CN203951202U - 一种风光互补户用微电网供电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种风光互补户用微电网供电系统，包括太阳能电池组件、光伏逆变器、风力发电机、风能并网逆变器、蓄电池、双向变流器、交流配电箱、测控终端、微电网控制器、电网开关和电网，太阳能电池组件的输出端与光伏逆变器的输入端相连，风力发电机的输出端与风能并网逆变器输入端相连，蓄电池的输出端与双向变流器的输入端相连，光伏逆变器、双向变流器、风能并网逆变器的输出端分别接入交流配电箱，配电箱的输出端同电网开关、负载相连，电网开关的另一端同电网相连接，光伏逆变器、风能并网逆变器、双向变流器、电网开关的通讯接口分别同测控终端相连，测控终端通讯端口同微电网控制器相连。本实用新型的有益效果为充分利用了太阳能和风能的资源互补特性，提高了可再生能源的供电连续性；系统可以根据电网状况选择并网/离网两种运行模式，提高供电的高可靠性；系统能够将多余电能送入电网，提高了可再生能源的发电效率。

Description

一种风光互补户用微电网供电系统
技术领域
本实用新型属于家庭供电技术领域，具体地，涉及一种风光互补户用微电网供电系统。 
背景技术
人类的生产生活能源目前主要依靠化石能源包括石油、天然气、煤炭等天然形成的、不可再生的资源。人类正在面临着化石能源枯竭的危机，能源短缺问题是人类目前亟需解决的问题之一。因此，世界各国都在大力开发可再生能源。其中太阳能与风能在时间上和地域上有很强的互补性，主要表现在白天阳光强度大而风小，晚上光照强度很弱，但由于地表温差变化大而使风能加强。在夏季太阳光强度大而风小；冬季太阳光强度弱而风大。因此太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电在资源上具有较佳的匹配性。 
目前家用太阳能屋顶系统已得到了广泛应用，其中大部分是并网系统，但如果电网出现故障断电后，整个系统也会停止发电，导致家用负载无法工作，给用户带来损失；另一部分为离网系统，为了保证家用负载的连续工作，需要配置大容量的蓄电池，可靠性较低，电池维护成本较高，同时太阳能的利用效率较低，造成资源浪费。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于风光互补的户用微电网供电系统，提高可再生能源的能量转换率和利用效率，满足不同情况下负载的用电需求，保证用户供电的连续性和可靠性，降低系统的维护成本。 
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是，一种风光互补户用 微电网供电系统，包括太阳能电池组件、光伏逆变器、风力发电机、风能并网逆变器、蓄电池、双向变流器、交流配电箱、测控终端、微电网控制器、电网开关和电网，太阳能电池组件的输出端与光伏逆变器的输入端相连，风力发电机的输出端与风能并网逆变器输入端相连，蓄电池的输出端与双向变流器的输入端相连，光伏逆变器、双向变流器、风能并网逆变器的输出端分别接入交流配电箱，配电箱的输出端同电网开关、负载相连，电网开关的另一端同电网相连接，光伏逆变器、风能并网逆变器、双向变流器、电网开关的通讯接口分别同测控终端相连，测控终端通讯端口同微电网控制器相连。 
进一步的，所述的一种风光互补户用微电网供电系统可以选择单相交流系统或三相交流系统；所述太阳能电池组件选择单晶硅、多晶硅或薄膜电池组件，太阳能电池组件根据电压和功率要求选择合适容量，进行串联或并联连接；所述的光伏逆变器根据风光互补户用微电网供电系统选择为单相或三相逆变器，输出电压为交流220V或交流400V。 
所述风力发电机为水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机；所述的风能并网逆变器为单相或三相逆变器，输出电压为交流220V或交流400V。 
所述蓄电池选择铅酸电池或锂离子电池，所述的双向变流器为单相或三相变流器，输出电压为交流220V或交流400V；所述的双向变流器具备充、放电功能；所述的双向变流器具有有功功率/无功功率和电压/频率两种工作模式。 
所述测控终端要具有RS485和以太网通讯功能、数据采集输入和控制信号输出功能；所述的风能并网逆变器、光伏逆变器、双向变流器具有RS485和以太网通讯端口。 
所述微电网控制器具有RS485和以太网通讯功能、发用电管理功能、电网开关控制功能、电网故障检测功能；所述电网开关由断路器和接触器组成，电网开关可接收测控终端的通断信号控制。 
本实用新型提供一种风光互补户用微电网供电系统，其有益效果是：通过使用风能和太阳能互补发电，提高了系统的发电连续性和稳定性；利用合理设计微电网控制器功能和电网开关可以使系统根据不同状况选择运行在并网状态、离网运行状态及停电检修状态，弥补了原有光伏系统只能运行在一种状态下的缺点；并网运行时，可再生能源富余的电能可以送入电网，提高了可再生能源的发电效率和设备的利用率；减少了蓄电池的容量，降低了电池的维护成本。本实用新型提供的一种风光互补户用微电网供电系统有利于可再生能源发电技术的大力推广和节能环保的发展。 
附图说明
图1为本实用新型的结构原理示意图。 
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。 
如图1所示，本实用新型一种风光互补的户用微电网供电系统，包括太阳能电池组件、光伏逆变器、风力发电机、风能并网逆变器、蓄电池、双向变流器、交流配电箱、测控终端、微电网控制器、电网开关和电网，太阳能电池组件的输出端与光伏逆变器的输入端相连，风力发电机的输出端与风能并网逆变器输入端相连，蓄电池的输出端与双向变流器的输入端相连，光伏逆变器、双向变流器、风能并网逆变器的输出端分别接入交流配电箱，配电箱的输出端同电网开关、负载相连，电网开关的另一端同电网相连接，光伏逆变器、风能并网逆变器、双向变流器、电网开关的通讯接口分别同测控终端相连，测控终端通讯端口同微电网控制器相连。 
优选地，所述的一种风光互补户用微电网供电系统可以选择单相交流系统或三相交流系统；所述太阳能电池组件选择单晶硅、多晶硅或薄膜电池组件，太阳能电池组件根据电压和功率要求选择合适容量，进行串联或并联连接；所述的光伏逆变器根据风光互补户用微电网供电系统选择为单相或三相逆变器，输出电压为交流220V或交流400V。 
优选地，所述风力发电机为水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机；所述的风能并网逆变器为单相或三相逆变器，输出电压为交流220V或交流400V。 
优选地，所述蓄电池选择铅酸电池或锂离子电池，所述的双向变流器为单相或三相变流器，输出电压为交流220V或交流400V；所述的双向变流器具备充、放电功能；所述的双向变流器具有有功功率/无功功率和电压/频率两种工作模式。 
优选地，所述测控终端要具有RS485和以太网通讯功能、数据采集输入和控制信号输出功能；所述的风能并网逆变器、光伏逆变器、双向变流器具有RS485和以太网通讯端口。 
优选地，所述微电网控制器具有RS485和以太网通讯功能、发用电管理功能、电网开关控制功能、电网故障检测功能；所述电网开关由断路器和接触器组成，电网开关可接收测控终端的通断信号控制。 
本实例的工作过程：上述各个部件实质上组成一个户用的小型不间断电网，在正常情况下风光互补户用微电网供电系统同电网连接，太阳能和风能产生的电能为负载供电，多余的电能为蓄电池充电，在电池充满后，还可将富余电能送往电网；在太阳能、风能产生的电能和蓄电池不足以维持为负载供电时，可以从电网获取不足部分的电能。在电网故障或计划维修时，该风光互补户用微电网供电系统可以独立运行，通过蓄电池双向变流器建立系统的电压和频率，然后由太阳能和风能发电为负载供电。 
本实用新型的优点：风光互补户用微电网供电系统实现了将太阳能和风能两种可再生能源转换为清洁的电能，高效节能；太阳能和风能具有很好的互补性，可以提高可再生能源发电的连续性和可靠性；当可再生能源产生的电能大于负载和蓄电池充电的需求时，多余电能则送入电网；当电网故障时，可及时将风光互补户用微电网供电系统同电网隔离，可再生能源独自为负载供电，提高了负载供电可靠性；系统配备的蓄电池组可使系 统减少电压和功率的波动性，并在电网故障时及时为微电网建立启动电压和频率，保证了系统供电的连续性和高稳定性。 
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。 

