CN210958224U - 风光柴储一体化交直流离网微电网系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种风光柴储一体化交直流离网微电网系统，包括光伏阵列组、风力发电机、柴油发电机、集成控制器、电池组，集成控制器包括母排、光伏控制器、风电直流汇流箱、柴电直流切换箱、柴电自动启停控制分配箱，光伏阵列组各单块光伏组件与光伏控制器相连，风力发电机连接风电控制器后接入风电直流汇流箱，柴油发电机接入柴电交流配电箱后接入柴电直流切换箱，柴电自动启停控制分配箱与柴油发电机相连并通过柴电控制信号取样源与母排相连，光伏控制器后的母排上设光考核电流互感器，风电直流汇流箱与母排间设风考核电流互感器，柴电直流切换箱与母排间设柴考核电流互感器，母排后端设总计量电流互感器，柴油发电机与柴电交流配电箱间设柴电压互感器。

Description

风光柴储一体化交直流离网微电网系统
技术领域
本实用新型涉及一种离网微电网系统，尤其涉及一种风光柴储一体化交直流离网微电网系统。
背景技术
光伏发电系统以光伏电池板为发电部件，通过控制器对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载，蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充，当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池，蓄电池可以贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。但是现有的光伏发电系统在地面应用时有间歇性和随机性，发电量与气候条件有关，在晚上或阴雨天就不能或很少发电；而且能量密度较低，在标准条件下，大规模使用时，需要占用较大面积。
在很多没有电网覆盖的区域有很多需要电力供应的需求，如：海岛、高山、边防哨所、偏僻乡村等这些地方的人们的生活和工作都是急需要电力供应的，特别是在现代社会，通讯系统是每个人都离不开的生活必备品，还有诸如科考、勘探、勘测、安保、消防等，这些设备的运行都是依靠电力来完成的。因此要有能够在以上场合为所有设备提供电力的设施、设备，才能让人们的生活、工作得到基本保障。在这些场合，太阳能系统连接到主电网不允许或不实际，因此只能配置离网型光伏发电系统，简称离网系统。离网系统在系统提供的电量超过所需的电量时，剩余电量可用于为蓄电池充电，依靠发电机或蓄电池在太阳能电池板产生的电量少于所需电力的日子里提供电力，如在阴天或夜间。传统的离网系统结构简单，粗糙、易损坏，工作效率低，寿命短暂。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种集成度高、安全性高、工作效率高、长寿命、全天候供电的风光柴储一体化交直流离网微电网系统。
本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括若干个用于将太阳辐射能转换为直流电能的光伏阵列组，至少一个用于将风能转换为电能的风力发电机，至少一个用于将热能转换为交流电能的柴油发电机，以及集成控制器，所述集成控制器包括母排、若干个与所述母排相连接的光伏控制器、风电直流汇流箱、柴电直流切换箱、柴电自动启停控制分配箱，所述光伏阵列组的各单块光伏组件均接入防爆接线盒，所述防爆接线盒通过光伏控制器开关与所述光伏控制器相连接，所述风力发电机连接风电控制器后接入所述风电直流汇流箱后与所述母排相连接，所述柴油发电机接入柴电交流配电箱后，通过柴电直流稳压电源接入到所述柴电直流切换箱后与所述母排相连接，所述柴电自动启停控制分配箱与所述柴油发电机相连接，并通过柴电控制信号取样源与所述母排相连接，并向所述柴电交流配电箱发送柴电自动启停控制分配电流信号，全部所述光伏控制器后的所述母排上设有光考核电流互感器，所述风电直流汇流箱与所述母排之间设有风电接入开关、风考核电流互感器，所述柴电直流切换箱与所述母排之间设有柴电接入开关、柴考核电流互感器，所述母排的后端上还设有总计量电流互感器，所述柴油发电机与所述柴电交流配电箱之间设有柴电压互感器，所述母排的尾端连接若干个用于存储电能的电池组。
所述集成控制器还包括分别与所述母排相连接的自动调节支架系统控制箱、气象站仪及控制器，所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括液压升降器、液压泵，所述自动调节支架系统控制箱通过控制所述液压泵，使所述液压升降器动作，以使所述光伏阵列组在所述液压升降器的带动下实现升降，所述气象站仪及控制器用于接收当地气象预警信息，并在收到恶劣天气预警信息时，向所述自动调节支架系统控制箱发送信号，控制所述液压升降器下降，实现所述光伏阵列组的自动保护。
所述集成控制器还包括风电备用线路及开关、柴电备用线路及开关。
所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括通讯设备组，所述通讯设备组用于所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统与外界进行无线远程通讯，以进行远程监控、计量、远程抄表。
所述光伏控制器包括备用光伏控制器。
所述母排上的电压为直流48V；所述单块光伏组件的功率为285Wp，电压为38V；所述柴电交流配电箱为380V配电箱；每台所述柴油发电机的功率为30kW；每个所述电池组包括24块额定电压2V、容量2500Ah的蓄电池。
所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括交流充电控制器柜、交流汇流配电柜、交流计量柜、通讯箱，所述交流充电控制器柜内设有柴油发电机自动启动控制器，所述交流汇流配电柜内设有总表互感器、所述风发互感器、所述柴发互感器、所述柴电控制信号取样源、所述风电接入开关、所述柴电接入开关，所述交流计量柜内设有总发电计量表、风发电考核表、柴发电考核表。
所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括直流充电控制器柜、风力发电机配电柜、柴油发电机配电柜，所述直流充电控制器柜内设有电压表、电流表、柴电考核表、若干个光电控制器、所述光考核电流互感器、所述风考核电流互感器、所述柴考核电流互感器、所述总计量电流互感器。
所述集成控制器的柜体底部设有地脚层，顶部设有散热风扇，侧面设有外门、内门。
所述集成控制器的柜体内部分为控制元器件仓、母线仓、开关仓。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于本实用新型包括若干个用于将太阳辐射能转换为直流电能的光伏阵列组，至少一个用于将风能转换为电能的风力发电机，至少一个用于将热能转换为交流电能的柴油发电机，以及集成控制器，所述集成控制器包括母排、若干个与所述母排相连接的光伏控制器、风电直流汇流箱、柴电直流切换箱、柴电自动启停控制分配箱，所述光伏阵列组的各单块光伏组件均接入防爆接线盒，所述防爆接线盒通过光伏控制器开关与所述光伏控制器相连接，所述风力发电机连接风电控制器后接入所述风电直流汇流箱后与所述母排相连接，所述柴油发电机接入柴电交流配电箱后，通过柴电直流稳压电源接入到所述柴电直流切换箱后与所述母排相连接，所述柴电自动启停控制分配箱与所述柴油发电机相连接，并通过柴电控制信号取样源与所述母排相连接，并向所述柴电交流配电箱发送柴电自动启停控制分配电流信号，全部所述光伏控制器后的所述母排上设有光考核电流互感器，所述风电直流汇流箱与所述母排之间设有风电接入开关、风考核电流互感器，所述柴电直流切换箱与所述母排之间设有柴电接入开关、柴考核电流互感器，所述母排的后端上还设有总计量电流互感器，所述柴油发电机与所述柴电交流配电箱之间设有柴电压互感器，所述母排的尾端连接若干个用于存储电能的电池组；本实用新型突破了本领域现有技术的固有思维，克服了现有技术的缺陷和不足，以光伏发电和风力发电两个个发电单元为主能源来源，以柴油发电机为备用应急发电单元，如果现场有水力资源可以利用，还可以接入水力发电单元，实现多能互补，再加上储能系统，多系统叠加起来，以确保该系统稳定、高质量的为负载提供优质的能源供应，本系统可以是直流系统和交流系统两种工作模式运行，它的规模可大可小，可根据实际需要进行设计、安装，它可以适应一切没有电网覆盖的场所，包括有腐蚀、易燃易爆等场所，可根据现场特殊情况做特殊配置及封装，特别是在通讯基站、森林防火监测、科考、勘探、应急救援等有移动式能源需求的领域，它的控制器高度集成，使得本实用新型的风光柴储一体化交直流离网微电网系统具备充、放电控制、电压、电流监测、远程监控、超压欠压自动报警、通讯、自动保护、计量、远程抄表等功能，易于安装维护，性能稳定、效率高，它的自动保护系统可以在遇到极端天气如台风等时，可以立即起动保护系统来保护自己以减少损失，而且部分断电失效，不影响其他部分正常运行，是一个广泛用于各领域能源供应的优先选择的设备系统，本项目通过自主设计，试生产，项目现场实际试用，对试用效果进行抗风、抗倒伏、风、光发电能力及效率、电能质量等多方面试验，各方面性能都达到设计要求，效果十分显著，取得完美成功；故本实用新型是一种集成度高、安全性高、工作效率高、长寿命、全天候供电的风光柴储一体化交直流离网微电网系统。
附图说明
图1是本实用新型实施例的风光柴储一体化交直流离网微电网系统的一次接线示意图；
图2是本实用新型实施例的通信基站交流配电工艺流程图；
图3是本实用新型实施例的通信基站直流配电工艺流程图；
图4是本实用新型实施例的集成控制器的正面结构示意图；
图5是本实用新型实施例的集成控制器的侧面结构示意图；
图6是本实用新型实施例的集成控制器的侧剖面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1～图6所示，本实施例的风光柴储一体化交直流离网微电网系统包括若干个用于将太阳辐射能转换为直流电能的光伏阵列组4，两个用于将风能转换为电能的风力发电机62，两个用于将热能转换为交流电能的柴油发电机71，通讯设备组100，以及集成控制器10，所述集成控制器10包括母排1、若干个与所述母排1相连接的光伏控制器2、风电直流汇流箱6、柴电直流切换箱7、柴电自动启停控制分配箱75，所述光伏阵列组4的各单块光伏组件41均接入防爆接线盒3，所述防爆接线盒3通过光伏控制器开关20与所述光伏控制器2相连接，所述光伏控制器2包括备用光伏控制器21，所述风力发电机62连接风电控制器61后接入所述风电直流汇流箱6后与所述母排1相连接，所述柴油发电机71接入柴电交流配电箱72后，通过柴电直流稳压电源73接入到所述柴电直流切换箱7后与所述母排1相连接，所述柴电自动启停控制分配箱75与所述柴油发电机71相连接，并通过柴电控制信号取样源76与所述母排1相连接，并向所述柴电交流配电箱72发送柴电自动启停控制分配电流信号，全部所述光伏控制器2后的所述母排1上设有光考核电流互感器51，所述风电直流汇流箱6与所述母排1之间设有风电接入开关60、风考核电流互感器52，所述柴电直流切换箱7与所述母排1之间设有柴电接入开关70、柴考核电流互感器53，所述母排1的后端上还设有总计量电流互感器50，所述柴油发电机71与所述柴电交流配电箱72之间设有柴电压互感器74，所述母排1的尾端连接若干个用于存储电能的电池组11，所述通讯设备组100用于所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统与外界进行无线远程通讯，以进行远程监控、计量、远程抄表；所述集成控制器10还包括风电备用线路及开关68、柴电备用线路及开关78、分别与所述母排1相连接的自动调节支架系统控制箱8、气象站仪及控制器9，所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括液压升降器81、液压泵82，所述自动调节支架系统控制箱8通过控制所述液压泵82，使所述液压升降器81动作，以使所述光伏阵列组4在所述液压升降器81的带动下实现升降，所述气象站仪及控制器9用于接收当地气象预警信息，并在收到恶劣天气预警信息时，向所述自动调节支架系统控制箱8发送信号，控制所述液压升降器81下降，实现所述光伏阵列组4的自动保护；所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括交流充电控制器柜201、交流汇流配电柜300、交流计量柜400、通讯箱101，所述交流充电控制器柜201内设有柴油发电机自动启动控制器77，所述交流汇流配电柜300内设有总表互感器30、所述风发互感器31、所述柴发互感器32、所述柴电控制信号取样源76、所述风电接入开关60、所述柴电接入开关70，所述交流计量柜400内设有总发电计量表、风发电考核表、柴发电考核表；所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括直流充电控制器柜200、风力发电机配电柜600、柴油发电机配电柜700，所述直流充电控制器柜200内设有电压表、电流表、柴电考核表、若干个光电控制器、所述光考核电流互感器51、所述风考核电流互感器52、所述柴考核电流互感器53、所述总计量电流互感器50；所述集成控制器10的柜体底部设有地脚层19，顶部设有散热风扇18，侧面设有外门16、内门17，所述集成控制器10的柜体内部分为控制元器件仓、母线仓、开关仓；所述母排1上的电压为直流48V；所述单块光伏组件41的功率为285Wp，电压为38V；所述柴电交流配电箱72为380V配电箱；每台所述柴油发电机71的功率为30kW；每个所述电池组11包括24块额定电压2V、容量2500Ah的蓄电池。
本实用新型突破了本领域现有技术的固有思维，克服了现有技术的缺陷和不足，以光伏发电和风力发电两个个发电单元为主能源来源，以柴油发电机为备用应急发电单元，如果现场有水力资源可以利用，还可以接入水力发电单元，实现多能互补，再加上储能系统，多系统叠加起来，以确保该系统稳定、高质量的为负载提供优质的能源供应，本系统可以是直流系统和交流系统两种工作模式运行，它的规模可大可小，可根据实际需要进行设计、安装，它可以适应一切没有电网覆盖的场所，包括有腐蚀、易燃易爆等场所，可根据现场特殊情况做特殊配置及封装，特别是在通讯基站、森林防火监测、科考、勘探、应急救援等有移动式能源需求的领域，它的控制器高度集成，使得本实用新型的风光柴储一体化交直流离网微电网系统具备充、放电控制、电压、电流监测、远程监控、超压欠压自动报警、通讯、自动保护、计量、远程抄表等功能，易于安装维护，性能稳定、效率高，它的自动保护系统可以在遇到极端天气如台风等时，可以立即起动保护系统来保护自己以减少损失，而且部分断电失效，不影响其他部分正常运行，是一个广泛用于各领域能源供应的优先选择的设备系统，本项目通过自主设计，试生产，项目现场实际试用，对试用效果进行抗风、抗倒伏、风、光发电能力及效率、电能质量等多方面试验，各方面性能都达到设计要求，效果十分显著，取得完美成功；因此本实用新型是一种集成度高、安全性高、工作效率高、长寿命、全天候供电的风光柴储一体化交直流离网微电网系统。
以上对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
本实用新型可广泛应用于发电供电领域。

Claims (10)

1.一种风光柴储一体化交直流离网微电网系统，其特征在于：包括若干个用于将太阳辐射能转换为直流电能的光伏阵列组(4)，至少一个用于将风能转换为电能的风力发电机(62)，至少一个用于将热能转换为交流电能的柴油发电机(71)，以及集成控制器(10)，所述集成控制器(10)包括母排(1)、若干个与所述母排(1)相连接的光伏控制器(2)、风电直流汇流箱(6)、柴电直流切换箱(7)、柴电自动启停控制分配箱(75)，所述光伏阵列组(4)的各单块光伏组件(41)均接入防爆接线盒(3)，所述防爆接线盒(3)通过光伏控制器开关(20)与所述光伏控制器(2)相连接，所述风力发电机(62)连接风电控制器(61)后接入所述风电直流汇流箱(6)后与所述母排(1)相连接，所述柴油发电机(71)接入柴电交流配电箱(72)后，通过柴电直流稳压电源(73)接入到所述柴电直流切换箱(7)后与所述母排(1)相连接，所述柴电自动启停控制分配箱(75)与所述柴油发电机(71)相连接，并通过柴电控制信号取样源(76)与所述母排(1)相连接，并向所述柴电交流配电箱(72)发送柴电自动启停控制分配电流信号，全部所述光伏控制器(2)后的所述母排(1)上设有光考核电流互感器(51)，所述风电直流汇流箱(6)与所述母排(1)之间设有风电接入开关(60)、风考核电流互感器(52)，所述柴电直流切换箱(7)与所述母排(1)之间设有柴电接入开关(70)、柴考核电流互感器(53)，所述母排(1)的后端上还设有总计量电流互感器(50)，所述柴油发电机(71)与所述柴电交流配电箱(72)之间设有柴电压互感器(74)，所述母排(1)的尾端连接若干个用于存储电能的电池组(11)。
2.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网系统，其特征在于：所述集成控制器(10)还包括分别与所述母排(1)相连接的自动调节支架系统控制箱(8)、气象站仪及控制器(9)，所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括液压升降器(81)、液压泵(82)，所述自动调节支架系统控制箱(8)通过控制所述液压泵(82)，使所述液压升降器(81)动作，以使所述光伏阵列组(4)在所述液压升降器(81)的带动下实现升降，所述气象站仪及控制器(9)用于接收当地气象预警信息，并在收到恶劣天气预警信息时，向所述自动调节支架系统控制箱(8)发送信号，控制所述液压升降器(81)下降，实现所述光伏阵列组(4)的自动保护。
3.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网系统，其特征在于：所述集成控制器(10)还包括风电备用线路及开关(68)、柴电备用线路及开关(78)。
4.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网系统，其特征在于：所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括通讯设备组(100)，所述通讯设备组(100)用于所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统与外界进行无线远程通讯，以进行远程监控、计量、远程抄表。
5.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网系统，其特征在于：所述光伏控制器(2)包括备用光伏控制器(21)。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的风光柴储一体化交直流离网微电网系统，其特征在于：所述母排(1)上的电压为直流48V；所述单块光伏组件(41)的功率为285Wp，电压为38V；所述柴电交流配电箱(72)为380V配电箱；每台所述柴油发电机(71)的功率为30kW；每个所述电池组(11)包括24块额定电压2V、容量2500Ah的蓄电池。
7.根据权利要求1～5任意一项所述的风光柴储一体化交直流离网微电网系统，其特征在于：所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括交流充电控制器柜(201)、交流汇流配电柜(300)、交流计量柜(400)、通讯箱(101)，所述交流充电控制器柜(201)内设有柴油发电机自动启动控制器(77)，所述交流汇流配电柜(300)内设有总表互感器(30)、风发互感器(31)、柴发互感器(32)、所述柴电控制信号取样源(76)、所述风电接入开关(60)、所述柴电接入开关(70)，所述交流计量柜(400)内设有总发电计量表、风发电考核表、柴发电考核表。
8.根据权利要求1～5任意一项所述的风光柴储一体化交直流离网微电网系统，其特征在于：所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括直流充电控制器柜(200)、风力发电机配电柜(600)、柴油发电机配电柜(700)，所述直流充电控制器柜(200)内设有电压表、电流表、柴电考核表、若干个光电控制器、所述光考核电流互感器(51)、所述风考核电流互感器(52)、所述柴考核电流互感器(53)、所述总计量电流互感器(50)。
9.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网系统，其特征在于：所述集成控制器(10)的柜体底部设有地脚层(19)，顶部设有散热风扇(18)，侧面设有外门(16)、内门(17)。
10.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网系统，其特征在于：所述集成控制器(10)的柜体内部分为控制元器件仓、母线仓、开关仓。
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