率；

3）所述交流用电控制器每过500mS时间就会测试所述油电单元的输出电压和电流、计算实时的实际输出功率Ps，这时有：

3.1）当测试到所述油电单元的实际输出功率Ps已经达到允许的额定值的1.1Pe时，即富余功率Pc为负的0.1额定功率Pe，所述交流用电控制器采用先减少一固定功率值△P，来使所述富余功率充电单元的充电功率减少一个△P，这种减少过程一直持续到所述油电单元的输出电压回到允许的有效值以上，并保持不变；

3.2）当测试到所述油电单元的实际输出功率Ps已经达到允许的额定值的1.1Pe以下时，即富余功率Pc为负的0.1额定功率Pe以下，所述交流用电控制器将马上关闭所述富余功率充电单元，这时又会有：

A.若所述油电单元的实际输出功率Ps回到允许的有效值以上，并出现富余功率Pc，则此时仍然按照上述富余功率Pc处理方式进行充电平衡；

B.若所述油电单元的实际输出功率Ps仍然没有回到允许的有效值以上，则此时所述交流用电控制器通过第四双向控制端把故障信息传递给所述直流储能控制器，所述直流储能控制器通过所述第一双向控制端把故障信息传递给所述人机操作故障报警单元报警，同时所述直流储能控制器通过第五双向控制端自动启动所述逆变器工作（当所述储能单元4电量大于30%时），解决短大负载时用电需要，当用电负载回到正常值后，所述直流储能控制器通过所述第五双向控制端自动关闭所述逆变器；

当所述光电单元接收到阳光，进行光电转换后，将得到的直流电能经其输出端送入所述储能单元的输入端充电；当所述风电单元接收到风能，进行凤电转换后，将得到的直流电能经其输出端送入所述储能单元的输入端充电；所述光电单元、所述风电单元和所述富余功率充电单元对所述储能单元充电的同时，将分别把各自的充电电压、电流、温度、充电功率信息按500ms时间间隔，通过各自的双向控制信息端提供给所述直流储能控制器，所述交流用电控制器也将所述油电单元的柴油发电机组的输出功率提供给所述直流储能控制器，所述直流储能控制器计算出当前所述光电单元、所述风电单元、所述富余功率充电单元以及所述油电单元的柴油发电机组的输出功率、负载用电的功率值，并送出到所述人机操作故障报警单元的屏幕上显示；

所述直流储能控制器对所述储能单元实时进行电压、电流、温度、累计电量监控和计算，同时对所述储能单元进行如下控制：

1）当所述储能单元的总电压或者有单体电池电压超过允许上限值时，所述直流储能控制器会通过双向控制端同时关断所述光电单元、所述风电单元和所述富余功率充电单元对所述储能单元的充电，以保证所述储能单元安全，并报警；

2）当所述储能单元的充电电流超过允许上限值时，所述直流储能控制器会通过双向控制端分别关断所述富余功率充电单元后，再关断所述风电单元，甚至关断所述光电单元对所述储能单元充电，直到充电电流回到允许值，以保证所述储能单元安全，并报警；

3）当所述储能单元的温度超过允许上限值时，所述直流储能控制器会通过双向控制端同时关闭所述光电单元、所述风电单元、所述富余功率充电单元和所述逆变器的工作，并自动启动所述油电单元工作，以保证所述储能单元安全和正常用电，并报警；

4）当所述储能单元的累计电量达到90%时，所述直流储能控制器会通过双向控制端启动所述逆变器工作，所述直流储能控制器在得到所述逆变器正常供电的回送信号后，延时2S关闭所述油电单元，以确保所述用电单元安全，所述计量单元开始记录所述逆变器输出电能，同时通知所述交流用电控制器关闭所述富余功率充电单元；

5）当所述逆变器工作到所述储能单元的累计电量只剩下30%时，所述直流储能控制器会通过双向控制端启动所述油电单元工作，并通知所述交流用电控制器检测所述油电单元的输出电压和电流，所述直流储能控制器在得到所述交流用电控制器关于所述油电单元正常供电的回送信号后，延时2S关闭所述逆变器，以确保所述用电单元安全，同时通知所述交流用电控制器打开所述富余功率充电单元工作，所述计量单元开始记录所述油电单元的输出电能；

