CN203800618U - 采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置，其特征在于：太阳能电池板与太阳能直流电控制器连接，风力发电机组与风力发电交流电变直流电控制器连接，照明灯与灯光控制器连接，直流电控制器、风力发电交流电变直流电控制器及灯光控制器与路灯供电线路连接并与在中心配电室设置的直流电双向变换器与蓄电池、超级电容及燃料电池连接，直流电双向变换器与直流变交流电可逆变换器连接，直流变交流电可逆变换器与路灯供电线路连接并通过转换开关与本地负载及公共电网连接。本实用新型可以对公共电网供电进行调节，对公共电网功率因数补偿及作为应急电源或利用公共电网电能，集多功能于一体，减少投资、就地发电、就地用电。

Description

采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置
技术领域
本实用新型涉及一种建设在市区公路和高速公路上空利用风力和阳光发电的发电设施，特别涉及一种采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置。
背景技术
目前，国内在现有技术中的大、中型风力发电场、太阳能发电场都建筑在人烟稀少的地区及空间，在机组之间及用电客户之间必须专门架设输供电线路需要增加成本；当前在路旁的风、光互补的LED太阳能路灯，每只路灯自成体系（发电、控制、蓄电池于一体），虽然取消了供电线路，降低了成本，但每只路灯之间电能不能互相交流，风、光少的地方就不能架设路灯，而且蓄电池的成本占每套路灯的1/3，蓄电池寿命最多只有2～3年，与传统的路灯相比风、光互补的LED太阳能路灯的成本基本相当于传统的路灯所用电费及维修人工费用，也就没有太大的优势了。
发明内容
本实用新型克服了上述存在的缺陷，目的是为解决在利用原有路灯供电线路而不需架设任何供电线路，完成发电、输配电、供电，还能够利用路灯供电线路对人口密集地区的公共电网供电，提供一种采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置。
本实用新型采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置内容简述：
本实用新型采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置，其特征在于：太阳能电池板与太阳能直流电控制器连接，风力发电机组与风力发电交流电变直流电控制器连接，照明灯与灯光控制器连接，直流电控制器、风力发电交流电变直流电控制器及灯光控制器与路灯供电线路连接并与在中心配电室设置的直流电双向变换器与蓄电池、超级电容及燃料电池连接，直流电双向变换器与直流变交流电可逆变换器连接，直流变交流电可逆变换器与路灯供电线路连接并通过转换开关与本地负载及公共电网连接。
垂直轴风轮机由：风轮机转轴、限位卡、离心重球、弹簧、叶片、连接杆和固定环组成，垂直轴风轮机上设有3个叶片，3个叶片围绕风轮机转轴由下至上在圆周方向120o分布再旋转180o角呈螺旋状，在连接杆上设有离心重球和弹簧，通过限位卡固定联接。
综合控制器设置在路灯杆柱上，在路灯杆柱上设有路灯、垂直轴风轮发电机和太阳能电池板；垂直轴风轮发电机串联或并联设置在路灯杆柱上。
本实用新型采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置，可以对公共电网供电进行峰谷调节，也可以对公共电网功率因数补偿及作为应急电源或利用公共电网电能，集多功能于一体，减少投资、就地发电、就地用电，减少电能在输电线路中的损耗，实现大容量化，便于国家电网部门的管理。
附图说明
图1是采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置结构框图；
图2是垂直轴风轮机结构示意图；
图3是垂直轴风轮机结构A-A剖视图；
图4是综合控制器安装在路灯杆结构示意图；
图5是综合控制器安装在建筑物顶部结构示意图；
图6是综合控制器与垂直轴风轮机串联安装结构示意图；
图7是综合控制器与垂直轴风轮机并联安装结构示意图；
图中：1是综合控制器、2是建筑物侧墙、3是路灯杆柱、4是路灯、5是风轮发电机、6是太阳能电池板、7是风、光发电支柱支架、8是垂直轴风轮机转轴、9是限位卡、10是离心重球、11是弹簧、12是风轮机叶片、13是连接杆、14是固定环、15是导流板。
具体实施方式
本实用新型采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置是这样实现的，下面结合附图做具体说明。
见图1，将太阳能电池板与太阳能直流电控制器连接，风力发电机组与风力发电交流电变直流电控制器连接，照明灯与灯光控制器连接，直流电控制器、风力发电交流电变直流电控制器及灯光控制器与路灯供电线路连接并与在中心配电室设置的直流电双向变换器与蓄电池、超级电容及燃料电池连接，直流电双向变换器与直流变交流电可逆变换器连接，直流变交流电可逆变换器与路灯供电线路连接并通过转换开关与本地负载及公共电网连接。
将太阳能电池板或风力发电机组设置在室外，路灯供电线路可根据需要设置多组，经综合控制器升压至200V～220V直流电压，经路灯供电线路输送给路灯或设置在中心配电室内的直流电双向变换器与蓄电池为与蓄电池充放电，或输往直流变交流电可逆变换器入公共电网为公共电网发电。
在实施时可集风力发电、太阳能发电及路灯照明根据实际需要将
直流电控制器、风力发电交流电变直流电控制器及灯光控制器组合制作为一体的模块化的综合控制器，用以完成升压、稳压、发电、最大功率跟踪及照明光电开关、恒流控制和各种保护的功能，功能、容量，可以任意组合。如，仅用于发电与路灯照明，可以组合成白天发电、夜间照明的光、电开关的综合控制器；如在没有风、光资源的场合，又需要照明的情况，可单独组成光电开关照明恒流控制的综合控制器；如。距离公路不太远或在建筑物顶，风、光资源较多又不需要照明的地方，可设较大、较多、风、光机组及太阳能电池板的情况下，可以配置无照明功能的综合控制器。
直流双向变换器是一种可与多组路灯供电线路对接，构成各组串联电压任意高，并联电流任意大，输出可与各种储能装置联接并可独立工作或联合工作，完成在设计范围内的功率，以储能、充放电及保护功能为一体的模块化的直流双向变换器，可与直流变交流电可逆变换器连接对公共电网峰谷调节、功率因数调节、或由公共电网对储能装置进行充放电及对路灯供电。
直流变交流电可逆变换器，采用多电平逆变技术可与任意多组直流母线联接，路灯供电线路输出任意组直流母线串联之和为50HZ有效值，经滤波接入电网，具有谐波少、效率高，不用工频变压器，节约成本的特点。
见图2、图3，垂直轴风轮机是本实用新型的核心部件，由：风轮机转轴8、限位卡9、离心重球10、弹簧11、叶片12、连接杆13和固定环14组成，垂直轴风轮机上设有3个叶片12，3个叶片12围绕风轮机转轴8由下至上在圆周方向120o分布再旋转180o角呈螺旋状，在连接杆13上设有离心重球10和弹簧11，通过限位卡9固定联接。运行时通过风力启动并加速，靠上下两端叶片12为翼型，以升力为主提高转速，发电机转子轴直接与风轮机转轴连接。当垂直轴风轮机启动后转速达到一定时，设置在连接杆13上的离心重球10产生离心力，压迫弹簧11使叶片12的中间部分向外滑动，叶片12由于变形提高转速，同时提高发电效率增加发电量，当风力加大转速不断增加离心重球10进一步向外侧滑动，叶片12的迎风有效面减小，垂直轴风轮机减少受力，具有过强风力刹车减速的保护作用，使发电机组安全运行的效果。
垂直轴风轮机的应用
垂直轴风轮机可以串联、并联应用，见图4，将综合控制器1设置在路灯杆柱3上，在路灯杆柱3上设有路灯4、垂直轴风轮发电机5和太阳能电池板6，制成路灯杆风、光发电与照明装置，经综合控制器1升压至200V～220V直流电压，再由路灯供电线路输给照明路灯或输往中心配电室内的直流电双向变换器为蓄电池充电，也可以输往直流交流可逆变换器入公共电网。
见图5，将综合控制器1设置在建筑顶上，设置多组综合控制器1，在多个风、光发电支柱支架7上设有多个风轮发电机5和多个太阳能电池板6，实现较大功率发电。
见图6，将2～多个综合控制器1设置在路灯杆柱3上，在路灯杆柱3上设有路灯4、风轮发电机5和太阳能电池板6，多个风轮发电机5串联设置在路灯杆柱3上制成路灯杆风、光发电与照明装置。由于自然风离地面高度不同风速不同的特点，如用传统水平轴的风轮机低处的叶片转速低于高处的叶片转速，由于相对高处位置的叶片做了部分负功，因此降低了整体效率。如用垂直轴的风轮机串联分段工作，上下段各自独立就会克服上述缺陷，提高效率，适用于城市建筑高层楼房，设于楼与楼间、路灯杆上串联安装，可实现更大的装机容量，充分利用自然风及楼与楼间的过流风发电，实现风、光、发电、照明。
见图7，将3～多个风轮发电机5并联设置在路灯杆柱3上，根据实际需要将多个综合控制器1设置在路灯杆柱3上，在路灯杆柱3上设有多个太阳能电池板6和导流板15，通过导流板15使风速在风轮发电机5之间产生折射、反射，以增强风轮发电机5受力而增大输出功率，提高效率，适用于城市内风、光资源较大的广场、公园、旅游景区、乡村、田间、公路旁等设置较大功率容量的路灯杆风、光发电与照明装置。

