用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)，包括：在屋頂和/或墻面安裝太陽(yáng)能光伏板的眾多建筑物，對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用的多個(gè)輸配電與計(jì)量裝置，用于存儲(chǔ)或調(diào)節(jié)太陽(yáng)光伏電能峰谷的電動(dòng)汽車充電與儲(chǔ)能裝置，用于預(yù)報(bào)光伏發(fā)電功率、以便調(diào)控該系統(tǒng)各裝置的氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)，以及作為系統(tǒng)控制中心的智能微電網(wǎng)。藉由各裝置的配合與協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光伏電能的自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、由市電網(wǎng)供應(yīng)不足部分的調(diào)劑運(yùn)行方式，并由智能微電網(wǎng)調(diào)控各裝置，以均衡市電、自發(fā)電與耗電間關(guān)系，盡量減少光伏電站發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性，保證電網(wǎng)安全與穩(wěn)定，且實(shí)現(xiàn)能量平衡的就地發(fā)電、就地消納、依存電網(wǎng)、動(dòng)態(tài)平衡的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)。
【專利說(shuō)明】用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)，確切地說(shuō)，涉及一種在城市住區(qū)建設(shè)中，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的化石能源供給模式，推動(dòng)可再生能源規(guī)?；瘧?yīng)用的一種以太陽(yáng)能為核心、將發(fā)電中心與用電中心有機(jī)結(jié)合的新型能源綜合利用和管理的系統(tǒng)。屬于新能源與高效節(jié)能技術(shù)與建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)相結(jié)合的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，如何解決能源緊缺問(wèn)題已成為世界各國(guó)面臨的難題，因此，探索太陽(yáng)能規(guī)模化利用的可行性，建構(gòu)可行的太陽(yáng)能綜合利用的運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)及其運(yùn)行機(jī)制，以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的住房(如保障性住宅)為對(duì)象，并讓老百姓用電比常規(guī)市電更優(yōu)惠，再引入自主經(jīng)營(yíng)，創(chuàng)新的企業(yè)運(yùn)行方式，體現(xiàn)科技服務(wù)民生的職能，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)眾多科研、聞校等機(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點(diǎn)課題。
[0003]如何以現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，著力于氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)、智能微電網(wǎng)、太陽(yáng)能建筑一體化和電動(dòng)公交等各項(xiàng)當(dāng)代新技術(shù)進(jìn)行集成再創(chuàng)新，是當(dāng)代科技人員面臨的嶄新課題。盡管太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中的多個(gè)組成裝置或部件、環(huán)節(jié)的具體技術(shù)，目前都已經(jīng)進(jìn)入比較成熟或相對(duì)成熟的階段。但是，至今仍然都局限于很小規(guī)模的、獨(dú)立、單項(xiàng)的運(yùn)用，還沒(méi)有形成規(guī)?；南到y(tǒng)架構(gòu)。
[0004]下面先分別介紹本實(shí)用新型所涉及的各個(gè)組成裝置或構(gòu)件的現(xiàn)有技術(shù):
[0005]氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào):天氣現(xiàn)象隨著時(shí)間不斷發(fā)生變化，這種變化給太陽(yáng)能光伏發(fā)電帶來(lái)很大影響。當(dāng)并網(wǎng)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電成為電力供應(yīng)的一個(gè)重要組成部分時(shí)，天氣變化造成的太陽(yáng)能光伏發(fā)電量的波動(dòng)，將給電網(wǎng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。例如，晴天時(shí)，光伏電站可以滿負(fù)荷運(yùn)行。但是，如果電網(wǎng)沒(méi)有獲得提前預(yù)知而做好充分準(zhǔn)備，為了電網(wǎng)安全，就要對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的上網(wǎng)進(jìn)行限制。這樣，既白白浪費(fèi)太陽(yáng)能資源，又給光伏電站運(yùn)營(yíng)企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。然而，一旦天氣轉(zhuǎn)為多云、陰雨或發(fā)生沙塵暴，或在夏天出現(xiàn)極端高溫等等，光伏電站的發(fā)電量就會(huì)隨之銳減。如果電網(wǎng)沒(méi)有提前預(yù)知而做好充分應(yīng)對(duì)時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)供電不足的情形，影響人們的正常生產(chǎn)和生活。因此，做好太陽(yáng)能資源和相關(guān)氣象條件的觀測(cè)與預(yù)報(bào)，以便實(shí)現(xiàn)光伏電站太陽(yáng)能發(fā)電量的預(yù)報(bào)，對(duì)于光伏電站的運(yùn)行和電網(wǎng)的安全都是十分重要的。
