CN108448697A - 一种清洁能源的智能优化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种清洁能源的智能优化装置，包括外壳，所述外壳的一侧底端设有输入端子，且外壳的正面底端设有输出端子，所述外壳的内部分别安装有逆变器和变压器，且外壳的内部一侧固定安装有电力调度器，所述外壳的内部位于输入端子的外侧设有传感器组件，所述外壳的顶部固定安装有控制柜，且控制柜的两侧均镶嵌有散热风机，所述控制柜的内部固定安装有FPGA控制器，且控制柜的内部底端两侧分别设有漏电保护器和蓄电池组，所述控制柜的顶部两侧分别安装有蜂鸣器和无线通讯器。该发明结构设计简单合理，操作方便，便于操作调节，安全稳定，再生能源优化效果好，电力转换效率快，使用效率高，适用范围广，有利于推广和普及。
Description
技术领域
本发明属于清洁能源优化技术领域，具体涉及一种清洁能源的智能优化装置。
背景技术
一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类型。再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们在自然界可以循环再生。是取之不尽，用之不竭的能源，不需要人力参与便会自动再生，是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源。
中国专利申请201610561248.4公开了可再生能源微电网优化调度系统，包括数据采集模块、数据存储模块、数据建模分析模块以及调节交互模块，所述的数据采集模块将采集的历史数据存储在数据存储模块的关系型数据库中并发送至数据建模分析模块，由数据建模分析模块中的数据处理中心对历史数据进行数据建模分析生成数据记录表并输出能源产耗预测结果，能源产耗预测结果输出至调节交互模块，由调节交互模块通过可再生能源优化调度系统控制中心制定出最优能源调度方案。通过上述，本发明适用于并网或离网运作的微电网，满足多种能源共存的复杂微电网系统的优化调度，制定最优的调度策略，使得微电网的运营更加经济、高效。
中国专利申请CN201510677239.7公开了一种基于可再生能源的能量供给系统，如图1所示，其包括光伏发电模块、太阳能加热模块、风力发电模块、生活废水再利用模块、沼气供能发电模块和电能储蓄模块，所述的光伏发电模块、太阳能加热模块、风力发电模块、生活废水再利用模块、沼气供能发电模块共同与电力储蓄模块连接，本发明的有益效果是：对多种可再生资源进行了优化整合，建立了相互依存的可再生能源利用系统，提高了能源的利用率，同时有效的减少了传统资源对环境造成的影响。
中国专利申请CN201410370735.3公开了一种考虑可再生能源的电源优化规划方法，如图2所示，其包括采集信息生成电源优化规划基础数据库，包括规划概貌、电厂基本参数、系统负荷、投产决策约束、经济技术指标以及水文信息；建立电源优化规划数学模型，包括决策变量、目标函数以及约束条件；采用启发式算法求解电源优化规划问题，电源优化规划的决策内容包括各个待选电厂的投建时间和投建容量；以两个指标：单位电量费用微增率和单位电力费用微增率来决定电厂的投产顺序，以电力电量平衡作为投产的终止条件。本发明通过对电厂投资和运行费用计算的建模，以及对可再生能源激励措施的量化，得到包含可再生能源电厂的电源优化规划方案。
现有技术中的利用可再生能源进行发电技术，有的装置或者方法复杂导致可靠性交底且成本较高，或者利用可再生能源发电转换效率慢，适用范围受到限制。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种清洁能源的智能优化装置和方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种可再生能源的智能优化装置，包括外壳，所述外壳的一侧底端设有用于连接清洁能源发电设备的输入端子，且外壳的正面底端设有用于连接负载或者外置电源的输出端子，所述外壳的内部分别安装有与输入端子通过导线连接的逆变器和变压器，且外壳的内部一侧固定安装有通过导线与输出端子连接的电力调度器，所述外壳的内部位于输入端子的外侧设有传感器组件，所述外壳的顶部固定安装有控制柜，且控制柜的两侧均镶嵌有散热风机，所述控制柜的内部固定安装有FPGA控制器，且控制柜的内部底端两侧分别设有漏电保护器和蓄电池组，所述控制柜的顶部两侧分别安装有蜂鸣器和无线通讯器，且控制柜的正面两侧均铰接有相互配合的柜门。
