CN204231002U - 一种风光储一体化供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风光储一体化供电系统，光伏逆变器、风机逆变器、双向变流器和电池组设置在一个箱体内，箱体分为两部分，为：电池舱和变流器舱，电池组设置在电池舱内，逆变器和变流器设置在变流器舱内。本实用新型按照温度特性和功能区域，将箱体分割成电池舱和变流器舱，将功能类似的系统单元集成在统一的舱内，在系统单元运行或发生故障时，便于统一操作、管理和维护，避免了所有的系统单元堆在一起而造成操作和维护的困难，并且方便统一热管理和保养。本实用新型箱体具备独立的充放电功能，在无光伏和风力发电的情况下，能够通过电网对电池组补电；另外，具有移动和快速接入功能，对保障不间断供电，提供持续稳定电能有重要作用。

Description

一种风光储一体化供电系统

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电、光伏发电互补供电系统，具体为一种风光储一体化供电系统。

背景技术

随着国民经济的发展，电力需求迅速增长，电网规模的不断扩大，超大规模电力系统的弊端也日益凸现：成本高，运行难度大，难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。因此，依靠单纯地扩大电网规模显然不能满足用户越来越高的可靠性要求以及多样化的电能需求。与此同时，随着可再生能源发电在电力系统的大规模开发并利用，会对系统稳定性、可靠性以及电能质量带来问题，而通过引入储能系统能够较好解决可再生能源的接入所带来的问题。

申请号为200810112288.6，发明名称为“基于超级电容器储能的风力发电、光伏发电互补供电系统”，公开了一种风力发电、光伏发电互补供电系统，技术方案是：光伏阵列通过DC/DC降压变换器与超级电容器组连接，风力发电机通过AC/DC变换器与超级电容器组连接，超级电容器组通过DC/AC逆变器与交流负载连接，超级电容器组通过DC/DC升降压变换器与直流负载连接。该专利申请虽然能够实现风光互补供电。但是该申请中，变换器与各自对应的风力发电机或者光伏阵列连接，逆变器与电容器组连接，逆变器和变换器没有统一应用设置形式，在逆变器和变换器都发生故障时，不便于统一进行维修和更换，而且变换器与逆变器的组成部分大都是功率元件，具有很大的发热量，所以也不利于功率元件统一进行散热，就该申请中记载的技术方案而言，该申请无法满足分布式场合中应急供电保电的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种风光储一体化供电系统，用以解决现有的风力发电、光伏发电互补供电系统不便于统一操作和维护，以及无法满足移动用电需求的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种风光储一体化供电系统，包括光伏逆变器、风机逆变器、双向变流器、电池组、风力发电机和光伏电池阵列；风力发电机通过风机逆变器连接到交流母线，光伏电池阵列通过光伏逆变器连接到交流母线，电池组通过双向变流器连接到交流母线，交流母线连接电网和/或负载；光伏逆变器、风机逆变器、双向变流器和电池组设置在一个箱体内，该箱体分为两部分，为：电池舱和变流器舱，电池组设置在电池舱内，光伏逆变器、风机逆变器和双向变流器设置在变流器舱内。

电池舱和变流器舱用隔热墙隔开。

在变流器舱内还设置有一个配电柜，光伏逆变器和风机逆变器布置在变流器舱的一侧，双向变流器和配电柜布置在变流器舱的另一侧，配电柜连接光伏逆变器、风机逆变器和双向变流器的交流侧。

电池舱内还设置有一个用于采集箱体内系统单元的运行参数并发出控制指令的监控柜，电池组与监控柜分别设置在电池舱的两侧，监控柜包括一个能量管理装置。

本实用新型中的光伏逆变器、风力逆变器、双向变流器和电池组设置在一个箱体内，并且按照温度特性和功能区域，将箱体分隔成电池舱和变流器舱，将功能类似的系统单元集成在一个特定的舱内，在系统单元运行或者发生故障时，便于统一操作、管理和维护，避免了所有的系统单元堆在一起而造成操作和维护的困难。

光伏逆变器、风力逆变器和双向变流器中的组成的大部分均为功率元件，将光伏逆变器、风力逆变器和双向变流器布置在一起，方便统一进行散热和保养，能够一定程度上延长使用寿命。

由于使用便于移动的箱体，本实用新型在社区、工厂、医院、移动通信等场合，对保障不间断供电，提供持续稳定电能有重要作用；为重要负荷充当独立逆变电源，提供持续稳定电力应对电网失电，同时在抢险救灾、野外勘探、作战装备等特殊性场合中，对于电力供应、机动响应和有效隐蔽可以发挥巨大优势。

附图说明

图1是本实用新型系统单元的简易连接图；

图2是箱体内的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

一种风光储一体化供电系统，包括光伏逆变器、风机逆变器、双向变流器、电池组、风力发电机和光伏电池阵列；风力发电机通过风机逆变器连接到交流母线，光伏电池阵列通过光伏逆变器连接到交流母线，电池组通过双向变流器连接到交流母线，交流母线连接电网和/或负载；光伏逆变器、风机逆变器、双向变流器和电池组设置在一个箱体内，该箱体分为两部分，为：电池舱和变流器舱，电池组设置在电池舱内，光伏逆变器、风机逆变器和双向变流器设置在变流器舱内。