6）当所述油电单元的输出功率小于50%时，只要所述储能单元电量大于50%，优先使用所述逆变器供电输出，以降低油耗，减少污染；

所述人机操作故障报警单元能够对所述逆变器、所述油电单元的启动延时时间、所述储能单元的电压、电流、温度等进行设置，能够对所述逆变器、所述油电单元的输出功率、所述储能单元的电压、电流、温度值和所述光电单元、所述风电单元、所述富余功率充电单元的充电功率进行显示、累计储存及报警。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

    1、本发明的控制方法取代了传统的、控制用电器按最大使用功率的、预测式的即时、随机、非线性调峰概念，转变成用储能单元集流体自动满足用电随机、非线性的功率曲线，从而只需计算发、用总电量平衡即可；

1）吸收发电单元传来的随机（非线性）电能，根据用电单元随机负荷需求，支撑用电单元能量需要；

    2）储能单元的容量配置，仅需计算发、用电总电量平衡即可，颠覆了传统意义上，电力调度按最大负载功率调峰的概念，基本消除了无功功率损耗，能源使用效率大幅提高。

2、光电、风电电能获取采用了最大功率跟踪技术，充电功率可随光、风能变化自动适应。

3、柴发发电采用了带有交流用电控制器控制的富余功率充电单元，来调节发电机始终工作在最优化功率点附近，实现油电转换的最大效率，柴油燃烧充分可大幅减少排放；这种运行模式较单独柴油发电运行模式节油比例在10%-30%（因储能装置吸收了柴油发电的无功损耗，并调节补充给负载使用）。

4、控制方式因上述条件的不同也采用不同于传统的控制方式，更多的是智能数据采集结合优化算法的软件控制。由于本发明实现了用电的智能管理，大大延长了发电机和蓄电池的寿命，也明显降低了发电机的维护成本。同时，由于本发明的显示屏上实现了发电运行功率实时显示，一目了然，方便了设备的早期保养和维护。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

 

附图说明

 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

 图1为本发明的整体控制信号框架图；

    图2为本发明在光电单元的信号走向示意图；

    图3为本发明在风电单元的信号走向示意图；

    图4为本发明在油电单元的信号走向示意图；

    图5为本发明在储能单元的信号走向示意图；

    图6为本发明在交流用电控制器的信号走向示意图；

    图7为本发明在直流储能控制器的信号走向示意图；

图8为本发明在人机操作故障报警单元的信号走向示意图；

图9为本发明在计量单元的信号走向示意图；

图10为本发明在油电单元工作时控制流程示意图；

图11为本发明在储能单元工作时控制流程示意图。

 

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

    一种孤网光风油混合发电系统的控制方法，具体包括以下过程：

使用时，闭合电源开关K1，稳压模块13分别向光电单元1、风电单元2、油电单元3、直流储能控制器7、交流用电控制器8、逆变器9和人机操作故障报警单元10供电。

所述人机操作故障报警单元10通过第一双向控制端A22-A16给所述直流储能控制器7发送信号，所述直流储能控制器7通过第二双向控制端A7-A3启动所述油电单元3，所述油电单元3的输出端A5将产生的电能送到计量单元11的输入端A21，所述计量单元11通过其输出端A34将电能送到用电单元12的输入端A23，启动所述用电单元12；进一步的，参见图4所示，所述油电单元3内的启停控制模块301得到所述稳压模块13的供电电压后，处于等待状态，当所述启停控制模块301通过所述第二双向控制端A7-A3接收到所述直流储能控制器7发送来的启动信号时，立即启动所述柴油发电机组302发电输出，所述柴油发电机组302的三相电源输出端A5将电能送到所述计量单元11的第二输入端A21。

当所述油电单元3供电时，有可能出现富余的发电功率，所述富余功率充电单元6的输入端A6与所述柴油发电机组302输出端A5连接，其输出端与所述储能单元4输入端A4连接，只要所述逆变器9工作时，所述富余功率充电单元6就由所述交流用电控制器8控制处于关闭状态；所述柴油发电机组302工作时，所述富余功率充电单元6接受所述交流用电控制器8控制，调节所述柴油发电机组302工作在最大功率点附近，提高油电转换效率。

