CN217935174U - 一种多能互补能源动力系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多能互补能源动力系统，设置太阳能光伏发电系统、风力发电系统和氢燃料燃机发电机组；风力发电系统连接逆变器，太阳能光伏发电系统与逆变器并联，还并联设置DC/DC升压电路，DC/DC升压电路后并联蓄电池、氢燃料燃机发电机组及用户。通过本公开的技术方案，实现多种清洁能源的互补利用，同时通过对电压的监控，实现清洁能源间的合理转换。
Description
技术领域
本实用新型属于能源设备领域，具体涉及一种多能互补能源动力系统。
背景技术
国家提出”双碳”战略目标，减少排放，为人类绿色发展做出贡献。为达到这一目标，本专利组合多个“零”碳排放系统，利用多能互补技术，充分利用自然资源与新技术的组合，为系统提供动力。太阳能光伏发电系统和风电系统的组合，可以充分利用自然资源，产生绿色能源，满足用户电力需求。但由于光电和风电受自然界风、光影响较大，产生电力不稳定，应用具有局限性。
现有技术中光伏发电技术、风力发电技术和氢燃料燃机发电机组都有应用，其中风、光互补系统有较成熟和广泛的应用，但三种系统的组合应用，基本没有。现有技术采用风力和太阳能光伏组合系统主要构成为太阳能电池板、风力发电机、风光互补控制器、蓄电池、逆变器，最终将产生电力输送到最终用户。太阳能电池板在接收到外界阳光时，产生太阳能；风力发电机应用自然风力产生风能。这两种能量到达风光互补控制器，经过蓄电池储能，通过逆变器将蓄电池直流电转换为交流电，最终将交流电输送到用户端。有的太阳能光伏发电和风能发电系统互补，虽然是绿色能源，但系统受自然界外因影响较大，产生电力不稳定。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种多能互补能源动力系统，该系统采用合理的电控与能源组合，真正实现了多种能源的合理利用和相互替代。
具体实现方案包括：
一种多能互补能源动力系统，设置太阳能光伏发电系统、风力发电系统和氢燃料燃机发电机组；风力发电系统连接逆变器，太阳能光伏发电系统与逆变器并联，还并联设置DC/DC升压电路，DC/DC升压电路后并联蓄电池、氢燃料燃机发电机组及用户。
可选的，所述的太阳能光伏发电系统主要通过太阳能光伏组件吸收太阳能后将太阳能转换成直流电，输入逆变器后形成用户或蓄电池可用的交流电。
可选的，所述的风力发电系统通过风力发电机将风能转换成不稳定的交流电，输入逆变器的交流端输出稳定的用户或蓄电池可用的交流电。
可选的，氢燃料燃机发电机组通过燃烧氢气，将热能转换成机械能，并通过发电机输出电能，为用户提供电力。
可选的，设置电压获取电路，电压获取值送至PLC控制系统用于判断蓄电池的供电状态。
可选的，所述的电压获取电路包括运算放大器U12A、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1、二极管D2和电阻R1；电阻R1和电容C1并联，运算放大器U12A的同相端通过电容C1接地，同时正电源引脚另一端连接直流电并通过C2接地，运算放大器U12A的反相端连接其输出端，运算放大器U12A的输出端通过电容C3接地；二极管D1的阴极连接一直流电源VCC，二极管D1的阳极连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接地，运算放大器U12A的输出端连接二极管D1的阳极，电阻R1的两端分别用于连接蓄电池的正极BAT1+和负极BAT_GND。
可选的，所述的二极管D1的阳极还连接PLC控制芯片；所述的PLC控制芯片的型号为KA3511。
通过本公开的技术方案，实现多种清洁能源的互补利用，同时通过对电压的监控，实现清洁能源间的合理转换。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1为本实用新型的多能互补能源动力系统的结构示意图；
图2为图1中的电压获取电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本实用新型作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
结合图1，本实用新型的多能互补能源动力系统主要由太阳能光伏发电系统、风力发电系统和氢燃料燃机发电机组构成，具体的，风力发电系统连接逆变器实现稳定交流电的转换；太阳能光伏发电系统与逆变器并联，还并联设置DC/DC升压电路，DC/DC升压电路后并联蓄电池、氢燃料燃机发电机组及用户；本实用新型的系统应用较为广泛，可充分利用自然资源，并为用户提供长期、稳定的动力系统，且整个系统基本实现“零”碳排放，绿色环保。
太阳能光伏发电系统主要通过太阳能光伏组件吸收太阳能后将太阳能转换成直流电，输入逆变器后形成用户或蓄电池可用的交流电；
风力发电系统主要通过风力发电机将风能转换成不稳定的交流电，输入逆变器的交流端输出稳定的用户或蓄电池可用的交流电；两者形成的交流电通过DC/DC升压电路后传输给蓄电池或用户进行使用。DC/DC升压电路的基本原理是高频振荡器产生低频脉冲电压，在经过整流获得直流电压的过程，可通过本领域常用的升压电路实现该功能；