Claims (3)

1.一种采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置，其特征在于：太阳能电池板与太阳能直流电控制器连接，风力发电机组与风力发电交流电变直流电控制器连接，照明灯与灯光控制器连接，直流电控制器、风力发电交流电变直流电控制器及灯光控制器与路灯供电线路连接并与在中心配电室设置的直流电双向变换器与蓄电池、超级电容及燃料电池连接，直流电双向变换器与直流变交流电可逆变换器连接，直流变交流电可逆变换器与路灯供电线路连接并通过转换开关与本地负载及公共电网连接。
2.根据权利要求1所述的采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置，其特征在于：垂直轴风轮机由：风轮机转轴（8）、限位卡（9）、离心重球（10）、弹簧（11）、叶片（12）、连接杆（13）和固定环（14）组成，垂直轴风轮机上设有3个叶片（12），3个叶片（12）围绕风轮机转轴（8）由下至上在圆周方向120o分布再旋转180o角呈螺旋状，在连接杆（13）上设有离心重球（10）和弹簧（11），通过限位卡（9）固定联接。
3.根据权利要求1所述的采用路灯供电线输电的风、光发电场控制系统装置，其特征在于：综合控制器（1）设置在路灯杆柱（3）上，在路灯杆柱（3）上设有路灯（4）、风轮发电机（5）和太阳能电池板（6）；风轮发电机（5）串联或并联设置在路灯杆柱（3）上。
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