CN110854917A - 一种基于清洁能源的互补式供能集成系统 - Google Patents

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刘旭
朱小飞
陈龙
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Abstract

本发明公开了一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，包括微电网供能系统和大电网，所述微电网供能系统与所述大电网之间设置有主断路器；所述微电网供能系统包括风机系统、微燃机系统、光伏系统、氢电系统、储能系统、负荷和能量管理云平台，所述负荷包括常用负荷和制氢系统，所述制氢系统为所述氢电系统提供氢气供应，所述风机系统、光伏系统、氢电系统、微燃机系统和储能系统均所述大电网之间设置有副断路器。本发明具有能够就地消耗、能源浪费少、形式多样。

Description

一种基于清洁能源的互补式供能集成系统
技术领域
本发明涉及供能技术领域，尤其涉及一种基于清洁能源的互补式供能集成系统。
背景技术
随着科学技术的发展，能源供应的方式变得多样化，同时，能源的来源也越来越广泛和多样，包括风能、光能、热能等，针对不同位置的实际需求，采用不同的供能方式。
在现阶段的供能系统中，常采用多种供能方式互补的形式形成不同的组合，达到互补式供能系统，在现阶段常采用的互补式供能集成系统中，供能方式大都采用易耗型供能方式，例如燃烧型、柴油机等，在实际应用中能耗大、噪音大，清洁型能源占比小，调度成本高。在海岛、边防、工业园区、偏远地区、军事基地等区域应用时，用电需求大，现阶段的供能系统难以满足要求，同时存在巨大的浪费。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是：如何提供一种能够就地消耗、能源浪费少、形式多样的基于清洁能源的互补式供能集成系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，包括微电网供能系统和大电网，所述微电网供能系统与所述大电网之间设置有主断路器；所述微电网供能系统包括风机系统、微燃机系统、光伏系统、氢电系统、储能系统、负荷和能量管理云平台，所述负荷包括常用负荷和制氢系统，所述制氢系统为所述氢电系统提供氢气供应，所述风机系统、光伏系统、氢电系统、微燃机系统和储能系统均与所述大电网之间设置有副断路器。
进一步的，所述风机系统、微燃机系统、光伏系统和氢电系统与所述大电网单向输出连接设置，所述负荷与所述大电网单向输入连接，所述储能系统与所述大电网双向连接。
进一步的，所述风机系统、光伏系统和氢电系统与所述大电网之间设置有DC/AC转换模块，所述储能系统与所述大电网之间设置有AC/DC转换模块，所述储能系统中还设置有DC/AC的逆变器模块。
进一步的，所述能量管理云平台与现场的现地控制系统通信连接，所述现地控制系统与所述风机系统、微燃机系统、光伏系统、氢电系统、储能系统和负荷之间通过PROFINET协议信号连接。
进一步的，所述风机系统由风力机、塔杆、控制器、卸荷器和逆变器组成，其输出电能为40kW。
进一步的，所述光伏系统由光伏组件、逆变器和并网柜组成，其输出电能为100kW。
进一步的，所述储能系统主要由储能模块、储能变流器组成，其储能能力为2MWh。
进一步的，微燃机系统主要由微燃机机组、LNG杜瓦瓶组和双模控制器组成，其输出电能为200kW。
进一步的，所述能量管理云平台与现场的现地控制系统通信连接。
有益效果：
(1)能源形式种类多，可满足海岛、边防、工业园区、偏远地区、军事基地等复杂工况下能源需求；
(2)通过将季节性、不确定性强、品味较低、获取价格低且环境压力极低的风能通过中间能源物质---氢气实现向可存储、可预期、稳定性较高、品味较高、不产生额外碳排放以及环境压力的能源的转化；
(3)制氢储氢氢发电有助于提升可再生能源的利用效率，将无法战略部署不稳定的能源转化为可以战略部署的稳定能源，在保证尽可能环境友好、不产生额外的碳排放及其他污染物的前提下，实现总能源储量的扩增；
(4)微燃机发电系统具有效率高、体积小、燃气多样性和噪声小等优点；
(5)基于清洁能源的互补式功能集成技术系统，实现能量管理、能量调度、能量监控的管理平台，可实现源、网、储、荷能量管理。
附图说明
图1为本发明公开的基于清洁能源的互补式供能集成系统的结构示意图。
图2为图1中互补式供能集成系统的连接示意图。
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，图2，一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，包括微电网供能系统和大电网，所述微电网供能系统与所述大电网之间设置有主断路器；所述微电网供能系统包括风机系统、微燃机系统、光伏系统、氢电系统、储能系统、负荷和能量管理云平台，所述负荷包括常用负荷和制氢系统，所述制氢系统为所述氢电系统提供氢气供应，所述风机系统、光伏系统、氢电系统、微燃机系统和储能系统均所述大电网之间设置有副断路器。