氢燃料燃机发电机组通过燃烧氢气，将热能转换成机械能，并通过发电机输出电能，为用户提供电力。
一种实施方案，可以对太阳能光伏发电系统和风力发电系统的运行状态进行监控，实现稳定的蓄电池储电或用户用电，并通过控制氢燃料燃机发电机组的启动、停止和负荷实现向下游用户的稳定供电补充，达到整个系统的能量供、需端平衡，在消耗最少氢能的情况下，输出稳定电能到达用户端。
比如可以对蓄电池的电压进行实时监控，当电压指标低于设定值时，通过PLC控制系统向氢燃料燃机发电机组发出燃机启动信号，并通过调节氢燃料燃机发电机组的负荷实现发电量与用电量的匹配，当蓄电池的电压高于设定值时，由PLC控制系统向氢燃料燃机发电机组发出停止指令。
结合图2，比如，具体的，可以通过电压获取电路将获取值送至PLC控制系统用于判断蓄电池的供电状态，电压获取电路包括运算放大器U12A、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1、二极管D2和电阻R1；电阻R1和电容C1并联，运算放大器U12A的同相端通过电容C1接地，同时正电源引脚另一端连接直流电并通过C2接地，运算放大器U12A的反相端连接其输出端，运算放大器U12A的输出端通过电容C3接地；二极管D1的阴极连接一直流电源VCC，二极管D1的阳极连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接地，运算放大器U12A的输出端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阳极还连接PLC控制芯片，电阻R1的两端分别用于连接蓄电池的正极BAT1+和负极BAT_GND。
如果想实现电器自动化控制目的的，可以采用PLC控制系统，PLC控制系统可以采用现有技术中已有的简单控制芯片和控制逻辑实现，比如美国快捷公司生产的PCSPMS次边监控芯片KA3511，KA3511采用22脚DIP封装，KA3511主要由振荡器、误差放大器、PWM比较器、过电压保护(OVP)与欠电压保护(UVP)电路、遥控开/关控制电路、电源(pwoergood)信号产生器和精密参考电压等单元电路所组成，只需要简单的控制逻辑即可实现依据电压值进行开关的控制，当电压指标低于设定值时，通过PLC控制系统向氢燃料燃机发电机组发出燃机启动信号，并通过调节氢燃料燃机发电机组的负荷实现发电量与用电量的匹配，当蓄电池的电压高于设定值时，由PLC控制系统向氢燃料燃机发电机组发出停止指令。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (7)
1.一种多能互补能源动力系统，其特征在于，设置太阳能光伏发电系统、风力发电系统和氢燃料燃机发电机组；
风力发电系统连接逆变器，太阳能光伏发电系统与逆变器并联，还并联设置DC/DC升压电路，DC/DC升压电路后并联蓄电池、氢燃料燃机发电机组及用户。
2.根据权利要求1所述的多能互补能源动力系统，其特征在于，所述的太阳能光伏发电系统主要通过太阳能光伏组件吸收太阳能后将太阳能转换成直流电，输入逆变器后形成用户或蓄电池可用的交流电。
3.根据权利要求1或2所述的多能互补能源动力系统，其特征在于，所述的风力发电系统通过风力发电机将风能转换成不稳定的交流电，输入逆变器的交流端输出稳定的用户或蓄电池可用的交流电。
4.根据权利要求1或2所述的多能互补能源动力系统，其特征在于，氢燃料燃机发电机组通过燃烧氢气，将热能转换成机械能，并通过发电机输出电能，为用户提供电力。
5.根据权利要求1或2所述的多能互补能源动力系统，其特征在于，设置电压获取电路，电压获取值送至PLC控制系统用于判断蓄电池的供电状态。
6.根据权利要求5所述的多能互补能源动力系统，其特征在于，所述的电压获取电路包括运算放大器U12A、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1、二极管D2和电阻R1；电阻R1和电容C1并联，运算放大器U12A的同相端通过电容C1接地，同时正电源引脚另一端连接直流电并通过C2接地，运算放大器U12A的反相端连接其输出端，运算放大器U12A的输出端通过电容C3接地；二极管D1的阴极连接一直流电源VCC，二极管D1的阳极连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接地，运算放大器U12A的输出端连接二极管D1的阳极，电阻R1的两端分别用于连接蓄电池的正极BAT1+和负极BAT_GND。
7.根据权利要求6所述的多能互补能源动力系统，其特征在于，所述的二极管D1的阳极还连接PLC控制芯片；
所述的PLC控制芯片的型号为KA3511。
Priority Applications (1)
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2021
- 2021-12-16 CN CN202123177291.6U patent/CN217935174U/zh active Active
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