所述用电单元12工作后，所述交流用电控制器8通过其一个输入端A15得到的当时所述油电单元3的输出电压，所述交流用电控制器8通过其另一个输入端A25得到的，并通过交流电传感器5接受的当时所述油电单元3的输出电流，所述交流用电控制器8根据测得的输出电压和输出电流，计算出所述油电单元3的实际输出功率Ps和富余功率Pc；进一步的，参见图6所示，所述交流用电控制器8内的第一供电电路801得到所述稳压模块13的供电电压后，通过所述第一供电电路801的第一输出端向第一双向接口电路802和交流电压转换模块803的电源输入端供电，通过所述第一供电电路801的第二输出端向所述交流电流传感器5的电源输入端供电，通过所述第一供电电路801的第三输出端向第一单片机804的电源输入端供电，当所述柴油发电机组302工作时，所述第一单片机804通过所述第一双向接口电路802和第七双向控制端A11-A12得到从所述直流储能控制器7发来的已经关闭所述逆变器9和已经启动所述柴油发电机组302的双向交互信号后，所述第一单片机804接收所述交流电压转换模块803送来的所述柴油发电机组302的交流电压和经所述交流电流传感器5送来的交流电流值，计算出实际所述油电单元3的输出功率和富余功率，当所述油电单元3的实际输出功率Ps小于所述油电单元3的额定输出功率Pe，则所述油电单元3产生富余功率Pc，富余功率Pc=额定功率Pe－实际输出功率Ps，此时，参见图10所示，所述交流用电控制器8的控制方法为：

1）所述交流用电控制器8通过第三双向控制端A14-A13将所述富余功率充电单元6的第1次基准功率设置为0.6Pc，再通过所述第三双向控制端A14-A13将所述富余功率充电单元6启动，所述富余功率充电单元6的输出端A32向储能单元4的输入端A4充电；

2）所述交流用电控制器8再次测试所述油电单元3的实际输出功率Ps，如果经计算还有富余功率Pc，则采用增加一固定功率值△P，来使所述富余功率充电单元6的充电功率增加一个△P，并不断测试和计算所述油电单元3的实际输出功率Ps，达到逐次逼近所述油电单元3的最佳输出功率带，通过调节所述富余功率充电单元6的充电功率，使所述油电单元3始终工作在最佳输出功率点附近，以实现油电转换的最大效率；

3）所述交流用电控制器8每过500mS时间就会测试所述油电单元3的输出电压和电流、计算实时的实际输出功率Ps，这时有：

3.1）当测试到所述油电单元3的实际输出功率Ps已经达到允许的额定值的1.1Pe时，即富余功率Pc为负的0.1额定功率Pe，所述交流用电控制器8采用先减少一固定功率值△P，来使所述富余功率充电单元6的充电功率减少一个△P，这种减少过程一直持续到所述油电单元3的输出电压回到允许的有效值以上，并保持不变；

3.2）当测试到所述油电单元3的实际输出功率Ps已经达到允许的额定值的1.1Pe以下时，即富余功率Pc为负的0.1额定功率Pe以下，所述交流用电控制器8将马上关闭所述富余功率充电单元6，这时又会有：

a.若所述油电单元3的实际输出功率Ps回到允许的有效值以上，并出现富余功率Pc，则此时仍然按照上述富余功率Pc处理方式进行充电平衡；

b.若所述油电单元3的实际输出功率Ps仍然没有回到允许的有效值以上，则此时所述交流用电控制器8通过第四双向控制端A12-A11把故障信息传递给所述直流储能控制器7，所述直流储能控制器7通过所述第一双向控制端A16-A22把故障信息传递给所述人机操作故障报警单元10报警，同时所述直流储能控制器7通过第五双向控制端A17-A18自动启动所述逆变器9工作（当储能单元4电量大于30%时），解决短大负载时用电需要，当用电负载回到正常值后，所述直流储能控制器7通过所述第五双向控制端A17-A18自动关闭所述逆变器9。

