CN205986710U - 一种新型节能多源发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型节能多源发电装置，所述节能多源发电装置包括：多个光伏电池板、多个直流电流表、光伏逆变器、一台或多台风力发电机、一台柴油发电机、整流器、变压器、储能装置、发电接收总线、中央控制器、供电总线、多个交流电能表。本实用新型的节能多源发电装置将居民自用的光伏发电系统统筹起来，进行统一的直流电能存储，并且通过直流电流表或电能表实时测量供电电流的大小，输出给中央监控器，将光伏峰值发电时的电能折算成电量，实现居民发电的直接折算入网。鼓励偏远地区居民采用光伏发电设施。本实用新型的微电网系统，自成体系不需要再通过外部供电，节省了偏远地区输电线路的建设和维护成本。

Description

一种新型节能多源发电装置

技术领域

本实用新型涉及电学领域，具体涉及一种新型节能多源发电装置。

背景技术

农村偏远地区是我国经济社会发展较为薄弱的地区，其电网基础设施普遍相对落后，传统能源难以满足当地经济社会发展的需求。由于偏远的农村地区远离大型发电设施以及变电设施，采用高压方式进行传输，由于住户少，用电量波动大，往往存在一段时间内无人用电，而另一段时间内出现用电高峰的情况，高压输电的建设和维护成本均较高。而如果采用低压方式进行电力输送，则由于传输距离较长，往往用户用电电压会较供电电压存在较大幅度的下降，导致用电设备难以正常运行，而且输电过程中的能量耗损较大，电能利用效率低下。

鉴于此，通过微电网可以促进可再生能源分布式发电的并网，提高供电可靠性和电能质量。为解决农村偏远地区供电难等问题，科学合理构建农村微电网，促进微电网技术的发展，本实用新型提出了一种基于微电网的新型节能多源发电装置。

实用新型内容

实际上，目前偏远的农村地区存在的一个主要问题是集中供电的性价比太低，如果采用远距离输电的方式，则输电线路的架设、维护以及输电损耗所带来的成本都远高于输电所带来的收益，目前主要是电力公司通过其他部分的盈利来半公益性质地普及偏远地区的供电。

因此，如果能够实现一种偏远地区农村的自给自足式的微电网，则将会给整体供电成本带来显著的降低，即，提高偏远地区农村的供电性价比。

针对上述问题，本实用新型希望提供一种能够为偏远的农村地区提供电力自给自足的微电网节能多源发电装置。

具体而言，本实用新型提供一种新型节能多源发电装置，其特征在于，所述节能多源发电装置包括：多个光伏电池板、多个直流电流表或直流电能表、光伏逆变器、一台或多台风力发电机、一台柴油发电机、整流器、变压器、储能装置、发电接收总线、中央控制器、供电总线、多个交流电能表，

每个所述光伏电池板的输出串联连接一个直流电流表或直流电能表；

所述直流电流表或直流电能表具有唯一编号并且与所述中央控制器有线或无线通信；

多个所述光伏电池板彼此并联连接，并且并联后连接至所述光伏逆变器；

所述光伏电池板并联后还与所述储能装置相连；

所述光伏逆变器将所述光伏电池板输出的直流电转化成交流电，所述光伏逆变器的输出与所述供电总线相连；

所述风力发电机和所述柴油发电机的输出分别与所述发电接收总线相连；

所述发电接收总线连接至所述整流器；

所述整流器对发电机发出的电流进行整流后输出给所述变压器；

所述变压器将电压转换至220V，输送给供电总线；

所述供电总线连接至用户的入户供电线；

每条入户供电线上安装一个交流电能表；

所述中央控制器分别与所述储能装置、所述风力发电机、所述柴油发电机、所述变压器和所述交流电能表直接或间接相连。

在一种优选实现方式中，所述光伏电池板安装在居民的屋顶。

在另一种优选实现方式中，所述风力发电机包括叶轮、塔台和交流发电机，所述叶轮可旋转地安装在所述塔台上，所述叶轮与所述交流发电机的转轴传动连接。

在另一种优选实现方式中，所述储能装置为大容量蓄电池组。

有益效果：

本实用新型的节能多源发电装置将居民自用的光伏发电系统统筹起来，进行统一的直流电能存储，并且通过直流电流表实时测量供电电流的大小，输出给中央监控器，实现居民发电的直接折算入网。鼓励偏远地区居民采用光伏发电设施。

本实用新型的微电网系统，自成体系不需要再通过外部供电，节省了偏远地区输电线路的建设和维护成本。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的多源发电装置的结构示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型的新型节能多源发电装置包括：多个光伏电池板1、多个直流电流表或电能表2、光伏逆变器3、一台或多台风力发电机4、一台柴油发电机5、整流器6、变压器7、储能装置8、发电接收总线9、中央控制器10、供电总线11、多个交流电能表12。

光伏电池板1主要用于安装在各个用户家庭13的房顶等位置处，光伏电池板1接收太阳光并转化成直流电，正常的家庭用光伏电池板需要设置光伏逆变器，转换成日常的交流电。本实用新型的微电网由于设置在村落中，所以仅设置一台光伏逆变器，为众多家庭的光伏电池板统一进行直流-交流转化，所以大大降低了光伏电池系统的成本，即降低了单一用户的负担。

每个光伏电池板1的输出串联连接一个直流电流表或直流电能表2。直流电流表或电能表的作用是统计每户家庭所对外贡献的电能，即单户家庭对外输出的电量，该电量根据供电时间可以用于抵扣该家庭用户后续消耗的电量。直流电流表2具有唯一编号并且与中央控制器相连。