[0006]光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際輸出功率主要取決于太陽(yáng)輻射照度，而太陽(yáng)輻射單位面積能量密度較低，時(shí)間上具有較大的不連續(xù)性和不穩(wěn)定性。它不僅受到季節(jié)和地理位置的影響，還與當(dāng)時(shí)的大氣透明度、水汽含量、氣溶膠、云量、云狀、云與太陽(yáng)的相對(duì)位置等密切相關(guān)；同時(shí)，也受到周期變化(日變化和年變化)的天文因素影響，其它環(huán)境因素(如溫度等)同樣對(duì)太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化效率也會(huì)產(chǎn)生影響。光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行后，因其發(fā)電量的變化是一個(gè)非平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程，輸出功率的不連續(xù)和不確定，對(duì)電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生較大影響。因此，要想大幅提高光伏發(fā)電量的比例，提高光電轉(zhuǎn)換效率，降低運(yùn)營(yíng)成本和保障電網(wǎng)安全，太陽(yáng)能預(yù)報(bào)技術(shù)非常重要。對(duì)太陽(yáng)能的預(yù)報(bào)既要考慮太陽(yáng)輻射的不穩(wěn)定性，也要考慮其周期性(包括天文與地理因素)的影響，還要考慮氣象環(huán)境因子的影響。
[0007]太陽(yáng)能預(yù)報(bào)方法主要有下述三類:
[0008]①基于傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)方法，包括兩種:一種是基于太陽(yáng)能發(fā)電量的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)，該方法相對(duì)簡(jiǎn)單、但僅適用于O?I小時(shí)的臨近預(yù)報(bào)。另一種是基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用天氣類型預(yù)報(bào)參數(shù)化預(yù)報(bào)太陽(yáng)能的預(yù)測(cè)方法，其預(yù)測(cè)時(shí)效與輸入因子和數(shù)據(jù)有關(guān)，且預(yù)報(bào)結(jié)果有隨機(jī)性。這兩種統(tǒng)計(jì)方法都是主要以時(shí)間序列為基礎(chǔ)，對(duì)于較長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)測(cè)效果比較差。
[0009]②基于衛(wèi)星云圖資料的外推方法，其優(yōu)點(diǎn)是能夠處理尺度較小的對(duì)流云系統(tǒng)，但由于天氣系統(tǒng)和相關(guān)云系發(fā)展移動(dòng)過(guò)程的非線性，該方法的預(yù)報(bào)時(shí)效在O?5小時(shí)。
[0010]③利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)訂正的方法，預(yù)報(bào)時(shí)效可達(dá)數(shù)天。
[0011]目前，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種太陽(yáng)能預(yù)報(bào)系統(tǒng)，但是，由于太陽(yáng)輻射很大程度決定于天氣狀況，不考慮天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)難以得到較好的預(yù)測(cè)結(jié)果。因而，國(guó)外研究的光伏發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)均是將數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)作為重要輸入。例如，丹麥ENFOR公司的S0LARF0R系統(tǒng)將光伏發(fā)電系統(tǒng)的歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)和短期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)結(jié)果相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的短期(O?72小時(shí))功率預(yù)測(cè)。美國(guó)的Renewable Energy Science Technology計(jì)劃將JCSDA發(fā)展的通用輻射傳輸模式(CRTM)用于太陽(yáng)能預(yù)報(bào)中的太陽(yáng)輻射傳輸計(jì)算，且可用于計(jì)算衛(wèi)星遙感的輻射傳輸，已被很多國(guó)家用于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)。WRF的三維變分同化(WRF-VAR)也用CRTM同化衛(wèi)星資料。在美國(guó)從事可再生能源普查和預(yù)報(bào)的3TIER公司，開(kāi)發(fā)了基于太陽(yáng)總輻射、直接輻射和散輻射的預(yù)報(bào)模式。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)開(kāi)發(fā)了一種地面太陽(yáng)輻射照度觀測(cè)站，利用實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星和雷達(dá)圖像處理數(shù)據(jù)，計(jì)算實(shí)時(shí)太陽(yáng)輻射和臨近預(yù)報(bào)值，在此基礎(chǔ)上建成24?36小時(shí)的太陽(yáng)輻射短期預(yù)報(bào)系統(tǒng)。