当所述光电单元1接收到阳光，进行光电转换后，将得到的直流电能经其输出端A26送入所述储能单元4的输入端A4充电；进一步的，参见图2所示，所述光电单元1内的第一DC/DC变换器102得到所述稳压模块13的供电电压后，所述光伏组件阵列101的直流输出电压被送到所述第一DC/DC变换器102的输入端，如果此时所述第一DC/DC变换器102的开机信号A1有效，输入的电压经过所述第一DC/DC变换器102内部电路变换，由所述第一DC/DC变换器102的输出端A26向所述储能单元4的输入端A4充电，充电功率将自动跟踪阳光的变化，阳光大，充电功率就跟着增大，所述第一DC/DC变换器102的充电功率由第六双向控制端A1-A7向所述直流储能控制器7传送，所述第一DC/DC变换器102的开、关机信号也由所述直流储能控制器7通过所述第六双向控制端A1-A7控制。

当所述风电单元2接收到风能，进行凤电转换后，将得到的直流电能经其输出端A27送入所述储能单元4的输入端A4充电；进一步的，参见图3所示，所述风电单元2内的第二DC/DC变换器202得到所述稳压模块13的供电电压后，有风时，如果此时所述第二DC/DC变换器202的开机信号A2有效，所述风力发电机201的电能经三根输出相线a、b、c送到所述三相整流电路203的D1-D6，经过整流滤波后在第一、第二、第三电容C1，C2，C3中储存，所述第一、第二、第三电容C1，C2，C3上的电压经第一、第二电阻R1，R2分压后提供给所述第二DC/DC变换器202，作为所述第二DC/DC变换器202的基准电流比较值，当风增大时，所述风力发电机201的输出电压变高，所述第一、第二、第三电容C1，C2，C3上的电压也随着变高，所述第一、第二电阻R1，R2分压值同样随着变高，导致所述第二DC/DC变换器202对所述储能单元4输入端A4的充电电流增大，在不超过所述储能单元4允许的充电电流情况下，充电电流越大充电效率越高，实现了充电功率对风能的自动跟踪，所述第二DC/DC变换器202的充电功率由第七双向控制端A7-A2向所述直流储能控制器7传送，所述第二DC/DC变换器202的开、关机信号也由所述直流储能控制器7通过所述第七双向控制端A7—A2控制。

所述光电单元1、所述风电单元2和所述富余功率充电单元6对所述储能单元4充电的同时，将分别把各自的充电电压、电流、温度、充电功率信息按500ms时间间隔，通过各自的双向控制信息端提供给所述直流储能控制器7，所述交流用电控制器8也将所述油电单元3的柴油发电机组的输出功率提供给所述直流储能控制器7，所述直流储能控制器7计算出当前所述光电单元1、所述风电单元2、所述富余功率充电单元6以及所述油电单元3的柴油发电机组的输出功率、负载用电的功率值，并送出到所述人机操作故障报警单元10的屏幕上显示。

进一步的，参见图7所示，所述直流储能控制器7内的第二供电电路701得到所述稳压模块13的供电电压后，通过所述第二供电电路701的第一输出端向第二双向接口电路702和单向接口电路703的电源输入端供电，通过所述第二供电电路701的第二输出端向第二单片机704的电源输入端供电。当所述开关K1闭合，所述直流储能控制器7得电后，所述直流储能控制器7分别通过对应双向控制端启动所述光电单元1、所述风电单元2及所述油电单元3各自工作，所述光电单元1、所述风电单元2分别把对所述储能单元4的充电功率送回到所述直流储能控制器7；所述交流用电控制器8也分别把所述柴油发电机组302输出功率和富余功率充电功率通过双向交互信号送回到所述直流储能控制器7；所述直流储能控制器7通过所述第五双向控制端A17-A18关闭所述逆变器9，所述直流储能控制器7通过单向信号查询所述储能单元4电流、电压、温度信息，并累计计算所述储能单元4储存的电量，这时，参见图11所示，所述直流储能控制器7的控制方法如下：