进一步的，所述风机系统、微燃机系统、光伏系统和氢电系统与所述大电网单向输出连接设置，所述负荷与所述大电网单向输入连接，所述储能系统与所述大电网双向连接。
具体的，风机系统、微燃机系统、光伏系统、氢电系统为单方向能量流动，只往大电网输电；储能系统为双方向能量流动，既往负荷输电，由接受其他发电源充电；负荷为单方向能量流动，只接受源发电。
进一步的，所述风机系统、光伏系统和氢电系统与所述大电网之间设置有DC/AC转换模块，所述储能系统与所述大电网之间设置有AC/DC转换模块，所述储能系统中还设置有DC/AC的逆变器模块。
进一步的，所述能量管理云平台与现场的现地控制系统通信连接，所述现地控制系统与所述风机系统、微燃机系统、光伏系统、氢电系统、储能系统和负荷之间通过PROFINET协议信号连接。
进一步的，所述风机系统由风力机、塔杆、控制器、卸荷器和逆变器组成，其输出电能为40kW。
进一步的，所述光伏系统由光伏组件、逆变器和并网柜组成，其输出电能为100kW。
进一步的，所述储能系统主要由储能模块、储能变流器组成，其储能能力为2MWh。
进一步的，微燃机系统主要由微燃机机组、LNG杜瓦瓶组和双模控制器组成，其输出电能为200kW。
进一步的，所述能量管理云平台与现场的现地控制系统通信连接。
具体的，能够实现对整个能源互联系统的管理、调度和监控。
有益效果：
(1)能源形式种类多，可满足海岛、边防、工业园区、偏远地区、军事基地等复杂工况下能源需求；
(2)通过将季节性、不确定性强、品味较低、获取价格低且环境压力极低的风能通过中间能源物质---氢气实现向可存储、可预期、稳定性较高、品味较高、不产生额外碳排放以及环境压力的能源的转化；
(3)制氢储氢氢发电有助于提升可再生能源的利用效率，将无法战略部署不稳定的能源转化为可以战略部署的稳定能源，在保证尽可能环境友好、不产生额外的碳排放及其他污染物的前提下，实现总能源储量的扩增；
(4)微燃机发电系统具有效率高、体积小、燃气多样性和噪声小等优点；
(5)基于清洁能源的互补式功能集成技术系统，实现能量管理、能量调度、能量监控的管理平台，可实现源、网、储、荷能量管理。
工作原理:
本系统能够实现并网运行模式和离网运行模式，其中在并网运行模式时:
系统上电，初始化，副断路器闭合，风机系统、微燃机系统、光伏系统、氢电系统往大电网输送电能，储能系统、负荷接受大电网的电能，储能系统存储电能，制氢系统开始制氢，并通过存储设备进行储氢，厂用负荷供电正常；此时，如果分布式发电源端存在故障，则切除相应的副断路器。如果负荷回路存在故障，则切除相应的负荷回路。能量管理云平台系统软件为智慧能源管理的核心平台软件，通过能量管理平台开发一个可扩展、可配置的跨平台能量管理软件，且可适用于任何其他分布式智慧能源项目，执行并网运行时微电源与储能的实时控制策略。
进行离网运行模式时:
当微电网系统检测到电压/频率发生骤变，或微电网系统有流向大电网的短路电流时，切断主断路器，微电网系统转为离网运行模式。在切换前，微电网系统与大点之间的联络线上有功率流动，即微电网内的功率供给和功率需求是不匹配的，在切换过程中，微电网系统瞬间失去了大电网的支撑，内部出现功率不平衡情况，微电网系统中能量管理平台需要在检测到离网瞬间，立即向储能系统发送指令，使得储能系统得到工作，通过DC/AC实现储能系统直流电转换为交流400VAC，实现离网的平滑切换。此时，风机系统、微燃机系统和光伏系统检测到电网线路上存在交流电，其进入工作状态；风机、光伏、微燃机、氢电系统通过能量管理云平台系统给厂区负荷、制氢系统供电，给储能系统充电，系统彻底进入离网运行模式。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，其特征在于，包括微电网供能系统和大电网，所述微电网供能系统与所述大电网之间设置有主断路器；所述微电网供能系统包括风机系统、微燃机系统、光伏系统、氢电系统、储能系统、负荷和能量管理云平台，所述负荷包括常用负荷和制氢系统，所述制氢系统为所述氢电系统提供氢气供应，所述风机系统、光伏系统、氢电系统、微燃机系统和储能系统均所述大电网之间设置有副断路器。
