CN204333977U - 一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统 - Google Patents

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吴建刚
王文海
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Abstract

本实用新型属于风光储发电技术领域，具体涉及一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统，它包括一台或多台风力发电机、一组或多组太阳能光伏发电组合、储能系统，其中，风力发电机通过AC/DC整流装置连接至公共直流母线上，太阳能光伏发电组合通过单向DC/DC斩波装置连接至公共直流母线上，储能系统也连接至公共直流母线上，所述公共直流母线与交流电网之间依次连接第一切换开关和双向DC/AC逆变器，所述公共直流母线与交流负载之间依次连接第二切换开关和单向DC/AC逆变器。在公共直流母线上分别并入双向DC/AC逆变器和单向DC/AC逆变器，并在逆变器直流端连接切换开关，通过发电控制系统控制切换开关的开关，实现离/并网切换，实用性强，适合在各种场合的应用。

Description

一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统
技术领域
本实用新型属于风光储发电技术领域，具体涉及一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统。
背景技术
能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础。在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。但是人类在使用化石燃料的同时，也带来了严重的环境污染和生态系统破坏。近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏。各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景。
目前的中小型风光储发电系统一般应用公共直流母线，并向公共直流母线并入单向DC/AC逆变器，为交流电网或者交流负载提供电能。双向DC/AC逆变器也通常为有源工作模式，即只单一的工作在并网模式，电网停电后不可以继续工作，离网逆变器又不可以并网，只能工作在离网模式，不具有离/并网切换的功能。
实用新型内容
本实用新型为了实现风光储发电系统既能离/并网混合工作，又不增加系统成本具有较高的实用性，提出了一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统。
本实用新型提供的一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统，它包括一台或多台风力发电机、一组或多组太阳能光伏发电组合、储能系统，其中，风力发电机通过AC/DC整流装置连接至公共直流母线上，太阳能光伏发电组合通过单向DC/DC斩波装置连接至公共直流母线上，储能系统也连接至公共直流母线上，所述公共直流母线与交流电网之间依次连接第一切换开关和双向DC/AC逆变器，所述公共直流母线与交流负载之间依次连接第二切换开关和单向DC/AC逆变器。由风力发电机、太阳能光伏发电组合及储能系统组成风光储发电系统，通过第一切换开关和双向DC/AC逆变器为交流电网提供电能，通过第二切换开关和单向DC/AC逆变器为交流负载提供电能。所述双向DC/AC逆变器选用具有吸收交流电网电能并将其存储至储能系统功能的逆变器，故可以根据交流电网用电的峰谷，在用电高峰向交流电网提供电能，在用电低谷，从交流电网吸收电能，存储在储能系统，以备用电高峰使用。
进一步的，所述公共直流母线与直流电网或者直流负载之间连接有双向DC/DC斩波装置，所述双向DC/DC斩波装置具有电能双向流动特性，故也可以根据直流电网用电的峰谷，在用电高峰向直流电网提供电能，在用电低谷，从直流电网吸收电能，存储在储能系统，以备用电高峰使用。
进一步的，它还包括连接至公共直流母线的发电控制系统，所述发电控制系统具有离/并网自动判别和切换功能，协调所述风光储发电系统工作，当交流电网断电，发电控制系统可控制第一切换开关关闭，并打开第二切换开关，直接为交流负载供电，当交流电网恢复，发电控制系统可控制第二切换开关关闭，并打开第一切换开关，为交流电网输送电能。
更进一步的，所述储能系统选用可深度充放电、并可快速切换充放电过程的储能电池，所述储能系统容量根据本实用新型发电系统发电量及用户负荷来选择，储能系统本身具有的充放电控制保护功能并且可以完成瞬时大功率的充电、放电切换的功能，补充了风力发电和光伏发电的随机性和不稳定性，起到电力“削峰填谷”的功效，另外储能系统还具有低电压穿越和孤岛支撑功能，可以应对电网极端恶劣情况。
优选的，所述储能系统选用液流电池。