各个家庭的光伏电池板2彼此并联连接，并且并联后分成两个支路，一路连接至光伏逆变器3；光伏电池板2的另一路输出连接至储能装置8；在这种情况下，储能装置8采用大容量蓄电池等。

光伏逆变器3将光伏电池板输出的直流电转化成交流电，光伏逆变器的输出与发电接收总线相连接。风力发电机4和柴油发电机5的输出也分别与发电接收总线相连。中央控制器10控制光伏逆变器3、风力发电机4和柴油发电机5的输出，使得三者彼此同频。风力发电机4的输出还连接至储能装置8或另一储能装置，若风力发电机4连接至直流储能装置，则需要添加交直流转换设备，若风力发电机4的输出连接至其他形式的储能装置，则需要根据储能装置的形式对电能进行转换。比如，储能装置可以采用压缩空气储能装置，则可以将风力发电机4的动力输出之间传动连接至压缩机。

储能装置8的输出还经过逆变器3与供电总线相连。

发电接收总线9连接至整流器6，整流器6对发电接收总线9接收到的电流进行整流，使其更加规则。经整流器6整流后的电流输出给变压器7。由于本实用新型采用了三种不同的发电方式，所以，两个发电机和一个逆变器输出的电压会存在一定波动或偏差，因此，需要采用变压器7。本实施例是在将两个发电机和一个逆变器标准输出均设定在220V、50Hz的前提下采用的这种连接方式。当然，如果发电机和逆变器的输出电压和频率彼此存在差异，则需要先进行变压，再进行后续步骤。

供电总线连接至用户的入户供电线。每个家庭用户13的供电线路都分为两组，一组用于将光伏电池板的直流对外进行输出，另一组用于接收来自变压器7和供电总线11的供电输入，供给家用电器使用。

每条入户供电线上安装一个交流电能表12。

中央控制器10分别与储能装置8、风力发电机4、柴油发电机5、整流器6、变压器7、交流电能表12相连，用于分别对这些部件进行时间同步以及开闭控制。

本实用新型的风力发电机采用普通的三叶式的风力发电机。风力发电机包括叶轮、塔台和交流发电机，叶轮可旋转地安装在塔台上，叶轮与交流发电机的转轴传动连接。

本实用新型主要应用于西北地区日照条件好、具有一定风力资源的偏远农村。因为这样的偏远农村地区，并不适合于通过远距离传输的方式为其提供集中供电。

随着太阳能技术以及光伏发电产品的成本降低，在偏远的农村地区，普及光伏发电产品是一种很好地利用新能源的方式。但是，家庭用户利用光伏产品存在其局限性，因为光伏发电的高峰与用电的高峰是分离的，家庭中如果使用光伏发电产品，发出电能之后，由于无法将其所发电能进行并网利用，会造成很大的浪费，降低农村家庭用户采用光伏产品的积极性。

本实用新型的微电网在使用和推广时，可以通过政府补贴的形式进行，让尽可能多的家庭都安装光伏电池板，然后由村集体在风口位置处安装一台或多台风力发电机4，在村中设置柴油发电机5，在日常使用中，首先利用光伏和风力发电，并把光伏发电和风力发电中的至少部分首先用于居民用电，然后，如果居民用电不足以完全消耗风力和光伏发电的电量，则对多余电力存储在蓄电池或压缩空气中，当需要时再行释放，若所存储的电能也不足以供给居民用电，则中央控制器控制柴油发电机工作，通过柴油发电机弥补清洁能源发电的不足。

本实用新型的节能多源发电装置利用微电网将家庭的光伏产品并入微电网中，充分利用微电网发出的电能，增强了家庭用户采用光伏产品的积极性。

附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本实用新型的原理进行说明，并非意在对本实用新型进行限制。

虽然上面结合本实用新型的优选实施例对本实用新型的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本实用新型的示意性实现方式的解释，并非对本实用新型包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本实用新型范围的限制，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本实用新型保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型节能多源发电装置，其特征在于，所述节能多源发电装置包括：多个光伏电池板、多个直流电流表或直流电能表、光伏逆变器、一台或多台风力发电机、一台柴油发电机、整流器、变压器、储能装置、发电接收总线、中央控制器、供电总线、多个交流电能表，

每个所述光伏电池板的输出串联连接一个直流电流表或直流电能表；

所述直流电流表或直流电能表具有唯一编号并且与所述中央控制器有线或无线通信；

多个所述光伏电池板彼此并联连接，并且并联后连接至所述光伏逆变器；

所述光伏电池板并联后还与所述储能装置相连；

所述光伏逆变器将所述光伏电池板输出的直流电转化成交流电，所述光伏逆变器的输出与所述供电总线相连；

所述风力发电机和所述柴油发电机的输出分别与所述发电接收总线相连；

所述发电接收总线连接至所述整流器；

所述整流器对发电机发出的电流进行整流后输出给所述变压器；

所述变压器将电压转换至220V，输送给供电总线；

所述供电总线连接至用户的入户供电线；

每条入户供电线上安装一个交流电能表；

所述中央控制器分别与所述储能装置、所述风力发电机、所述柴油发电机、所述变压器和所述交流电能表直接或间接相连。

2.根据权利要求1所述的新型节能多源发电装置，其特征在于，所述光伏电池板安装在居民的屋顶。

3.根据权利要求1所述的新型节能多源发电装置，其特征在于，所述风力发电机包括叶轮、塔台和交流发电机，所述叶轮可旋转地安装在所述塔台上，所述叶轮与所述交流发电机的转轴传动连接。

4.根据权利要求1所述的新型节能多源发电装置，其特征在于，所述储能装置为大容量蓄电池组。