2.根据权利要求1所述的一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，其特征在于，所述风机系统、微燃机系统、光伏系统和氢电系统与所述大电网单向输出连接设置，所述负荷与所述大电网单向输入连接，所述储能系统与所述大电网双向连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，其特征在于，所述风机系统、光伏系统和氢电系统与所述大电网之间设置有DC/AC转换模块，所述储能系统与所述大电网之间设置有AC/DC转换模块，所述储能系统中还设置有DC/AC的逆变器模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，其特征在于，所述能量管理云平台与现场的现地控制系统通信连接，所述现地控制系统与所述风机系统、微燃机系统、光伏系统、氢电系统、储能系统和负荷之间通过PROFINET协议信号连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，其特征在于，所述风机系统由风力机、塔杆、控制器、卸荷器和逆变器组成，其输出电能为40kW。
6.根据权利要求5所述的一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，其特征在于，所述光伏系统由光伏组件、逆变器和并网柜组成，其输出电能为100kW。
7.根据权利要求6所述的一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，其特征在于，所述储能系统主要由储能模块、储能变流器组成，其储能能力为2MWh。
8.根据权利要求7所述的一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，其特征在于，微燃机系统主要由微燃机机组、LNG杜瓦瓶组和双模控制器组成，其输出电能为200kW。
9.根据权利要求7所述的一种基于清洁能源的互补式供能集成系统，其特征在于，所述能量管理云平台与现场的现地控制系统通信连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112803573A (zh) * 2021-01-18 2021-05-14 天宏阳光新能源股份有限公司 一种风光氢储互补的不间断供电系统
CN113972677A (zh) * 2021-10-29 2022-01-25 江苏慧智能源工程技术创新研究院有限公司 一种基于智能园区电力系统的协同分发控制系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102074953A (zh) * 2010-12-10 2011-05-25 天津天大求实电力新技术股份有限公司 供电与实验两用的微网系统结构
CN202586493U (zh) * 2011-09-25 2012-12-05 国网电力科学研究院 一种微电网能量管理系统
CN104682425A (zh) * 2013-11-30 2015-06-03 西安奥赛福科技有限公司 一种交流微网控制系统
CN105470997A (zh) * 2014-09-03 2016-04-06 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种微电网控制系统
CN106300393A (zh) * 2016-10-26 2017-01-04 司红磊 一种微电网系统
CN206097646U (zh) * 2016-07-20 2017-04-12 江苏伟创晶智能科技有限公司 一种用于教学的智能微网实训装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102074953A (zh) * 2010-12-10 2011-05-25 天津天大求实电力新技术股份有限公司 供电与实验两用的微网系统结构
CN202586493U (zh) * 2011-09-25 2012-12-05 国网电力科学研究院 一种微电网能量管理系统
CN104682425A (zh) * 2013-11-30 2015-06-03 西安奥赛福科技有限公司 一种交流微网控制系统
CN105470997A (zh) * 2014-09-03 2016-04-06 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种微电网控制系统
CN206097646U (zh) * 2016-07-20 2017-04-12 江苏伟创晶智能科技有限公司 一种用于教学的智能微网实训装置
CN106300393A (zh) * 2016-10-26 2017-01-04 司红磊 一种微电网系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112803573A (zh) * 2021-01-18 2021-05-14 天宏阳光新能源股份有限公司 一种风光氢储互补的不间断供电系统
CN113972677A (zh) * 2021-10-29 2022-01-25 江苏慧智能源工程技术创新研究院有限公司 一种基于智能园区电力系统的协同分发控制系统及方法

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