本实用新型的有益效果为：在公共直流母线上分别并入双向DC/AC逆变器和单向DC/AC逆变器，并在逆变器直流端连接切换开关，通过发电控制系统控制切换开关的开关，实现离/并网切换，结构设计巧妙，实用性强，适合在各种场合的应用；选择具有吸收交流电网电能并将其存储至储能系统功能的双向DC/AC逆变器，可实现交流电网用电低谷时将电网电能存储至储能系统，具有“削峰填谷”的功能，提高电能利用率，节约能源；在公共直流母线电压侧单独并入双向DC/DC斩波装置，实现直流并网或者带动直流负载，同样实现直流电网用电低谷时的电能存储；储能系统选用可深度充放电、并可快速切换充放电过程的储能电池，补充了风力发电和光伏发电的随机性和不稳定性，其低电压穿越和孤岛支撑功能，可以应对电网极端恶劣情况。
附图说明
图1为本实用新型发电装置的系统原理图。
图中：1-1.风力发电机，1-2.风力发电机，2-1.太阳能光伏发电组合，2-2.太阳能光伏发电组合，3.储能系统；4-1.AC/DC整流装置；4-2.AC/DC整流装置；5-1.单向DC/DC斩波装置；5-2.单向DC/DC斩波装置；6-1.第一切换开关；6-2.第二切换开关；7.双向DC/AC逆变器；8.单向DC/AC逆变器；9.双向DC/DC斩波装置；10.发电控制系统。
具体实施方式
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：
如图1所示，本实用新型提供的一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统，它包括两台风力发电机(1-1、1-2)、两组太阳能光伏发电组合(2-1、2-2)、储能系统3，其中，风力发电机(1-1、1-2)通过AC/DC整流装置(4-1、4-2)并入公共直流母线上，太阳能光伏发电组合(2-1、2-2)分别通过单向DC/DC斩波装置(5-1、5-2)也并入公共直流母线，储能系统3也并入公共直流母线上，所述公共直流母线与交流电网之间依次连接第一切换开关6-1和双向DC/AC逆变器7，所述公共直流母线与交流负载之间依次连接第二切换开关6-2和单向DC/AC逆变器8；所述公共直流母线与直流电网或者直流负载之间连接有双向DC/DC斩波装置9；它还包括连接至公共直流母线的发电控制系统10，所述发电控制系统10具有离/并网自动判别和切换功能，协调所述风光储发电系统工作；所述储能系统3选用可深度充放电、并可快速切换充放电过程的液流电池。
所述风力发电机(1-1、1-2)产生的交流电分别经AC/DC整流装置(4-1、4-2)转化为公共直流母线需要的直流电，所述太阳能光伏发电组合(2-1、2-2)产生的直流电压通过单向DC/DC斩波装置(5-1、5-2)转化为公共直流母线需要的直流电压，当系统工作在交流并网模式，第一切换开关6-1闭合，第二切换开关6-2打开，双向DC/AC逆变器7将直流电转换为交流电网需要的交流电；当系统工作在交流离网模式，第一切换开关6-1打开，第二切换开关6-2闭合，单向DC/AC逆变器8将直流电转换为交流负载需要的交流电；当系统工作在直流并网模式，双向DC/DC斩波装置9将公共直流母线的直流电转换为直流电网需要的直流电；当系统工作在直流离网模式，双向DC/DC斩波装置9将储能系统3中的电转化为直流负载需要的直流电。发电控制系统调控整个风光储发电系统的并网、离网和离/并网模式切换工作。

Claims (5)

1.一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统，它包括一台或多台风力发电机、一组或多组太阳能光伏发电组合、储能系统，其中，风力发电机通过AC/DC整流装置连接至公共直流母线上，太阳能光伏发电组合通过单向DC/DC斩波装置连接至公共直流母线上，储能系统也连接至公共直流母线上，其特征在于：所述公共直流母线与交流电网之间依次连接第一切换开关和双向DC/AC逆变器，所述公共直流母线与交流负载之间依次连接第二切换开关和单向DC/AC逆变器。
2.如权利要求1所述的一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统，其特征在于：所述公共直流母线与直流电网或者直流负载之间连接有双向DC/DC斩波装置。
3.如权利要求1所述的一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统，其特征在于：它还包括连接至公共直流母线的发电控制系统，所述发电控制系统具有离/并网自动判别和切换功能，协调所述风光储发电系统工作。
4.如权利要求1所述的一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统，其特征在于：所述储能系统选用可深度充放电、并可快速切换充放电过程的储能电池。
5.如权利要求4所述的一种实用型可自动切换离/并网的风光储发电系统，其特征在于：所述储能系统选用液流电池。
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