CN211183435U - 一种柴光互补分布式供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种柴光互补分布式供电系统，包括光伏发电系统、柴油发电系统和配电室，光伏发电系统包括光伏阵列、光伏逆变器和光伏发电变压器，光伏阵列包括多个并联的光伏子阵列，光伏子阵列连接有汇流箱，汇流箱与光伏逆变器连接，光伏逆变器通过光伏发电变压器与配电室连接，柴油发电系统包括若干柴油发电机组，柴油发电机组通过柴油发电变压器与配电室连接，配电室内设有控制器，控制器分别与光伏子阵列和柴油发电机组电连接。本实用新型提供输出稳定可靠的高质量电能，实现各种气候环境下的全天候保障性供电。

Description

一种柴光互补分布式供电系统

技术领域

本实用新型属于互补发电和供电领域，尤其涉及一种柴光互补分布式供电系统。

背景技术

当前，远离大陆的海岛以及内陆偏远地区的村落或军事要塞等，由于地理位置较偏远，架设长距离的输电线路面临工程技术难度复杂和施工维护成本高昂的技术经济难题。因此公共电网基本还没有覆盖这些区域，此区域的公用及民用用电，通常采用自备柴油发电机组就地发电的方式解决，此方式稳定便捷，但燃料成本、运行成本较高。

在新能源发电技术的推广下，部分具备条件的地区已开始推广使用运行成本更低的风光互补供电系统，正常情况下应用风能或光伏发电来满足外界用电需求，但风、光等可再生能源存在着波动性和间歇性的先天不足，如在偶遇持续性阴雨天气或光照不足的天气条件时，风光互补供电系统难以持续稳定的输出电能来满足外界用电需求，供电的连续性可靠性不高且不受人为调整控制，难以满足各种气候环境下的全天候保障性供电

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种柴光互补分布式供电系统，提供输出稳定可靠的高质量电能，实现各种气候环境下的全天候保障性供电。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种柴光互补分布式供电系统，包括光伏发电系统、柴油发电系统和配电室，光伏发电系统包括光伏阵列、光伏逆变器和光伏发电变压器，光伏阵列包括多个并联的光伏子阵列，光伏子阵列连接有汇流箱，汇流箱与光伏逆变器连接，光伏逆变器通过光伏发电变压器与配电室连接，柴油发电系统包括若干柴油发电机组，柴油发电机组通过柴油发电变压器与配电室连接，配电室内设有控制器，控制器分别与光伏子阵列和柴油发电机组电连接。

进一步地，光伏子阵列包括多个光伏组件、用于支撑光伏组件的光伏支架和用以将光伏支架支撑在地面上的管桩，多个光伏组件平分成两组，且同一组内的多个光伏组件彼此串联连接成光伏组件串，两个光伏组件串并联后与汇流箱连接。

进一步地，管桩包括桩体，桩体靠近其下端的外侧壁上设有若干依次连接的螺旋叶片，桩体的下端设有圆锥形的尖端，其上端设有至少一个用于与光伏支架螺纹连接的螺栓孔。

进一步地，桩体和螺旋叶片的材质均为钢，且桩体和螺旋叶片的外表面均涂覆镀锌层。

进一步地，桩体和螺旋叶片的材质为玻璃纤维增强塑料。

进一步地，螺栓孔为四个，四个螺栓孔沿桩体的横截面均匀分布。

进一步地，光伏逆变器和光伏发电变压器设置在光伏阵列的中心。进一步地，光伏逆变器、光伏发电变压器、柴油发电机组和柴油发电变压器均采用预制舱式设计。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：利用太阳能和柴油来互补发电，无需外界供电，具有昼夜互补、季节性互补特点，系统稳定可靠、性价比高，可以实时应对各种可能影响光伏组件运行的天气变化因素，并且两种发电模式相互配合，供能互补，协调运行，可在节约燃油消耗降低发电成本的同时达到供电稳定可靠的目的，供电质量连续稳定可靠，可实现各种气候环境条件下的全天候保障性供电。

附图说明

图1为本实用新型柴光互补分布式供电系统的连接示意图

图2为本实用新型柴光互补分布式供电系统中管桩的结构示意图。

图中，1-光伏子阵列，11-光伏组件，12-管桩，121-桩体，122-螺旋叶片，123-尖端，124—螺栓孔，2-光伏逆变器，3-光伏发电变压器，4-柴油发电机组，5-柴油发电变压器，6-配电室，61-控制器，7-汇流箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1，图1为柴光互补分布式供电系统的连接示意图。一种柴光互补分布式供电系统，包括光伏发电系统、柴油发电系统和配电室6，光伏发电系统包括光伏阵列、光伏逆变器2和光伏发电变压器3，光伏阵列包括多个并联的光伏子阵列1，光伏子阵列1连接有汇流箱7，汇流箱7与光伏逆变器2连接，光伏逆变器2通过光伏发电变压器3与配电室6连接，柴油发电系统包括若干柴油发电机组4，柴油发电机组4通过柴油发电变压器5与配电室6连接，配电室6内设有控制器61，控制器61分别与光伏子阵列1和柴油发电机组4电连接。控制器4用于控制光伏子阵列1与柴油发电机组4的开闭以及控制光伏子阵列1和柴油发电机组4的输出。光伏发电系统和柴油发电系统可以根据实际需要设置多个。

请结合参阅图2，图2为柴光互补分布式供电系统中管桩的结构示意图。光伏子阵列1包括多个光伏组件11、用于支撑光伏组件11的光伏支架和用以将光伏支架支撑在地面上的管桩12，多个光伏组件11平分成两组，且同一组内的多个光伏组件11彼此串联连接光伏组件串，两个光伏组件串并联后与汇流箱7连接。该设置使得光伏阵列按规则、规范化设置，同时兼顾工程场地利用率和支架利用率，光伏子阵列1通过汇流箱7进行了汇流，大大减少了光伏组件串与光伏逆变器2的连接线缆，减少了系统成本。在一实施例中，光伏逆变器2和光伏发电变压器3设置在光伏阵列的中心。光伏阵列整体形状为一矩形区域，若干光伏子阵列1分别设置在该矩形区域的四角，汇流箱7靠近与其连接的光伏子阵列1的输出端且设置在两个光伏子阵列1之间，该设置可以降低光伏子阵列1、汇流箱7与光伏逆变器2间的直流电缆铺设长度，降低工程投资，同时以一个光伏子阵列1作为基本的发电控制单元和光伏布置单元。在一实施例中，管桩12包括桩体121，桩体121靠近其下端的外侧壁上设有若干依次连接的螺旋叶片122，桩体121的下端设有圆锥形的尖端123，其上端设有至少一个用于与光伏支架螺纹连接的螺栓孔124。采用桩体121上设置螺旋叶片122形成螺旋桩，螺旋桩可以由专用打桩机植桩，植桩完成后无需拆模养护等工序，可直接进行后续光伏支架及光伏组件11的安装，工序衔接合理紧凑，施工便捷快速，加快光伏组件11的设备基础施工速度；并且螺旋叶片122植入地下直接作为桩体121使用，螺旋叶片122对桩孔四周的泥土有渗透、挤密作用，提高了管桩12周围土的侧摩擦阻力，使管桩12具有较强的承载力、抗拔力、抗水平力，变形小，稳定性好。管桩12与光伏支架之间通过螺栓连接，光伏支架与光伏组件11之间同样通过螺栓连接。在一实施例中，桩体121和螺旋叶片122的材质均为钢，且桩体121和螺旋叶片122的外表面均涂覆镀锌层。镀锌层可以增加桩体121和螺旋叶片122的防腐蚀性能。在一实施例中，桩体121和螺旋叶片122的材质为玻璃纤维增强塑料。以玻璃纤维增强塑料为材质制作桩体121和螺旋叶片122轻质高强、耐腐蚀性好。在一实施例中，螺栓孔124为四个，四个螺栓孔124沿桩体121的横截面均匀分布。

光伏逆变器2、光伏发电变压器3、柴油发电机组4和柴油发电变压器5均采用预制舱式设计。采用预制舱式设计可直接安装布置在室外地面的基础上，省去传统典型设计中专门为设备维护配套建设的厂房结构，节约工程投资造价，加快工程施工速度，同时设备集成度高也便于后期的运行维护管理。预制舱的舱体采用集装箱，各预制舱内均设置安全防护、火灾报警及视频监控等辅助控制系统，同时配置照明、检修、防雷、接地等，以满足预制舱设备安全运行及人员巡检需求。舱体内配置空调，保障舱内环境温度，同时考虑道路方向，在预制舱体的合理位置设置门结构，方便试验及检修。各预制舱内的所有设备均在制作工厂内完成接线及调试工作，作为一个整体单独运输至项目现场。各预制舱采用下走线方式，舱底部需要设置控制电缆槽盒或夹层，舱体预留线缆进出口，电缆直接从舱内各柜体直接引至舱外，不设置电缆集中接口柜。

