CN202737566U - 一种利用多种电源供电的协调管理控制装置 - Google Patents

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钟伟亮
伍亚娟
卜艳红
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Abstract

一种利用多种电源供电的协调管理控制装置，风力机组、光伏机组、柴油机组和市电分别通过直流48V母线连接负载，其中风力机组和光伏机组输出直接连接至蓄电池组，蓄电池组又连接至直流48V母线，蓄电池组的控制和检测信号通过电流变送器和电压变送器接入MPCMCS控制器，市电和柴油机组的控制和检测信号也通过电流变送器接入MPCMCS控制器，所述市电和柴油机组连接MPCMCS控制器的控制输出。本实用新型的优点在于：可灵活选配风能、太阳能、市电、柴油发电机组向负载供电，充分利用绿色能源，提供连续可靠电力供应。

Description

一种利用多种电源供电的协调管理控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种协调管理控制装置，尤其涉及一种利用多种电源供电的协调管理控制装置。 
背景技术
国内现有对风能和太阳能的利用以单一的风电，光伏发电，风光互补或者风光电互补系统为主，但单一的风能和太阳能因受自然界各因素的影响，风光互补和风光电也均存在其开发的弊端。
1)      风力发电存在风季的问题，在年风量最小月3月，将无法满足负载的供电要求；
2)      太阳能光伏发电同样因气候条件的差异而千变万化，一般仅作为白天高峰负荷节点的一种手段，很难满足负载对供电连续性的要求；
   3）风光互补供电
风光互补供电方式利用了风电、光电的蓄电池组和逆变环节的通用性，弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷，成本低，运营过程无支出，易建设，易维护，稳定可靠；节能环保。但供电状况对天气条件依赖性过强，在不能保证稳定风速和连续阳光不充足的天气条件下，供电连续性较弱。
   4）风光电供电
风光电供电方式平时以太阳能、风能为主供电，市电辅助供电，应急供电、市电直接供电相结合，但对于市电难以充分保证或无法触及的边远地区，在天气条件不能满足风光供电的情况下，供电的连续性依然较弱。
5）对于传统的柴油发电来说，其稳定性和可持续供电性使其倍受欢迎而广泛应用于各个供电领域，但是随着全球能源告急，拯救和保护一次能源已越来越受广泛关注。
发明内容
    本实用新型的目的是提供一种利用多种电源供电的协调管理控制装置，该装置能充分利用风力发电、太阳能光伏发电和柴油发电各自优点，又能弥补各自不足，同时还能保证负载供电的可靠性的供电系统已经是技术发展趋势所在，综合利用目前各清洁能源，并充分结合各自能源的特点，使其能够各司其职，分工合作，达到对自然能源合理利用，同时，也是对不可再生能源的保护。
可以为国内风力资源和太阳能资源充足的偏远无电网地区（如林场、海岛、哨所、草原、沙漠、山区、乡村、基站等）提供可靠、连续的电力供应，实现在有风的时候靠风力发电，有光的时候靠光伏发电，在两者都无法利用时启动柴油发电机组或市电供电，做到充分合理利用资源，达到节能减排的目的。
本实用新型是这样实现的，它包括风力机组、光伏机组、柴油机组、市电、蓄电池组、电流变送器、电压变送器、MPCMCS控制器，其特征是风力机组、光伏机组、柴油机组和市电分别通过直流48V母线连接负载，其中风力机组和光伏机组输出直接连接至蓄电池组，蓄电池组又连接至直流48V母线，蓄电池组的控制和检测信号通过电流变送器和电压变送器接入MPCMCS控制器，市电和柴油机组的控制和检测信号也通过电流变送器接入MPCMCS控制器，所述市电和柴油机组连接MPCMCS控制器的控制输出。
本实用新型是通过MPCMCS控制器的逻辑编程来实现对负载供电的，下面为其工作原理：MPCMCS控制器判断的依据是蓄电池的端电压，蓄电池充电电流，总共2个变量，风机控制器和光伏控制器单独控制各自支路的投入和切断满足负载用电要求，MPCMCS通过电压变送器和电流变送器采集蓄电池电压信号和电流信号，只需控制柴油机组启动和停止，或者是控制市电开关QF1的合分闸线圈进行市电的投入和切断。
风力资源和太阳能资源比较好的情况下，风力发电装置和光伏发电装置一直处于工作状态，满足负载用电需求的同时维持蓄电池电压在48到50V左右。