基于以上技术方案，结合附图，给出以下一个具体实施方式。

如图1所示，该风光储一体化供电系统包括光伏逆变器1、风机逆变器2、双向变流器15、电池组4、风力发电机01和光伏电池阵列02；风力发电机01通过风机逆变器2连接到交流母线上，光伏电池阵列02通过光伏逆变器1连接到交流母线上，交流母线连接电网03和/或负载04，电池组4通过双向变流器15连接在交流母线上。光伏逆变器1、风机逆变器2、双向变流器15和电池组4设置在一个箱体10内。

该箱体可以是集装箱，也可以是预制舱。这里以集装箱为例。本实用新型中的电池组可以是锂电池组，也可以是其他类型的电池组，这里以锂电池为例。

如图2所示，将集装箱箱体10分成两个舱，一个电池舱7，一个变流器舱17。两个舱用隔热墙13隔开，隔热墙13上安装有单开门。集装箱箱体10两端均为双开门8，双开门8为右压左式设计，双开门8和集装箱箱体10通过密封胶垫进行密封。

光伏逆变器1、风机逆变器2、双向变流器15和配电柜16布置在变流器舱17中的两侧，在集装箱箱体10中间形成安装检修通道，配电柜16安装交流母线及其安全保护设备，各逆变器和变流器的交流侧接入到配电柜16。

将光伏逆变器1、风机逆变器2和双向变流器15等元器件布置在一个舱内，方便维护和更换，另外，由于该元器件含有很多功率元件，在改变变流器舱的温度的情况下，也能够对光伏逆变器1、风机逆变器2和双向变流器15等元器件进行有效地散热，延长使用寿命。

锂电池储能及管理系统分成锂电池组4和配电及监控柜3，布置在电池舱7中，能量管理装置布置在配电及监控柜3中。锂电池组4和配电及监控柜3布置在集装箱箱体10的两侧，在集装箱箱体10中间形成安装检修通道。在电池舱内安装有自动灭火装置11和工业空调12，满足锂电池组的消防和温度控制要求。

能量管理装置的作用：将箱体内的各关键参数实时传输至远程监控装置，接受远程监控装置的管理调度指令；实时监测光伏和风力发电状况，预测功率波动，自动调节双向变流器出力大小，平衡母线电压和电流；实时监测锂电池组运行和荷电状态，调节并网控制和保护设备，稳定并网输出。

在集装箱箱体10的隔热墙13的顶部安装有2个网络摄像头14，分别对准变流器舱17和电池舱7的双开门8，实时监控集装箱箱体10的使用情况，网络摄像头14采集的数据传输到配电及监控柜3的能量管理装置中。

在集装箱箱体10内部电池舱7和变流器舱17的顶部分别安装有1台防爆应急灯6，提供满足集装箱照明，同时在断电时可以提供一定时间的应急照明。烟雾传感器5实时监测舱内烟雾和温度情况，如有火灾情况，触发声光报警器9并将火情传输至配电及监控柜3的能量管理装置实现远程报警。能量管理装置判断火情后采取灭火措施，启动自动灭火装置11。

本实用新型以集装箱或预制舱为载体，集电池模块化、电池管理系统监测与保护、双向变流器的功率变换、能量管理系统的监控和调度以及智能辅助系统的多重安全保护与一体的电力供电系统，具备独立的充放电能力，便于移动和快速接入；另外，本实用新型能够实现智能化环境调节、安全监控、可靠保护、温度控制、烟雾监测、网络视频监控、自动消防灭火、断电应急照明、声光报警，实现无人值守的远程监控。

在大型风力发电场或光伏发电场，可以实现削峰填谷、调峰调频和提高电能质量等功能；在社区、工厂、医院、移动通信等场合，对保障不间断供电，提供持续稳定电能有重要作用；同时在抢险救灾、野外勘探、作战装备等特殊性场合的电力供应、机动响应和有效隐蔽可以发挥巨大优势。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种风光储一体化供电系统，所述供电系统包括光伏逆变器、风机逆变器、双向变流器、电池组、风力发电机和光伏电池阵列；风力发电机通过风机逆变器连接到交流母线，光伏电池阵列通过光伏逆变器连接到交流母线，电池组通过双向变流器连接到交流母线，交流母线连接电网和/或负载；其特征在于，所述光伏逆变器、风机逆变器、双向变流器和电池组设置在一个箱体内，所述箱体分为两部分，为：电池舱和变流器舱，所述电池组设置在电池舱内，所述光伏逆变器、风机逆变器和双向变流器设置在变流器舱内。

2.根据权利要求1所述的风光储一体化供电系统，其特征在于，所述电池舱和变流器舱用隔热墙隔开。

3.根据权利要求2所述的风光储一体化供电系统，其特征在于，在变流器舱内还设置有一个配电柜，所述光伏逆变器和风机逆变器布置在变流器舱的一侧，双向变流器和配电柜布置在变流器舱的另一侧，配电柜连接光伏逆变器、风机逆变器和双向变流器的交流侧。

4.根据权利要求2或3所述的风光储一体化供电系统，其特征在于，所述电池舱内还设置有一个用于采集所述箱体内系统单元的运行参数并发出控制指令的监控柜，所述电池组与监控柜分别设置在电池舱的两侧，所述监控柜包括一个能量管理装置。