CN104734307A - 一种孤网直流互补供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种孤网直流互补供电系统，包括数个由直流电网连接的发电装置，发电装置中均设有发电单元、充电单元、带有锂电池保护器的锂电池组单元、逆变单元和限流单元；发电单元连接充电单元，充电单元连接锂电池组单元，锂电池组单元分别连接逆变单元和限流单元，逆变单元连接用电器；发电单元和限流单元分别连接第一、第二二极管的正极，第一、第二二极管的负极均连接直流电网；直流电网分别连接第三、第四二极管的正极，第三、第四二极管的负极分别连接充电单元和逆变单元。本发明可以将若干独立的发电装置进行并网，形成一个孤网系统，用来管理和协调孤网中过剩的电量，使资源可以互补，大大节约了资源。
Description
技术领域
本发明属于输变电技术领域，具体涉及一种孤网直流互补供电系统。
背景技术
在高原山区或草原，无论是边关哨所、大山中的矿场还是牧场的牧民等都需要用电。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。这时通常都是采用独立的发电装置现场发电来解决工作、生活用电。
并且现如今柴油发电模式已被更环保的发电模式所取代，类似太阳能发电或者风力发电技术已经广泛利用在了边关的哨所和草原的牧场上。但大部分太阳能或风力的发电装置均只能给一个用户使用，而非多个用户的并网使用，这样就存在当一个用户有多余的电却不能够给其他缺电的用户使用的问题。根据目前的需求，就需要有一种小型的，简单可靠的，联网模式的直流互补供电系统，主要用户为草原游牧与边关定居生活的人群。
发明内容
为克服现有技术的缺点，本发明提供了一种孤网直流互补供电系统，用于3-5户的发电装置所组成的孤立网络，旨在管理和协调孤网中各个发电装置过剩的电量，使资源可以互补。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种孤网直流互补供电系统，包括若干个由直流电网连接在一起的发电装置，每个所述发电装置均设置有发电单元、充电单元、带有锂电池保护器的锂电池组单元、逆变单元和限流单元；在每个所述发电装置中，所述发电单元连接所述充电单元，所述充电单元连接所述锂电池组单元，所述锂电池组单元分别连接所述逆变单元和所述限流单元，所述逆变单元与用电器连接；所述发电单元和所述限流单元分别与第一、第二二极管的正极连接，所述第一、第二二极管的负极均与所述直流电网连接；所述直流电网分别与第三、第四二极管的正极连接，所述第三、第四二极管的负极分别与所述充电单元和所述逆变单元连接。
进一步的，所述发电装置的数量为3-5个。
进一步的，所述发电单元为风力发电机或太阳能板。
进一步的，所述太阳能板为110V 240W的太阳能板。
进一步的，所述锂电池保护器为具有物理保护开关和电流均衡能力的锂电池保护器，所述的物理保护开关采用可受温度影响从而产生形变的形状记忆合金或双金片。
锂电池保护器的详细内容以及其与锂电池的连接方式请见专利“锂离子电池保护器”（授权公告号：CN203787945U）和专利“一种基于均衡触发式锂电池物理保护器”（授权公告号：CN203983969U）。
进一步的，所述发电装置中可串并联多个所述锂电池模组，每个所述锂电池模组分别对应一个所述充电单元，所述充电单元的功率为100W-500W，或根据设计需要调整功率。
进一步的，所述锂电池组单元的标称电压为110V，以保证输送距离。
进一步的，所述逆变单元的功率为1000W～5000W，根据设计需要调整功率。
本发明的工作原理如下：
每户发电装置的发电单元（太阳能板或风力发电机）首先为各自所在的发电装置的锂电池组单元进行充电，锂电池组单元可以通过逆变单元为当地的用电器供电；由于每户的用电需求存在差异，所以当某户的发电装置中的锂电池组单元处于满电状态时，该户的发电单元所产生的电力将不再会被充进该户的锂电池组单元中，转而会被输送到直流电网中，通过直流电网给其他用户的发电装置中未充满电的锂电池充电，或直接给其他用户发电装置地区的用电器供电；当某户不需用电时，该户的锂电池组单元同样可以通过限流单元将电力输送到直流电网中，通过直流电网将电力转移到其他用电量较大的用户的发电装置中，这就能够合理分配和利用电力，而且使资源可以互补，大大节约了资源。
本发明具有以下有益效果：
首先，本发明中的锂电池组单元是基于本申请人在先申请的专利“锂离子电池保护器”（授权公告号：CN203787945U）、“一种基于均衡触发式锂电池物理保护器”（授权公告号：CN203983969U）以及“基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组”（授权公告号：CN203839453U），实现了锂电池的铅酸化、模块化，解决了锂电池在充电过程中过温、过充等问题，大大提高了锂电池的寿命，也为发电装置的并网提供了基础。
其次，本发明用于边关或草原的零散用户，可将方圆1公里范围内的3-5户的发电装置构建成一个孤立的网络，组网相对简单，旨在用来管理和协调孤网中每户的发电装置中过剩的电量。在将每户的发电装置进行组网后，为防止反向造成的系统故障，利用二极管的单向导通性进行隔离输送，在各个发电装置之间实现电压差调整。当某户发电装置中的锂电池组单元处于满电状态时，该户的发电单元所产生的电力将不再会被充进该站的锂电池组单元中，转而会被输送到直流电网中，通过直流电网给其他用户的发电装置中未充满电的锂电池充电，或直接给其他用户的发电装置地区的用电器供电。这样不仅满足了边远地区的用电需求，而且使资源可以互补，大大节约了资源。