Claims (8)

1.一种风光互补户用微电网供电系统，包括太阳能电池组件、光伏逆变器、风力发电机、风能并网逆变器、蓄电池、双向变流器、交流配电箱、测控终端、微电网控制器、电网开关和电网，太阳能电池组件的输出端与光伏逆变器的输入端相连，风力发电机的输出端与风能并网逆变器输入端相连，蓄电池的输出端与双向变流器的输入端相连，光伏逆变器、双向变流器、风能并网逆变器的输出端分别接入交流配电箱，配电箱的输出端同电网开关、负载相连，电网开关的另一端同电网相连接，光伏逆变器、风能并网逆变器、双向变流器、电网开关的通讯接口分别同测控终端相连，测控终端通讯端口同微电网控制器相连。 
2.根据权利要求1所述的一种风光互补户用微电网供电系统，其特征在于：所述太阳能电池组件选择单晶硅、多晶硅或薄膜电池组件，所述的光伏逆变器为单相或三相逆变器，输出电压为交流220V或交流400V。 
3.根据权利要求1所述的一种风光互补户用微电网供电系统，其特征在于：所述风力发电机为水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机，所述的风能并网逆变器为单相或三相逆变器，输出电压为交流220V或交流400V。 
4.根据权利要求1所述的一种风光互补户用微电网供电系统，其特征在于：所述蓄电池选择铅酸电池或锂离子电池，所述的双向变流器为单相或三相变流器器，输出电压为交流220V或交流400V。 
5.根据权利要求1所述的一种风光互补户用微电网供电系统，其特征在于：所述的双向变流器具备充、放电功能，具有有功功率/无功功率和电压/频率两种工作模式。 
6.根据权利要求1所述的一种风光互补户用微电网供电系统，其特征在于：所述测控终端要具有RS485和以太网通讯功能、数据采集输入和控制信号输出功能。 
7.根据权利要求1所述的一种风光互补户用微电网供电系统，其特征在于：所述微电网控制器具有RS485和以太网通讯功能、发用电管理功能、电网开关控制功能、电网故障检测功能。 
8.根据权利要求1所述的一种风光互补户用微电网供电系统，其特征在于：所述电网开关由断路器和接触器组成，电网开关可接收测控终端的通断信号控制。 
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