本实用新型的工作过程，白天在太阳光辐射作用下，光伏阵列中的光伏组件11将太阳能转化为直流电能，若干个光伏组件11串运行时发出的直流电汇集于汇流箱7后通过直流电缆输送至光伏逆变器2中转换为交流电，交流电经光伏发电变压器3升压后接入配电室6，流经配电室6内的电气进线控制柜和电气出线控制柜后，输送至外界供负载使用。

当外界负载用电负荷增大，光伏发电系统的发电量无法满足外界负荷需求量时，同步增大单台柴油发电机组4的发电量或增加柴油发电机组4投运数量，柴油发电机组4所发电量经柴油发电变压器5升压后接入配电室6，流经配电室6内的电气进线控制柜和电气出线控制柜后输送至外界供负载使用，满足外界用电需求。

当外界负载用电负荷减小时，优先保证光伏发电系统的发电量完全输出，同步减小柴油发电机组4的发电量以适应外界负荷的变化，通过实时调节单台柴油发电机组4的负荷量或柴油发电机组4的投运数量作为本实用新型响应外界负载负荷水平变化的调控措施。当外界用电负荷小于光伏发电系统的发电量时，则对光伏发电功率进行限制，通过调节光伏子阵列1的投运数量来适应外界负载负荷需求变化。

在夜晚无太阳光辐射或遭遇连续性阴雨天气时，光伏组件11因受外界条件制约而停止工作，此时通过运行柴油发电机组4来实现稳定供电的连续性，保障发电侧的供电稳定。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：利用太阳能和柴油来互补发电，无需外界供电，具有昼夜互补、季节性互补特点，系统稳定可靠、性价比高，可以实时应对各种可能影响光伏组件11运行的天气变化因素，并且两种发电模式相互配合，供能互补，协调运行，可在节约燃油消耗降低发电成本的同时达到供电稳定可靠的目的，供电质量连续稳定可靠，可实现各种气候环境条件下的全天候保障性供电。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (8)

1.一种柴光互补分布式供电系统，其特征在于，包括光伏发电系统、柴油发电系统和配电室，所述光伏发电系统包括光伏阵列、光伏逆变器和光伏发电变压器，所述光伏阵列包括多个并联的光伏子阵列，所述光伏子阵列连接有汇流箱，所述汇流箱与光伏逆变器连接，所述光伏逆变器通过光伏发电变压器与配电室连接，柴油发电系统包括若干柴油发电机组，所述柴油发电机组通过柴油发电变压器与配电室连接，所述配电室内设有控制器，所述控制器分别与光伏子阵列和柴油发电机组电连接。

2.根据权利要求1所述的柴光互补分布式供电系统，其特征在于，所述光伏子阵列包括多个光伏组件、用于支撑光伏组件的光伏支架和用以将光伏支架支撑在地面上的管桩，所述多个光伏组件平分成两组，且同一组内的多个所述光伏组件彼此串联连接成光伏组件串，两个光伏组件串并联后与汇流箱连接。

3.根据权利要求2所述的柴光互补分布式供电系统，其特征在于，所述管桩包括桩体，所述桩体靠近其下端的外侧壁上设有若干依次连接的螺旋叶片，所述桩体的下端设有圆锥形的尖端，其上端设有至少一个用于与光伏支架螺纹连接的螺栓孔。

4.根据权利要求3所述的柴光互补分布式供电系统，其特征在于，所述桩体和螺旋叶片的材质均为钢，且所述桩体和螺旋叶片的外表面均涂覆镀锌层。

5.根据权利要求3所述的柴光互补分布式供电系统，其特征在于，所述桩体和螺旋叶片的材质为玻璃纤维增强塑料。

6.根据权利要求3所述的柴光互补分布式供电系统，其特征在于，所述螺栓孔为四个，四个所述螺栓孔沿桩体的横截面均匀分布。

7.根据权利要求1所述的柴光互补分布式供电系统，其特征在于，所述光伏逆变器和光伏发电变压器设置在光伏阵列的中心。

8.根据权利要求1所述的柴光互补分布式供电系统，其特征在于，所述光伏逆变器、光伏发电变压器、柴油发电机组和柴油发电变压器均采用预制舱式设计。

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