优选的，所述外壳的底部拐角处对称安装有四组粘贴减震橡胶垫的支腿，且外壳的底部一侧安装有接地线。
优选的，为了进一步减小震动对智能优化装置的影响，保证该装置的正常工作，所述的减震橡胶垫的厚度H为2-4.5mm，常温下100％定伸弹性模量E为0.006-0.0075GPa。
优选的，减震橡胶垫的厚度H和常温下100％定伸弹性模量E满足以下关系：352≤HE≤685。
优选的，所述输入端子和输出端子的外端均安装有带密封垫圈的接线柱，且输入端子和输出端子均至少设有两组。
优选的，所述传感器组件包括电压传感器和电流传感器，且无线通讯器为G网络通讯器。
优选的，所述散热风机的外端活动安装有防尘滤网和吸湿纤维膜，且FPGA控制器的表面设有LED显示屏和控制按钮。
优选的，所述FPGA控制器通过导线分别与逆变器、变压器、电力调度器、散热风机、漏电保护器、蓄电池组和蜂鸣器电性连接，且FPGA控制器通过数据线与传感器组件和无线通讯器信号连接。
优选的，所述柜门的表面上端均设有观察窗，且两组柜门连接处设有相互配合的机械锁。
本发明还提供一种清洁能源的智能优化方法，包括如下步骤：
S1、首先把输入端子和输出端子分别与多组清洁能源发电设备和负载或者外置电源连接固定；
S2、当多组清洁能源发电设备产生的电力传到外壳的时候利用传感器组件感应电力的电压或者电流，并且把测得电压与电流值传到FPGA控制器处理分析；
S3、FPGA控制器根据电压与电流值判断是否需要利用逆变器和变压器改变电流性质和电压的大小，然后再通过电力调度器把电力和改变电压与电流性质的电力从输出端子分配给负载或者外置电源；
S4、漏电保护器实时感应在电力通过的时候是否有漏电的情况，当出现漏电时直接断开输入端子与逆变器和变压器之间的连接，并且FPGA控制器会控制蜂鸣器发出报警；
S5、利用无线通讯器可以实现FPGA控制器与移动设备或者控制终端进行信号连通，从而便于实现远程管控，同时利用带观察窗的柜门可以便于后期对该装置进行维护或者调节。
与现有技术相比，本发明的技术效果和优点：
(1)本发明通过该装置直接把清洁能源发电设备产生的电力直接供给负载或者外置电源可以提高清洁能源发电设备产生的电力使用效率；
(2)本发明通过传感器组件可以有效的感应清洁能源发电设备产生电力的电压和电流并利用逆变器和变压器对电力的电压或者电流进行改变，同时配合电力调度器可以有效的对电力进行调度，漏电保护器可以有效的防止该装置漏电，无线通讯器可以便于实现远程管控该优化装置；
(3)本发明结构设计简单合理，操作方便，便于操作调节，安全稳定，再生能源优化效果好，电力转换效率快，使用效率高，适用范围广，有利于推广和普及；
(4)本发明通过设定减震橡胶垫的厚度和弹性模量，以及它们之间满足的关系，以减小震动对智能优化装置的影响，保证该装置的正常工作。
附图说明
图1为现有技术中的基于可再生能源的能量供给系统示意图；
图2为现有技术中的考虑可再生能源的电源优化规划方法流程图；
图3为本发明的结构示意图；
图4为本发明的剖视图；
图5为本发明的电路模块示意图。
图3-5中：1外壳、2输入端子、3逆变器、4变压器、5传感器组件、6电力调度器、7输出端子、8控制柜、9散热风机、10漏电保护器、11蓄电池组、12蜂鸣器、13无线通讯器、14FPGA控制器、15柜门、16观察窗。
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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1
本发明提供了如图3-5所示的一种清洁能源的智能优化装置，包括外壳1，所述外壳1的一侧底端设有用于连接清洁能源发电设备的输入端子2，且外壳1的正面底端设有用于连接负载或者外置电源的输出端子7，所述外壳1的内部分别安装有与输入端子2通过导线连接的逆变器3和变压器4，且外壳1的内部一侧固定安装有通过导线与输出端子7连接的电力调度器6，所述外壳1的内部位于输入端子2的外侧设有传感器组件5，所述外壳1的顶部固定安装有控制柜8，且控制柜8的两侧均镶嵌有散热风机9，所述控制柜8的内部固定安装有FPGA控制器14，且控制柜8的内部底端两侧分别设有漏电保护器10和蓄电池组11，所述控制柜8的顶部两侧分别安装有蜂鸣器12和无线通讯器13，且控制柜8的正面两侧均铰接有相互配合的柜门15。
具体的，所述外壳1的底部拐角处对称安装有四组粘贴减震橡胶垫的支腿，且外壳1的底部一侧安装有接地线。通过粘贴减震橡胶垫的支腿可以提高外壳1的稳定性，而接地线可以消除外壳1内的静电，安全稳定。
具体的，所述输入端子2和输出端子7的外端均安装有带密封垫圈的接线柱，且输入端子2和输出端子7均至少设有两组。通过多组带密封垫圈的接线柱可以便于输入端子2和输出端子7与其他设备之间的连接。
具体的，所述传感器组件5包括电压传感器和电流传感器，且无线通讯器13为4G网络通讯器。
具体的，所述散热风机9的外端活动安装有防尘滤网和吸湿纤维膜，且FPGA控制器14的表面设有LED显示屏和控制按钮。通过防尘滤网和吸湿纤维膜可以有效的防止灰尘或者湿气进入控制柜8内对电子元器件造成短路。
具体的，所述FPGA控制器14通过导线分别与逆变器3、变压器4、电力调度器6、散热风机9、漏电保护器10、蓄电池组11和蜂鸣器12电性连接，且FPGA控制器14通过数据线与传感器组件5和无线通讯器13信号连接。
具体的，所述柜门15的表面上端均设有观察窗16，且两组柜门15连接处设有相互配合的机械锁。通过带观察窗16的柜门15可以便于后期对该装置进行维护或者调节。
本发明还提供一种清洁能源的智能优化方法，包括如下步骤：
S1、首先把输入端子和输出端子分别与多组清洁能源发电设备和负载或者外置电源连接固定；
S2、当多组清洁能源发电设备产生的电力传到外壳的时候利用传感器组件感应电力的电压或者电流，并且把测得电压与电流值传到FPGA控制器处理分析；
S3、FPGA控制器根据电压与电流值判断是否需要利用逆变器和变压器改变电流性质和电压的大小，然后再通过电力调度器把电力和改变电压与电流性质的电力从输出端子分配给负载或者外置电源；
S4、漏电保护器实时感应在电力通过的时候是否有漏电的情况，当出现漏电时直接断开输入端子与逆变器和变压器之间的连接，并且FPGA控制器会控制蜂鸣器发出报警；
S5、利用无线通讯器可以实现FPGA控制器与移动设备或者控制终端进行信号连通，从而便于实现远程管控，同时利用带观察窗的柜门可以便于后期对该装置进行维护或者调节。
综上所述，本发明提出的一种清洁能源的智能优化装置和方法，与现有技术相比，通过该装置直接把清洁能源发电设备产生的电力直接供给负载或者外置电源可以提高清洁能源发电设备产生的电力使用效率，通过传感器组件5可以有效的感应清洁能源发电设备产生电力的电压和电流并利用逆变器3和变压器4对电力的电压或者电流进行改变，同时配合电力调度器6可以有效的对电力进行调度，漏电保护器10可以有效的防止该装置漏电，无线通讯器13可以便于实现远程管控该优化装置，该发明结构设计简单合理，操作方便，便于操作调节，安全稳定，再生能源优化效果好，电力转换效率快，使用效率高，适用范围广，有利于推广和普及。
实施例2
如图3-5所示的一种清洁能源的智能优化装置，包括外壳1，所述外壳1的一侧底端设有用于连接清洁能源发电设备的输入端子2，且外壳1的正面底端设有用于连接负载或者外置电源的输出端子7，所述外壳1的内部分别安装有与输入端子2通过导线连接的逆变器3和变压器4，且外壳1的内部一侧固定安装有通过导线与输出端子7连接的电力调度器6，所述外壳1的内部位于输入端子2的外侧设有传感器组件5，所述外壳1的顶部固定安装有控制柜8，且控制柜8的两侧均镶嵌有散热风机9，所述控制柜8的内部固定安装有FPGA控制器14，且控制柜8的内部底端两侧分别设有漏电保护器10和蓄电池组11，所述控制柜8的顶部两侧分别安装有蜂鸣器12和无线通讯器13，且控制柜8的正面两侧均铰接有相互配合的柜门15。
具体的，所述外壳1的底部拐角处对称安装有四组粘贴减震橡胶垫的支腿，且外壳1的底部一侧安装有接地线。通过粘贴减震橡胶垫的支腿可以提高外壳1的稳定性，而接地线可以消除外壳1内的静电，安全稳定。
具体的，所述输入端子2和输出端子7的外端均安装有带密封垫圈的接线柱，且输入端子2和输出端子7均至少设有两组。通过多组带密封垫圈的接线柱可以便于输入端子2和输出端子7与其他设备之间的连接。
具体的，所述传感器组件5包括电压传感器和电流传感器，且无线通讯器13为4G网络通讯器。
具体的，所述散热风机9的外端活动安装有防尘滤网和吸湿纤维膜，且FPGA控制器14的表面设有LED显示屏和控制按钮。通过防尘滤网和吸湿纤维膜可以有效的防止灰尘或者湿气进入控制柜8内对电子元器件造成短路。
具体的，所述FPGA控制器14通过导线分别与逆变器3、变压器4、电力调度器6、散热风机9、漏电保护器10、蓄电池组11和蜂鸣器12电性连接，且FPGA控制器14通过数据线与传感器组件5和无线通讯器13信号连接。
具体的，所述柜门15的表面上端均设有观察窗16，且两组柜门15连接处设有相互配合的机械锁。通过带观察窗16的柜门15可以便于后期对该装置进行维护或者调节。
为了进一步减小震动对智能优化装置的影响，保证该装置的正常工作，所述的减震橡胶垫的厚度H为2-4.5mm，常温下100％定伸弹性模量E为0.006-0.0075GPa。
优选的，减震橡胶垫的厚度H和常温下100％定伸弹性模量E满足以下关系：
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (6)
1.一种清洁能源的智能优化装置，包括外壳(1)，其特征在于：所述外壳(1)的一侧底端设有用于连接清洁能源发电设备的输入端子(2)，且外壳(1)的正面底端设有用于连接负载或者外置电源的输出端子(7)，所述外壳(1)的内部分别安装有与输入端子(2)通过导线连接的逆变器(3)和变压器(4)，且外壳(1)的内部一侧固定安装有通过导线与输出端子(7)连接的电力调度器(6)，所述外壳(1)的内部位于输入端子(2)的外侧设有传感器组件(5)，所述外壳(1)的顶部固定安装有控制柜(8)，且控制柜(8)的两侧均镶嵌有散热风机(9)，所述控制柜(8)的内部固定安装有FPGA控制器(14)，且控制柜(8)的内部底端两侧分别设有漏电保护器(10)和蓄电池组(11)，所述控制柜(8)的顶部两侧分别安装有蜂鸣器(12)和无线通讯器(13)，且控制柜(8)的正面两侧均铰接有相互配合的柜门(15)。
2.根据权利要求1所述的一种清洁能源的智能优化装置，其特征在于：所述外壳(1)的底部拐角处对称安装有四组粘贴减震橡胶垫的支腿，且外壳(1)的底部一侧安装有接地线。
3.根据权利要求1或2所述的一种清洁能源的智能优化装置，其特征在于：所述输入端子(2)和输出端子(7)的外端均安装有带密封垫圈的接线柱，且输入端子(2)和输出端子(7)均至少设有两组。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种清洁能源的智能优化装置，其特征在于：所述传感器组件(5)包括电压传感器和电流传感器，且无线通讯器(13)为4G网络通讯器。
5.根据权利要求1所述的一种清洁能源的智能优化装置，其特征在于：所述散热风机(9)的外端活动安装有防尘滤网和吸湿纤维膜，且FPGA控制器(14)的表面设有LED显示屏和控制按钮。
6.根据权利要求1所述的一种可再生能源的智能优化装置，其特征在于：所述FPGA控制器(14)通过导线分别与逆变器(3)、变压器(4)、电力调度器(6)、散热风机(9)、漏电保护器(10)、蓄电池组(11)和蜂鸣器(12)电性连接，且FPGA控制器(14)通过数据线与传感器组件(5)和无线通讯器(13)信号连接。
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