1）当所述储能单元4的累计电量达到90%时，所述直流储能控制器7会通过所述第五双向控制端A17-A18启动所述逆变器9工作，所述直流储能控制器7在得到所述逆变器9正常供电的回送信号后，延时2S关闭所述油电单元3，以确保所述用电单元12安全，所述计量单元11开始记录所述逆变器9有其输出端A33输出的电能，同时通知所述交流用电控制器8关闭所述富余功率充电单元6；

2）当所述逆变器9工作到所述储能单元4的累计电量只剩下30%时，所述直流储能控制器7会通过所述第二双向控制端A7-A3启动所述油电单元3工作，并通知所述交流用电控制器8检测所述油电单元3的输出电压和电流，所述直流储能控制器7在得到所述交流用电控制器8关于所述油电单元3正常供电的回送信号后，延时2S关闭所述逆变器9，以确保所述用电单元12安全，同时通知所述交流用电控制器8打开所述富余功率充电单元6工作，所述计量单元11开始记录所述油电单元3的输出电能；

3）当所述油电单元3的输出功率小于50%时，只要所述储能单元4电量大于50%，优先使用所述逆变器9供电输出，以降低油耗，减少污染。

进一步的，参见图5所示，当有光电、风电、富余功率充电时，或者所述逆变器9工作时，所述储能单元4内的单体电池BT的电压和电流及温度都会发生变化，电压检测模块403将各所述单体电池BT的电压进行处理后，把总电压和有问题的所述单体电池BT编号及电压值通过电池电压信号输出端A29传送给所述直流储能控制器7的电池电压信号接收端A9，所述直流电流传感器401将所述电池组的充电、放电电流值，通过电池电压信号输出端A28传送给所述直流储能控制器7的电池电压信号接收端A8，所述温度传感器402将所述电池组的充电、放电温度值，通过电池温度信号输出端A30传送给所述直流储能控制器7的电池温度信号接收端A10。

此时，参见图11所示，所述直流储能控制器7根据所述电池组总电压和所述单体电池BT电压值的高低、电流值的大小、温度值的高低分别进行如下控制：

1）当所述储能单元4的总电压或者有单体电池电压超过允许上限值时，所述直流储能控制器7分别会通过对应的双向控制端同时关断所述光电单元1、所述风电单元2和所述富余功率充电单元3对所述储能单元4的充电，以保证所述储能单元4安全，并报警；

2）当所述储能单元4的充电电流超过允许上限值时，所述直流储能控制器7会通过双向控制端分别关断所述富余功率充电单元6后，再关断所述风电单元2，甚至关断所述光电单元1对所述储能单元4充电，直到充电电流回到允许值，以保证所述储能单元4安全，并报警；

3）当所述储能单元4的温度超过允许上限值时，所述直流储能控制器7会分别通过对应的双向控制端同时关闭所述光电单元1、所述风电单元2、所述富余功率充电单元6和所述逆变器9的工作，并自动启动所述油电单元3工作，以保证所述储能单元4安全和正常用电，并报警。

当所述直流储能控制器7通过所述第五双向控制端A17-A18启动所述逆变器9后，所述逆变器9通过其输入端A19将所述储能单元4输出端A31输出的直流电源变换为三相交流电源，在把三相交流电源送到所述计量单元11的第一输入端A20的同时，还把输出功率回传给所述直流储能控制器7。所述逆变器9将输出的三相交流电源的电压、频率、相位调试成与所述柴油发电机组302相同，使所述柴油发电机组302和所述逆变器9同时工作电压、频率、相位保持一致。

所述人机操作故障报警单元10能够对所述逆变器9、所述油电单元3的启动延时时间、所述储能单元4的电压、电流、温度等进行设置，能够对所述逆变器9、所述油电单元3的输出功率、所述储能单元4的电压、电流、温度值和所述光电单元1、所述风电单元2、所述富余功率充电单元6的充电功率进行显示、累计储存及报警。进一步的，参见图8所示，所述人机操作故障报警单元10得到所述稳压模块13的供电电压后，当有从操作键盘1001来的操作信号时，所述人机操作故障报警单元10将操作信号通过双向交互信号送到所述直流储能控制器7进行相关操作；所述直流储能控制器7将显示报警信号通过双向交互信号送到所述人机操作故障报警单元10进行显示和报警。

