CN203119501U - 风能、太阳能、柴油机综合供电系统 - Google Patents

风能、太阳能、柴油机综合供电系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种风能、太阳能、柴油机综合供电系统，其特征是，它包括风力发电机、自动跟踪太阳能电站、燃油充电发电机、风光互补控制器、逆变控制器、卸荷箱及蓄电池组。在远离市电的情况下，能够以风、光、油互补的方式独立为人员提供电力保障，系统采用储能、逆变控制和自动化智能化控制技术等模块式分层管理工作机制，无需做任何人工调节，具有自动切换功能和蓄电池组过放电、过充电保护功能，以保证电力供应稳定，为高原山区、海岛、牧场等边远无供电地区提供安全高效、节能环保的综合供电系统。

Description

风能、太阳能、柴油机综合供电系统
【技术领域】
本实用新型涉及一种充分利用风能、太阳能可再生能源发电，并以燃油发电为补充，通过蓄电池组储能和逆变控制器逆变稳压技术，为高原山区、海岛、牧场等边远无供电地区提供稳定高效、节能环保的综合供电系统。 
【背景技术】
在今日社会日益飞速发展的时代，很多常规电网无法到达的边远地区无法享受科技、通讯、信息交流所带来的快捷生活。在高原山区、海岛、牧场等边远无供电地区，单一的可再生资源发电满足不了稳定高效的生活照明用电和通讯设备用电。这些设备保障效能的发挥离不开电力供应。在实际使用中，由于缺乏可靠的电力保障，许多通讯装备不能有效投入使用，发挥密切信息交流的作用。因此为了满足通讯设备和人员的安全稳定用电需求，迫切需要研制性能优越、运行可靠、节能环保、维护方便的供电系统，以此保障边远无电地区多元化的电力供应。 
【发明内容】
本实用新型风能、太阳能、柴油机综合供电系统的目的是提供一种供电稳定性好、安全性能高，能够满足高原山区、海岛、牧场等边远无供电地区和人员用电需求的高效综合供电系统。 
本实用新型的技术方案是：由风力发电、太阳能发电、燃油发电、逆变控制和储能五个分系统组成。包括风力发电机、自动跟踪太阳能电站、燃油充电发电机、风光互补控制器、逆变控制器、卸荷箱及蓄电池组。所述风力发电机、自动跟踪太阳能电站分别通过连接风光互补控制器对蓄电池组进行充电，卸荷箱同时也连接到风光互补控制器。所述燃油充电发电机直接连接蓄电池组，所述蓄电池组直接连接逆变控制器。系统具有自动实现互补发电控制功能，当蓄电池组储能装置电压低于设计值时，自动启用燃油充电发电机工作，并在蓄电池组储能装置达到额定容量时自动关机，满足用户的供电需求。同时系统采用自动化控制技术，无需做任何人工调节，具有蓄电池组过放电、过充电保护，当蓄电池组放电到设定低电压时，能够自动切除负载，当蓄电池组电压升高至恢复电压时自动恢复启动；当蓄电池组达到过充设定电压时，系统自动提供泄荷。 
风能发电和太阳能发电分系统正常工作、互补发电时，输出电力应能满足用户总供电需求。同时由于逆变控制器采用模块式分层管理，即使其中一台风机或太阳能电池发生故障，亦不影响整个系统的正常供电。风力发电机采用径向瓦片行永磁转子结构，具有高极数转子，新结构电机的定子绕组在每个槽中均有三相绕组的导体，最后利用绕组抽头来构成三相绕组。系统风力发电机重量轻、切入风速低，具有自动保护功能，当风速过高或负载开路原因造成风机转速过快时，能够自动对风机刹车。 
系统采用双轴自动跟踪系统，以带动太阳能电池阵列精确跟踪太阳运动，使太阳光始终保持与电池组件平面垂直，最大限度的接受太阳光的能量，大大提高太阳能电池板的发电效率。同时具有太阳能电池板自动保护功能，能够通过自动或者人工方式实现电池板方位俯/仰调整，确保系统在大风或者在冰雹、砂尘极端恶劣气候条件下，减少受力和受打击面积。 
系统还包括逆变控制器显示内容：(1)蓄电池电压、逆变器电压。(2)显示风机、太阳能和油机输出电压；(3)显示电池电压和充电电流；(4)故障显示。 
同时系统的燃油发电机是一种具有可调控输出电压的带电励磁桥永磁发电机，绕磁桥设电励磁线圈，由变幅直流电压供电，使在磁桥中产生的磁通与经过磁桥的永磁磁通方向相反。通过调节电励磁的强弱，改变经过气隙的磁通大小，从而调节发电机电压，改变电励磁变幅电流的频率将改变发电机包络线的频率，从而取得变频电压。系统燃油发电机不针对负载直接发电，对装备可能造成的冲击和故障为零。 
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本实用新型供电系统进一步说明 
图1是本实用新型供电系统的组成连接图。 
图2是本实用新型供电系统的自动跟踪电站电路控制示意图。 
图3是本实用新型供电系统的逆变控制器功能示意图。 
在图1中，给出了本实用新型供电系统的组成及相互连接关系。 
在图2中，给出了本实用新型供电系统的自动跟踪电站电路控制工作原理。 
在图3中，给出了本实用新型供电系统的逆变控制器功能。 
【具体实施方式】
以下结合附图详述本实用新型的实施例。 
本实用新型供电系统配置了两台功率2KW的小型风力新结构发电机、最大功率2KW的光伏电站、一台5KW的柴油充电发电机、两台3KW充电功率的风光互补控制器、额定功率2KW的逆变电源、两台3KW的卸荷箱和24节2V/500Ah铅酸蓄电池。在实际应用中还可以根据环境(风能、日照)和用电需求任意组合，充分利用再生能源，最大限度地节约一次性能源，提供高效、节能、环保的供电系统。 
太阳能电池板的数量根据用户需求功耗大小和安装地区的日照情况决定，本实例中光伏电站由8块250W的太阳能电池板组成。2KW的光伏电站分为两个1KW分别顺序连接两台风光互补控制器。 
风力发电机的数量根据用户需求功耗大小和安装地区的风能情况决定，本实例中配置了两台2KW风光力发电机，分别顺序连接两台风光互补控制器。 
所述24节2V/500Ah铅酸蓄电池依次顺序串联成48V/500Ah蓄电池组；所述两台3KW的卸荷箱分别顺序连接两台风光互补控制器；所述额定功率2KW逆变器直接连接蓄电池组；5KW柴油充电发电机、蓄电池组、两台风光互补控制器直接顺序连接。 