[0012]中國(guó)國(guó)內(nèi)的太陽(yáng)能預(yù)報(bào)技術(shù)起步較晚，至今仍然很少見(jiàn)到有效的太陽(yáng)能預(yù)報(bào)應(yīng)用系統(tǒng)。但是，可以借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，加速研制和開(kāi)展基于衛(wèi)星、氣象觀測(cè)和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的太陽(yáng)能預(yù)報(bào)系統(tǒng)。
[0013]智能微電網(wǎng)是由分布式電源、能量轉(zhuǎn)換裝置、用電負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等匯集構(gòu)成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，它是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制和管理的自治系統(tǒng)。從微觀上看，智能微電網(wǎng)可視為具備完整的發(fā)輸配電功能的小型電力系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)局部的功率平衡與能量?jī)?yōu)化。從宏觀上看，智能微電網(wǎng)又被認(rèn)為是配電系統(tǒng)中的一個(gè)“虛擬”電源或負(fù)荷。現(xiàn)有研究和實(shí)踐表明，將分布式電源以微電網(wǎng)形式接入到電網(wǎng)中并網(wǎng)運(yùn)行，與電網(wǎng)互為支撐，是發(fā)揮分布式電源效能的最有效方式，具有巨大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)意義。例如:大大提高分布式電源的利用率，有助于電網(wǎng)災(zāi)變時(shí)向重要負(fù)荷持續(xù)供電，避免間歇式電源直接影響周圍用戶電能質(zhì)量，有助于可再生能源優(yōu)化利用和電網(wǎng)的節(jié)能降損。
[0014]智能微電網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)獲得了世界多國(guó)的重視和推廣，北美、歐盟、日本等國(guó)和地區(qū)已加快微電網(wǎng)的研究和建設(shè)，并根據(jù)各自的能源政策和電力系統(tǒng)的現(xiàn)有狀況，提出了各具特色的微電網(wǎng)概念和發(fā)展規(guī)劃，并在微電網(wǎng)的運(yùn)行、控制、保護(hù)、管理和對(duì)電力系統(tǒng)的影響等多方面進(jìn)行了大量研究工作。
[0015]近年來(lái)，智能微電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)研究和應(yīng)用在中國(guó)得到高度重視。2008年國(guó)家科技部就專門資助了分布式發(fā)電供能系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究，重點(diǎn)解決微電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的一系列關(guān)鍵技術(shù)。國(guó)家863項(xiàng)目也支持了多個(gè)項(xiàng)目，其內(nèi)容涉及微電網(wǎng)控制策略、能量管理、儲(chǔ)能、示范工程建設(shè)等多個(gè)方面。到目前為止，許多高校和科研機(jī)構(gòu)建立了微電網(wǎng)測(cè)試平臺(tái)，以進(jìn)行微電網(wǎng)領(lǐng)域的相關(guān)研究工作。
[0016]在實(shí)際應(yīng)用中，微電網(wǎng)中分布式電源的多樣性增加了并網(wǎng)運(yùn)行的難度，其對(duì)電力系統(tǒng)的規(guī)劃、電能質(zhì)量、系統(tǒng)保護(hù)、系統(tǒng)穩(wěn)定性和系統(tǒng)控制的影響，都制約著微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。將智能微電網(wǎng)與建筑規(guī)劃、建筑物設(shè)計(jì)與構(gòu)件、氣象、交通等多種不同專業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】實(shí)現(xiàn)高度集成與整合，共同建設(shè)新型的太陽(yáng)能綜合利用的城市住區(qū)，有利于太陽(yáng)能資源的規(guī)模化利用，有利于協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與微電網(wǎng)之間的矛盾，最大限度地發(fā)掘微電網(wǎng)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境中的優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)智能化、高效化、經(jīng)濟(jì)化的有效途徑。