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为本发明的电气连接图。
图中标号说明：1、直流电网；2、发电装置；3、发电单元；4、充电单元；5、锂电池组单元；6、逆变单元；7、限流单元；8、用电器，9、第一二极管；10、第二二极管；11、第三二极管；12、第四二极管。
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。
参见图1所示，一种孤网直流互补供电系统，包括若干个由直流电网1连接在一起的发电装置2，每个所述发电装置2均设置有发电单元3、充电单元4、带有锂电池保护器的锂电池组单元5、逆变单元6和限流单元7；在每个所述发电装置2中，所述发电单元3连接所述充电单元4，所述充电单元4连接所述锂电池组单元5，所述锂电池组单元5分别连接所述逆变单元6和所述限流单元7，所述逆变单元6与用电器8连接；所述发电单元3和所述限流单元7分别与第一、第二二极管9，10的正极连接，所述第一、第二二极管9,10的负极均与所述直流电网1连接；所述直流电网1分别与第三、第四二极管11,12的正极连接，所述第三、第四二极管11,12的负极分别与所述充电单元4和所述逆变单元6连接。
进一步的，所述发电装置2的数量为3-5个。
进一步的，所述发电单元3为风力发电机或太阳能板。
进一步的，所述太阳能板3为110V 240W的太阳能板。
进一步的，所述锂电池保护器为具有物理保护开关和电流均衡能力的锂电池保护器，所述的物理保护开关采用可受温度影响从而产生形变的形状记忆合金或双金片。
锂电池保护器的详细内容以及其与锂电池的连接方式请见专利“锂离子电池保护器”（授权公告号：CN203787945U）和专利“一种基于均衡触发式锂电池物理保护器”（授权公告号：CN203983969U）。
进一步的，所述发电装置2中可串并联多个所述锂电池模组5，每个所述锂电池模组5分别对应一个所述充电单元4，所述充电单元4的功率为100W-500W，或根据设计需要调整功率。
进一步的，所述锂电池组单元5的标称电压为110V，以保证输送距离。
进一步的，所述逆变单元6的功率为1000W～5000W，根据设计需要调整功率。
本发明的工作原理如下：
每户发电装置的发电单元（太阳能板或风力发电机）首先为各自所在的发电装置的锂电池组单元进行充电，锂电池组单元可以通过逆变单元为当地的用电器供电；由于每户的用电需求存在差异，所以当某户的发电装置中的锂电池组单元处于满电状态时，该户的发电单元所产生的电力将不再会被充进该户的锂电池组单元中，转而会被输送到直流电网中，通过直流电网给其他用户的发电装置中未充满电的锂电池充电，或直接给其他用户发电装置地区的用电器供电；当某户不需用电时，该户的锂电池组单元同样可以通过限流单元将电力输送到直流电网中，通过直流电网将电力转移到其他用电量较大的用户的发电装置中，这就能够合理分配和利用电力，而且使资源可以互补，大大节约了资源。
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 (8)
1.一种孤网直流互补供电系统，其特征在于：包括若干个由直流电网（1）连接在一起的发电装置（2），每个所述发电装置（2）中均设置有发电单元（3）、充电单元（4）、带有锂电池保护器的锂电池组单元（5）、逆变单元（6）和限流单元（7）；在每个所述发电装置（2）中，所述发电单元（3）连接所述充电单元（4），所述充电单元（4）连接所述锂电池组单元（5），所述锂电池组单元（5）分别连接所述逆变单元（6）和所述限流单元（7），所述逆变单元（6）与用电器（8）连接；所述发电单元（3）和所述限流单元（7）分别与第一、第二二极管（9，10）的正极连接，所述第一、第二二极管（9,10）的负极均与所述直流电网（1）连接；所述直流电网（1）分别与第三、第四二极管（11,12）的正极连接，所述第三、第四二极管（11,12）的负极分别与所述充电单元（4）和所述逆变单元（6）连接。
2.根据权利要求1所述的孤网直流互补供电系统，其特征在于：所述发电装置（2）的数量为3-5个。
3.根据权利要求1所述的孤网直流互补供电系统，其特征在于：所述发电单元（3）为风力发电机或太阳能板。
4.根据权利要求3所述的孤网直流互补供电系统，其特征在于：所述太阳能板（3）为110V 240W的太阳能板。
5.根据权利要求1所述的孤网直流互补供电系统，其特征在于：所述锂电池保护器为具有物理保护开关和电流均衡能力的锂电池保护器；所述的物理保护开关采用可受温度影响从而产生形变的形状记忆合金或双金片。
6.根据权利要求1所述的孤网直流互补供电系统，其特征在于：所述发电装置（2）中可串并联多个所述锂电池模组（5），每个所述锂电池模组（5）分别对应一个所述充电单元（4），所述充电单元（4）的功率为100W-500W。
7.根据权利要求1所述的孤网直流互补供电系统，其特征在于：所述锂电池组单元（5）的标称电压为110V以上。
8.根据权利要求1所述的孤网直流互补供电系统，其特征在于：所述逆变单元（6）的功率为1000W～5000W。
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| CN103683272A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-03-26 | 许继电气股份有限公司 | 一种独立直流微电网系统及其能量平衡控制方法 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |