CN213151670U - 一种能源互联网调控管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能源互联网调控管理系统，包括主控模块以及与主控模块相连接的供能模块、监控模块、储能模块以及调控模块，监控模块分别与供能模块和储能模块相连接，储能模块与供能模块相连接，调控模块与供能模块相连接，供能模块包括太阳能发电设备、风能发电设备、水电供应单元以及火电供应单元，太阳能发电设备包括若干光伏板以及用于光伏板安装的安装架，风能发电设备包括若干风力发电机，本实用新型能够提高清洁能源的利用率，以解决现有的能源供应的调控不够全面的问题。

Description

一种能源互联网调控管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种能源互联网调控管理系统，属于能源互联网技术领域。

背景技术

供电，是指将电能通过输配电装置安全、可靠、连续、合格的销售给广大电力客户，满足广大客户经济建设和生活用电的需要。供电机构有供电局和供电公司等。电力的运用在现在发展当中是非常普遍的，而也因为有了电力方面的应用，才能够在其他方面有一些更好的提升，在我国的电力使用当中其实最为普遍的还是火电的使用，我国发电主力是火电和水电，占总发电量的90％，其中火电占72％，水电占18％，其余10％是核电4％、风电4.5％、太阳能1.5％，地热电、潮汐电、生物电可以忽略不计。

由于我国能源分布的不均匀，一些地区的风能和太阳能这种清洁能源比较富足，但是现有能源供应系统的调控不够及时，不能对风能和太阳能进行充分的利用，导致这些地区的主要供电还是火电和水电，调控的缺失一方面是在于对太阳能发电设备和风能发电设备的角度调节不及时，安装时仅仅是根据正常的角度设置，在太阳照射的其他角度以及其他方向的风力的利用上存在不足，其次是不能对供电方式的顺序做很好的调控，导致火电的供应比例还是很高。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种能源互联网调控管理系统，能够提高清洁能源的利用率，以解决现有的能源供应的调控不够全面的问题。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种能源互联网调控管理系统，包括主控模块以及与主控模块相连接的供能模块、监控模块、储能模块以及调控模块，所述监控模块分别与供能模块和储能模块相连接，所述储能模块与供能模块相连接，所述调控模块与供能模块相连接；

所述供能模块包括太阳能发电设备、风能发电设备、水电供应单元以及火电供应单元，所述太阳能发电设备包括若干光伏板以及用于光伏板安装的安装架，所述风能发电设备包括若干风力发电机，所述风力发电机包括立柱以及机头，所述机头通过连接柱与立柱相连接，所述连接柱通过轴承与立柱转动连接；

所述调控模块包括光伏板角度调整机构、风力发电机角度调整机构以及电能供应调整机构；

所述光伏板角度调整机构包括电动缸、第一电机以及连接架，所述连接架与光伏板底部中间相铰接，所述第一电机底部固定在安装架上，所述第一电机的输出轴与连接架相连接，所述电动缸的输出端和底端分别与光伏板底部和连接架相铰接；

所述风力发电机角度调整机构包括第二电机、主动齿轮、从动齿轮以及限位组件，所述从动齿轮固定在连接柱底部，所述主动齿轮连接在第二电机的输出轴上，所述主动齿轮与从动齿轮相啮合，所述限位组件用于对调整后的从动齿轮的位置进行限定。

进一步地，所述限位组件包括支撑板、电磁铁、固定销、活动销以及弹簧，所述支撑板固定在立柱内部，所述支撑板顶部固定有固定销，所述固定销上活动连接有活动销，所述活动销底部通过弹簧与支撑板相连接，所述支撑板顶部位于活动销的正下方设置有用于吸附活动销的电磁铁，所述从动齿轮底部开设有与活动销相匹配的销槽。

进一步地，所述水电供应单元设置为市电中的水电供应线路，所述火电供应单元设置为市电中的火电供应线路。

进一步地，所述火电供应线路包括燃气发电线路以及燃煤发电线路。

进一步地，所述电能供应调整机构包括分别与太阳能发电设备、风能发电设备、水电供应线路、燃气发电线路以及燃煤发电线路相连接的配电柜。

进一步地，所述储能模块包括一级储能单元以及二级储能单元，所述一级储能单元用于储存太阳能发电设备和风能发电设备产生的第一电量，所述二级储能单元用于储存太阳能发电设备和风能发电设备产生的第二电量。

进一步地，所述一级储能单元以及二级储能单元分别包括锂电池和铅酸蓄电池。

进一步地，所述监控模块包括用于监控太阳直射角度的太阳能角度监控器、用于监控风向角度的风向监控器、用于监控供电电量的供电监控单元以及用于监控储能模块的储存电量的电能储备监控单元。

进一步地，所述供电监控单元包括用于监控太阳能发电量的第一电表、用于监控风能发电量的第二电表、用于监控水电供应量的第三电表、用于监控燃气发电量的第四电表以及用于监控燃煤发电量的第五电表。

本实用新型的有益效果：本实用新型在能源系统中加入调控模块，调控模块中光伏板角度调整机构能够对光伏板的俯仰角度和水平角度进行调整，实现对太阳不同照射角度的太阳能进行充分吸收利用，风力发电机角度调整机构能够调整机头的角度以匹配风向，使机头能够获得最佳的风力，实现对能源的充分获取；通过电能供应调整机构能够优先采用清洁的太阳能和风能进行供应，通过储能模块能够将太阳能和风能产生的多余电能储存下来，提高清洁能源的整体利用率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的原理框图；

图2为供能模块的原理框图；

图3为监控模块的原理框图；

图4为储能模块的原理框图；

图5为调控模块的原理框图；

图6为太阳能发电设备和光伏板角度调整机构的连接结构图；

图7为风力发电机的结构示意图；

图8为风力发电机角度调整机构与风力发电机的的局部连接结构图；

图9为图8中A的放大图。

图中：1、主控模块；2、供能模块；21、太阳能发电设备；211、光伏板；212、安装架；22、风能发电设备；221、立柱；222、机头；223、连接柱；224、轴承；23、水电供应单元；24、火电供应单元；3、监控模块；31、太阳角度监控器；32、风向监控器；33、供电监控单元；34、电能储备监控单元；4、储能模块；41、一级储能单元；42、二级储能单元；5、调控模块；51、光伏板角度调整机构；511、电动缸；512、第一电机；513、连接架；52、风力发电机角度调整机构；521、第二电机；522、主动齿轮； 523、从动齿轮；5231、销槽；524、支撑板；525、电磁铁；526、活动销； 527、固定销；528、弹簧；53、电能供应调整机构。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1，图1为本实用新型的原理框图。

一种能源互联网调控管理系统，包括主控模块1以及与主控模块1相连接的供能模块2、监控模块3、储能模块4以及调控模块5，监控模块3 分别与供能模块2和储能模块4相连接，储能模块4与供能模块2相连接，调控模块5与供能模块2相连接，主控模块1包括主控服务器以及无线接发器，主控模块1作为整个系统的大脑，能够控制供能模块2、监控模块3、储能模块4以及调控模块5进行运作。

请参阅图2和图6图2为供能模块的原理框图；图6为太阳能发电设备和光伏板角度调整机构的连接结构图。

供能模块2包括太阳能发电设备21、风能发电设备22、水电供应单元 23以及火电供应单元24，太阳能发电设备21包括若干光伏板211以及用于光伏板211安装的安装架212，风能发电设备22包括若干风力发电机，风力发电机包括立柱221以及机头222，机头222通过连接柱223与立柱 221相连接，连接柱223通过轴承224与立柱221转动连接。

水电供应单元23设置为市电中的水电供应线路，火电供应单元24设置为市电中的火电供应线路。

火电供应线路包括燃气发电线路以及燃煤发电线路。

供电模块包括了产生清洁能源的太阳能发电设备21和风能发电设备 22，并且供电时通过电能供应调整机构53优先选用，在这两种电能不足时采用水电供应单元23和火电供应单元24，因为燃气发电所产生的污染小于燃煤发电产生的污染，所述在火电供应单元24中优先采用燃气发电线路进行供应。

请参阅图5-图9，图5为调控模块的原理框图；图6为太阳能发电设备和光伏板角度调整机构的连接结构图；图7为风力发电机的结构示意图；图8为风力发电机角度调整机构与风力发电机的的局部连接结构图；图9 为图8中A的放大图。

调控模块5包括光伏板角度调整机构51、风力发电机角度调整机构52 以及电能供应调整机构53。

光伏板角度调整机构51包括电动缸511、第一电机512以及连接架513，连接架513与光伏板211底部中间相铰接，第一电机512底部固定在安装架212上，第一电机512的输出轴与连接架513相连接，电动缸511的输出端和底端分别与光伏板211底部和连接架513相铰接，电动缸511选用型号为SA26400N的伺服电动缸，第一电机512选用型号为60ZFMA1-0D40DB 的伺服电机，第一电机512转动能够带动连接架513和光伏板211进行水平转动，水平转动用于调整光伏板211与太阳从早至晚的方位相匹配，电动缸511能够对光伏板211的俯仰角度进行调整，用于匹配太阳从早至晚的高度。

风力发电机角度调整机构52包括第二电机521、主动齿轮522、从动齿轮523以及限位组件，从动齿轮523固定在连接柱223底部，主动齿轮 522连接在第二电机521的输出轴上，主动齿轮522与从动齿轮523相啮合，限位组件用于对调整后的从动齿轮523的位置进行限定，第二电机521选用型号为42JSF330AS-1000的伺服电机，第二电机521运作时通过主动齿轮522带动从动齿轮523转动，能够对连接柱223的角度进行调整，从而调整机头222的方位，调整后通过限位组件能够限定从动齿轮523的位置，防止后期因风力导致机头222转动，第二电机521与主控模块1的主控服务器连接，能够根据需求进行风机的角度调整。

限位组件包括支撑板524、电磁铁525、固定销527、活动销526以及弹簧528，支撑板524固定在立柱221内部，支撑板524顶部固定有固定销 527，固定销527上活动连接有活动销526，活动销526底部通过弹簧528 与支撑板524相连接，支撑板524顶部位于活动销526的正下方设置有用于吸附活动销526的电磁铁525，从动齿轮523底部开设有与活动销526相匹配的销槽5231，电磁铁525的型号为BYH-1809，电磁铁525与主控模块 1的主控服务器连接，在进行机头222的角度调整时，控制电磁铁525运作，电磁铁525将不锈钢材质的活动销526吸回至固定销527底部，并将弹簧 528压缩，调整后，关闭电磁铁525，电磁吸力消失，弹簧528弹起带动活动销526重新卡入从动齿轮523的销槽5231内，实现对从动齿轮523的位置限定，活动销526与销槽5231卡接的位置与从动齿轮523的单位转动量相匹配，能够使活动销526回位时成功卡入销槽5231内，并且活动销526 与固定销527之间只能进行上下活动不能进行转动。

电能供应调整机构53包括分别与太阳能发电设备21、风能发电设备 22、水电供应线路、燃气发电线路以及燃煤发电线路相连接的配电柜，配电柜优先采用的供电顺序依次为太阳能发电设备21、风能发电设备22、水电供应线路、燃气发电线路以及燃煤发电线路。

请参阅图4，图4为储能模块的原理框图。

储能模块4包括一级储能单元41以及二级储能单元42，一级储能单元 41用于储存太阳能发电设备21和风能发电设备22产生的第一电量，二级储能单元42用于储存太阳能发电设备21和风能发电设备22产生的第二电量，在风能和太阳能富足的时间，采用二级储能单元42进行扩充储存，提高储存的容量。

一级储能单元41以及二级储能单元42分别包括锂电池和铅酸蓄电池。

请参阅图3，图3为监控模块的原理框图。

监控模块3包括用于监控太阳直射角度的太阳能角度监控器、用于监控风向角度的风向监控器32、用于监控供电电量的供电监控单元33以及用于监控储能模块4的储存电量的电能储备监控单元34，太阳能角度监控器包括数据存储器和计时器，根据现有的技术能够换算出当地一年中每天每个时辰的太阳方位以及照射角度，并存储在数据存储器内，根据时间得出当时太阳的方位和角度，并将信息实时传输给主控模块1，主控模块1控制光伏板角度调整机构51对光伏板211的方位和角度进行调整，风向监控器 32采用型号为RS-FX-*的风向变送器，能够对风向进行实时检测并传输给主控模块1，主控模块1根据风向信息控制风力发电机角度调整机构52对机头222的方位进行调整，优选设定为一个小时进行一次监控数据的获取，并采用一个小时作为一个调整单位进行调整，保证获取最大能源的同时降低调控的成本。

供电监控单元33包括用于监控太阳能发电量的第一电表、用于监控风能发电量的第二电表、用于监控水电供应量的第三电表、用于监控燃气发电量的第四电表以及用于监控燃煤发电量的第五电表，通过电表能够监测到多种方式的供电量，与之前未做调控的方式进行比较，调控后的风能发电和太阳能发电的比重明显增加了，能够有效提高清洁能源的使用效率。

工作原理：主控模块1获取监控模块3的太阳角度信息，控制光伏板角度调整机构51实时调整最佳吸收太阳光的角度，通过获取风向信息控制风力发电机角度调整机构52对机头222的方位进行调整，能够获取最多的能源，从而提高清洁能源的供应量，并且通过电能供应调整机构53控制供电方式的选择顺序，优先选用太阳能和风能的清洁能源供应方式，提高清洁能源的利用效率。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种能源互联网调控管理系统，其特征在于，包括主控模块(1)以及与主控模块(1)相连接的供能模块(2)、监控模块(3)、储能模块(4)以及调控模块(5)，所述监控模块(3)分别与供能模块(2)和储能模块(4)相连接，所述储能模块(4)与供能模块(2)相连接，所述调控模块(5)与供能模块(2)相连接；

所述供能模块(2)包括太阳能发电设备(21)、风能发电设备(22)、水电供应单元(23)以及火电供应单元(24)，所述太阳能发电设备(21)包括若干光伏板(211)以及用于光伏板(211)安装的安装架(212)，所述风能发电设备(22)包括若干风力发电机，所述风力发电机包括立柱(221)以及机头(222)，所述机头(222)通过连接柱(223)与立柱(221)相连接，所述连接柱(223)通过轴承(224)与立柱(221)转动连接；

所述调控模块(5)包括光伏板角度调整机构(51)、风力发电机角度调整机构(52)以及电能供应调整机构(53)；

所述光伏板角度调整机构(51)包括电动缸(511)、第一电机(512)以及连接架(513)，所述连接架(513)与光伏板(211)底部中间相铰接，所述第一电机(512)底部固定在安装架(212)上，所述第一电机(512)的输出轴与连接架(513)相连接，所述电动缸(511)的输出端和底端分别与光伏板(211)底部和连接架(513)相铰接；

所述风力发电机角度调整机构(52)包括第二电机(521)、主动齿轮(522)、从动齿轮(523)以及限位组件，所述从动齿轮(523)固定在连接柱(223)底部，所述主动齿轮(522)连接在第二电机(521)的输出轴上，所述主动齿轮(522)与从动齿轮(523)相啮合，所述限位组件用于对调整后的从动齿轮(523)的位置进行限定。

2.根据权利要求1所述的一种能源互联网调控管理系统，其特征在于，所述限位组件包括支撑板(524)、电磁铁(525)、固定销(527)、活动销(526)以及弹簧(528)，所述支撑板(524)固定在立柱(221)内部，所述支撑板(524)顶部固定有固定销(527)，所述固定销(527)上活动连接有活动销(526)，所述活动销(526)底部通过弹簧(528)与支撑板(524)相连接，所述支撑板(524)顶部位于活动销(526)的正下方设置有用于吸附活动销(526)的电磁铁(525)，所述从动齿轮(523)底部开设有与活动销(526)相匹配的销槽(5231)。

3.根据权利要求1所述的一种能源互联网调控管理系统，其特征在于，所述水电供应单元(23)设置为市电中的水电供应线路，所述火电供应单元(24)设置为市电中的火电供应线路。

4.根据权利要求3所述的一种能源互联网调控管理系统，其特征在于，所述火电供应线路包括燃气发电线路以及燃煤发电线路。

5.根据权利要求4所述的一种能源互联网调控管理系统，其特征在于，所述电能供应调整机构(53)包括分别与太阳能发电设备(21)、风能发电设备(22)、水电供应线路、燃气发电线路以及燃煤发电线路相连接的配电柜。

6.根据权利要求1所述的一种能源互联网调控管理系统，其特征在于，所述储能模块(4)包括一级储能单元(41)以及二级储能单元(42)，所述一级储能单元(41)用于储存太阳能发电设备(21)和风能发电设备(22)产生的第一电量，所述二级储能单元(42)用于储存太阳能发电设备(21)和风能发电设备(22)产生的第二电量。

7.根据权利要求6所述的一种能源互联网调控管理系统，其特征在于，所述一级储能单元(41)以及二级储能单元(42)分别包括锂电池和铅酸蓄电池。

8.根据权利要求1所述的一种能源互联网调控管理系统，其特征在于，所述监控模块(3)包括用于监控太阳直射角度的太阳能角度监控器、用于监控风向角度的风向监控器(32)、用于监控供电电量的供电监控单元(33)以及用于监控储能模块(4)的储存电量的电能储备监控单元(34)。

9.根据权利要求8所述的一种能源互联网调控管理系统，其特征在于，所述供电监控单元(33)包括用于监控太阳能发电量的第一电表、用于监控风能发电量的第二电表、用于监控水电供应量的第三电表、用于监控燃气发电量的第四电表以及用于监控燃煤发电量的第五电表。

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