    进一步的，参见图9所示，所述计量单元11的所述第一交流电度表1101通过其第一输入端A20计量所述逆变器9的输出电能，所述计量单元11的所述第二交流电度表1102通过其第二输入端A21计量所述油电单元3的输出电能。

    以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (1)

1.一种孤网光风油混合发电系统的控制方法，其特征在于，具体包括以下过程：

使用时，闭合电源开关（K1），稳压模块（13）分别向光电单元（1）、风电单元（2）、油电单元（3）、直流储能控制器（7）、交流用电控制器（8）、逆变器（9）和人机操作故障报警单元（10）供电；

所述人机操作故障报警单元（10）通过第一双向控制端（A22-A16）给所述直流储能控制器（7）发送信号，所述直流储能控制器（7）通过第二双向控制端（A7-A3）启动所述油电单元（3），所述油电单元（3）的输出端（A5）将产生的电能送到计量单元（11）的输入端（A21），所述计量单元（11）通过其输出端（A34）将电能送到用电单元（12），启动所述用电单元（12）；

所述用电单元（12）工作后，所述交流用电控制器（8）通过其一个输入端（A15）得到的当时所述油电单元（3）的输出电压，所述交流用电控制器（8）通过其另一个输入端（A25）得到的，并通过交流电传感器（5）接受的当时所述油电单元（3）的输出电流，所述交流用电控制器（8）根据测得的输出电压和输出电流，计算出所述油电单元（3）的实际输出功率Ps和富余功率Pc，当所述油电单元（3）的实际输出功率Ps小于所述油电单元（3）的额定输出功率Pe，则所述油电单元（3）产生富余功率Pc，富余功率Pc=额定功率Pe－实际输出功率Ps，此时所述交流用电控制器（8）的控制方法为：

1）所述交流用电控制器（8）通过第三双向控制端（A14-A13）将所述富余功率充电单元（6）的第1次基准功率设置为0.6Pc，再通过所述第三双向控制端（A14-A13）将所述富余功率充电单元（6）启动，所述富余功率充电单元（6）的输出端（A32）向储能单元（4）的输入端（A4）充电；

2）所述交流用电控制器（8）再次测试所述油电单元（3）的实际输出功率Ps，如果经计算还有富余功率Pc，则采用增加一固定功率值△P，来使所述富余功率充电单元（6）的充电功率增加一个△P，并不断测试和计算所述油电单元（3）的实际输出功率Ps，达到逐次逼近所述油电单元（3）的最佳输出功率带，通过调节所述富余功率充电单元（6）的充电功率，使所述油电单元（3）始终工作在最佳输出功率点附近，以实现油电转换的最大效率；

3）所述交流用电控制器（8）每过500mS时间就会测试所述油电单元（3）的输出电压和电流、计算实时的实际输出功率Ps，这时有：

3.1）当测试到所述油电单元（3）的实际输出功率Ps已经达到允许的额定值的1.1Pe时，即富余功率Pc为负的0.1额定功率Pe，所述交流用电控制器（8）采用先减少一固定功率值△P，来使所述富余功率充电单元（6）的充电功率减少一个△P，这种减少过程一直持续到所述油电单元（3）的输出电压回到允许的有效值以上，并保持不变；

3.2）当测试到所述油电单元（3）的实际输出功率Ps已经达到允许的额定值的1.1Pe以下时，即富余功率Pc为负的0.1额定功率Pe以下，所述交流用电控制器（8）将马上关闭所述富余功率充电单元（6），这时又会有：

A.若所述油电单元（3）的实际输出功率Ps回到允许的有效值以上，并出现富余功率Pc，则此时仍然按照上述富余功率Pc处理方式进行充电平衡；

B.若所述油电单元（3）的实际输出功率Ps仍然没有回到允许的有效值以上，则此时所述交流用电控制器（8）通过第四双向控制端（A12-A11）把故障信息传递给所述直流储能控制器（7），所述直流储能控制器（7）通过所述第一双向控制端（A16-A22）把故障信息传递给所述人机操作故障报警单元（10）报警，同时所述直流储能控制器（7）通过第五双向控制端（A17-A18）自动启动所述逆变器（9）工作，解决短大负载时用电需要，当用电负载回到正常值后，所述直流储能控制器（7）通过所述第五双向控制端（A17-A18）自动关闭所述逆变器（9）；