若突然负载功率增加，蓄电池电压下降至46V，此时MPCMCS如果检测到有市电，会自动给QF1合闸线圈发一个合闸指令，由市电给负载供电，同时给蓄电池充电。
若检测到没有市电电压，MPCMCS给柴油机组发一个启动信号，启动柴油机组给负载供电，同时给蓄电池充电。
当蓄电池电压升到56.4V左右时，MPCMCS会给QF1发分闸命令，或者给柴油机组发停机命令，停止给蓄电池充电。
同时风机控制器和光伏控制器也在一直对蓄电池端电压以及蓄电池充电电流进行检测并控制各自的启停，当蓄电池电压一直维持在54V左右时且蓄电池的充电电流小于0.01C （600Ah 的蓄电池即6A），进入浮充阶段。
本实用新型的优点在于：该技术可应用于以风能，太阳能等清洁能源为主的离网发配电系统，其优点如下：
1）可灵活选配风能、太阳能、市电、柴油发电机组向负载供电，充分利用绿色能源，提供连续可靠电力供应。
2）以太阳能光伏发电装置及风力发电装置为系统的主要能源供应装置，应用便捷，可随地安置、维护方便、无污染。
3）太阳能光伏发电装置电压输出稳定，使用寿命较一般光伏发电装置长，约为25年。光电转换效率也比其他光伏发电装置高，转换效率可达15%。
4）风力发电装置选用一种新形带遮流罩式的垂直轴风力发电机，该装置发电机采用高性能磁体结构，省去励磁控制系统，简化结构，系统效率高；风叶转速低，稳定性好，风能利用效果好；发电机输出正旋形交流电，波形好；发电机适合低风速启动，启动阻力距小，实现低风速发电，使风机真正做到微风发电，提高本供电系统的供电可靠性。
5）柴油发电机选用永磁发电机，可根据负载大小变速，具有节能功能，性能先进，运行稳定，可靠。在无风无光情况下作为备用电源，充分保证系统较高的可靠性和连续性。
附图说明
图1为本实用新型的控制原理框图。
在图中，1、风力机组 2、光伏机组 3、柴油机组 4、市电 5、蓄电池组 6、电流变送器 7、电压变送器 8、MPCMCS控制器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型是这样实现的，风力机组1、光伏机组2、柴油机组3和市电4分别通过直流48V母线连接负载，其中风力机组1和光伏机组2连接蓄电池组5，蓄电池组5的电压和电流分别通过电流变送器6和电压变送器7接入MPCMCS控制器8来采集和读取，市电4电压和母线上负载电流也分别通过电压和电流变送器接入MPCMCS控制器8来采集读取，所述柴油机组3、市电4连接MPCMCS控制器8的控制输出。风力资源和太阳能资源比较好的情况下，风力发电装置和光伏发电装置一直处于工作状态，满足负载用电需求的同时维持蓄电池电压在48到50V左右。
若突然负载功率增加，蓄电池电压下降至46V，此时MPCMCS如果检测到有市电，会自动给QF1合闸线圈发一个合闸指令，由市电给负载供电，同时给蓄电池充电。
若检测到没有市电电压，MPCMCS给柴油机组发一个启动信号，启动柴油机组给负载供电，同时给蓄电池充电。
当蓄电池电压升到56.4V左右时，MPCMCS会给QF1发分闸命令，或者给柴油机组发停机命令，停止给蓄电池充电。
同时风机控制器和光伏控制器也在一直对蓄电池端电压以及蓄电池充电电流进行检测并控制各自的启停，当蓄电池电压一直维持在54V左右时且蓄电池的充电电流小于0.01C （600Ah 的蓄电池即6A），进入浮充阶段。

Claims (1)

1.一种利用多种电源供电的协调管理控制装置，它包括风力机组、光伏机组、柴油机组、市电、蓄电池组、电流变送器、电压变送器、MPCMCS控制器，其特征是风力机组、光伏机组、柴油机组和市电分别通过直流48V母线连接负载，其中风力机组和光伏机组输出直接连接至蓄电池组，蓄电池组又连接至直流48V母线，蓄电池组的控制和检测信号通过电流变送器和电压变送器接入MPCMCS控制器，市电和柴油机组的控制和检测信号也通过电流变送器接入MPCMCS控制器，所述市电和柴油机组连接MPCMCS控制器的控制输出。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103312004A (zh) * 2013-06-27 2013-09-18 上海科泰电源股份有限公司 一种通信基站的智能油电混合电源系统
CN103596251A (zh) * 2013-11-28 2014-02-19 中国科学技术大学 一种采用可再生能源供电及节能方式的中继通信系统

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