Claims (8)

1.一种风能、太阳能、柴油机综合供电系统，其特征在于，包括风力发电机、自动跟踪太阳能电站、燃油充电发电机、风光互补控制器、逆变控制器、卸荷箱及蓄电池组。所述风力发电机、自动跟踪太阳能电站分别通过连接风光互补控制器对蓄电池组进行充电，卸荷箱同时也连接到风光互补控制器。所述燃油充电发电机直接连接蓄电池组，所述蓄电池组直接连接逆变控制器。 
2.根据权利要求1所述的风能、太阳能、柴油机综合供电系统，其特征是：具有自动实现互补发电控制功能，当蓄电池组储能装置电压低于设计值时，自动启用燃油充电发电机工作，并在蓄电池组储能装置达到额定容量时自动关机，满足用户的供电需求。 
3.根据权利要求1所述的风能、太阳能、柴油机综合供电系统，其特征是：风能发电和太阳能发电分系统正常工作、互补发电时，输出电力应能满足用户总供电需求。同时由于逆变控制器采用模块式分层管理，即使其中一台风机或太阳能电池发生故障，亦不影响整个系统的正常供电。 
4.根据权利要求1所述的风能、太阳能、柴油机综合供电系统，其特征是：系统采用双轴自动跟踪系统，以带动太阳能电池阵列精确跟踪太阳运动，使太阳光始终保持与电池组件平面垂直，最大限度的接受太阳光的能量，大大提高太阳能电池板的发电效率。同时具有太阳能电池板自动保护功能，能够通过自动或者人工方式实现电池板方位俯/仰调整，确保系统在大风或者在冰雹、砂尘极端恶劣气候条件下，减少受力和受打击面积。 
5.根据权利要求1所述的风能、太阳能、柴油机综合供电系统，其特征是：风力发电机采用径向瓦片行永磁转子结构，具有高极数转子，新结构电机的定子绕组在每个槽中均有三相绕组的导体，最后利用绕组抽头来构成三相绕组。 系统风力发电机重量轻、切入风速低，具有自动保护功能，当风速过高或负载开路原因造成风机转速过快时，能够自动对风机刹车。 
6.根据权利要求1所述的风能、太阳能、柴油机综合供电系统，其特征是：逆变控制器显示内容：(1)蓄电池电压、逆变器电压。(2)显示风机、太阳能和油机输出电压；(3)显示电池电压和充电电流；(4)故障显示。 
7.根据权利要求1所述的风能、太阳能、柴油机综合供电系统，其特征是：燃油发电机是一种具有可调控输出电压的带电励磁桥永磁发电机，绕磁桥设电励磁线圈，由变幅直流电压供电，使在磁桥中产生的磁通与经过磁桥的永磁磁通方向相反。通过调节电励磁的强弱，改变经过气隙的磁通大小，从而调节发电机电压，改变电励磁变幅电流的频率将改变发电机包络线的频率，从而取得变频电压。系统燃油发电机不针对负载直接发电，对装备可能造成的冲击和故障为零。 
8.根据权利要求1所述的风能、太阳能、柴油机综合供电系统，其特征是：系统采用自动化控制技术，无需做任何人工调节，具有蓄电池组过放电、过充电保护，当蓄电池组放电到设定低电压时，能够自动切除负载，当蓄电池组电压升高至恢复电压时自动恢复启动；当蓄电池组达到过充设定电压时，系统自动提供泄荷。 
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