当所述光电单元（1）接收到阳光，进行光电转换后，将得到的直流电能经其输出端（A26）送入所述储能单元（4）的输入端（A4）充电；当所述风电单元（2）接收到风能，进行凤电转换后，将得到的直流电能经其输出端（A27）送入所述储能单元（4）的输入端（A4）充电；所述光电单元（1）、所述风电单元（2）和所述富余功率充电单元（6）对所述储能单元（4）充电的同时，将分别把各自的充电电压、电流、温度、充电功率信息按500ms时间间隔，通过各自的双向控制信息端提供给所述直流储能控制器（7），所述交流用电控制器（8）也将所述油电单元（3）的柴油发电机组的输出功率提供给所述直流储能控制器（7），所述直流储能控制器（7）计算出当前所述光电单元（1）、所述风电单元（2）、所述富余功率充电单元（6）以及所述油电单元（3）的柴油发电机组的输出功率、负载用电的功率值，并送出到所述人机操作故障报警单元（10）的屏幕上显示；

所述直流储能控制器（7）对所述储能单元（4）实时进行电压、电流、温度、累计电量监控和计算，同时对所述储能单元（4）进行如下控制：

1）当所述储能单元（4）的总电压或者有单体电池电压超过允许上限值时，所述直流储能控制器（7）会通过双向控制端同时关断所述光电单元（1）、所述风电单元（2）和所述富余功率充电单元（3）对所述储能单元（4）的充电，以保证所述储能单元（4）安全，并报警；

2）当所述储能单元（4）的充电电流超过允许上限值时，所述直流储能控制器（7）会通过双向控制端分别关断所述富余功率充电单元（6）后，再关断所述风电单元（2），甚至关断所述光电单元（1）对所述储能单元（4）充电，直到充电电流回到允许值，以保证所述储能单元（4）安全，并报警；

3）当所述储能单元（4）的温度超过允许上限值时，所述直流储能控制器（7）会分别通过双向控制端同时关闭所述光电单元（1）、所述风电单元（2）、所述富余功率充电单元（6）和所述逆变器（9）的工作，并自动启动所述油电单元（3）工作，以保证所述储能单元（4）安全和正常用电，并报警；

4）当所述储能单元（4）的累计电量达到90%时，所述直流储能控制器（7）会通过双向控制端启动所述逆变器（9）工作，所述直流储能控制器（7）在得到所述逆变器（9）正常供电的回送信号后，延时2S关闭所述油电单元（3），以确保所述用电单元（12）安全，所述计量单元（11）开始记录所述逆变器（9）输出电能，同时通知所述交流用电控制器（8）关闭所述富余功率充电单元（6）；

5）当所述逆变器（9）工作到所述储能单元（4）的累计电量只剩下30%时，所述直流储能控制器（7）会通过双向控制端启动所述油电单元（3）工作，并通知所述交流用电控制器（8）检测所述油电单元（3）的输出电压和电流，所述直流储能控制器（7）在得到所述交流用电控制器（8）关于所述油电单元（3）正常供电的回送信号后，延时2S关闭所述逆变器（9），以确保所述用电单元（12）安全，同时通知所述交流用电控制器（8）打开所述富余功率充电单元（6）工作，所述计量单元（11）开始记录所述油电单元（3）的输出电能；

6）当所述油电单元（3）的输出功率小于50%时，只要所述储能单元（4）电量大于50%，优先使用所述逆变器（9）供电输出，以降低油耗，减少污染；

所述人机操作故障报警单元（10）能够对所述逆变器（9）、所述油电单元（3）的启动延时时间、所述储能单元（4）的电压、电流、温度进行设置，能够对所述逆变器（9）、所述油电单元（3）的输出功率、所述储能单元（4）的电压、电流、温度值和所述光电单元（1）、所述风电单元（2）、所述富余功率充电单元（6）的充电功率进行显示、累计储存及报警。