[0017]太陽(yáng)能與建筑的一體化技術(shù)是一種解決太陽(yáng)能資源利用與建筑相結(jié)合的模式。隨著當(dāng)今社會(huì)日益重視太陽(yáng)能資源的利用，如何將太陽(yáng)能資源的利用和建筑構(gòu)件乃至建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，已經(jīng)越來(lái)越受到人們的重視。人們開(kāi)始研究和推廣太陽(yáng)能與建筑的一體化，目前比較成熟的技術(shù)成果有:太陽(yáng)能光熱與建筑的一體化和太陽(yáng)能光電與建筑的一體化。
[0018]太陽(yáng)能建筑一體化并不是將太陽(yáng)能利用裝置或設(shè)施簡(jiǎn)單地安置于建筑物上，而應(yīng)該將其作為建筑不可或缺的構(gòu)件用于建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，并從技術(shù)和美學(xué)兩方面入手，充分考慮太陽(yáng)能利用裝置或部件與建筑物整體的協(xié)調(diào)、安裝位置及連接形式，合理布置管路，確保太陽(yáng)能采集板能夠抵御強(qiáng)風(fēng)、雨、雪的侵襲，太陽(yáng)能系統(tǒng)能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)，且不影響建筑物的承重、防水和保溫等功能。整個(gè)系統(tǒng)安全可靠、維修方便；并在視覺(jué)上與建筑風(fēng)格協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，使太陽(yáng)能利用系統(tǒng)成為建筑整體不可分割的一部分。
[0019]太陽(yáng)能利用設(shè)施與建筑結(jié)合的形式有多種，包括:屋面一體化、外墻一體化、外窗一體化、陽(yáng)臺(tái)一體化和遮陽(yáng)裝置一體化等等。有些情況下，太陽(yáng)能利用設(shè)施可替代局部建筑構(gòu)件(如屋面瓦、外墻石材、外窗等)，既消除了太陽(yáng)能對(duì)建筑物外觀視覺(jué)形象的影響，又避免了重復(fù)投資，降低了成本?？傊?，太陽(yáng)能的規(guī)?；檬俏磥?lái)太陽(yáng)能技術(shù)一個(gè)重要發(fā)展方向。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0020]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)，本實(shí)用新型是一種聯(lián)合城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、氣象預(yù)報(bào)、智能微網(wǎng)、電動(dòng)公交的橫跨多學(xué)科、多【技術(shù)領(lǐng)域】的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)，該系統(tǒng)是將當(dāng)代有關(guān)太陽(yáng)能的多種先進(jìn)科技進(jìn)行整合、集成與再創(chuàng)新的研制成果，能夠推進(jìn)城市轉(zhuǎn)變其傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮可再生能源的優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng)未來(lái)城市的發(fā)展。
[0021 ] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)，該系統(tǒng)是基于城市住區(qū)中建筑物安裝的太陽(yáng)能采集及其光伏電能轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)建的；其特征在于:所述太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)包括:安裝在屋頂和/或墻面、用于采集太陽(yáng)能的光伏板的眾多建筑物，對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用裝置進(jìn)行輸配電控制與計(jì)量的多個(gè)輸配電與計(jì)量裝置，用于存儲(chǔ)或調(diào)節(jié)太陽(yáng)光伏電能峰谷的電動(dòng)汽車充電與儲(chǔ)能裝置，用于預(yù)報(bào)光伏發(fā)電功率、以便對(duì)該太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)中的包括所述采集太陽(yáng)能的光伏板、多個(gè)輸配電與計(jì)量裝置和電動(dòng)汽車充電與儲(chǔ)能裝置進(jìn)行調(diào)控的氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)，以及作為該太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)的控制中心、對(duì)生產(chǎn)的太陽(yáng)光伏電能的轉(zhuǎn)換、使用與輸送進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與管理的智能微電網(wǎng)；[0022]所述對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用裝置包括:對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)電與自用電的電器裝置，以及每個(gè)建筑物或多個(gè)建筑物配置使用的并網(wǎng)逆變器和/或配電柜；所述并網(wǎng)逆變器用于將光伏板產(chǎn)生的太陽(yáng)光伏電能逆變?yōu)?20伏交流電，以給建筑物內(nèi)、對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行自用電的電器裝置供電；所述配電柜用于將并網(wǎng)逆變器輸出的220伏交流電轉(zhuǎn)換為三相380V和并入市電網(wǎng)；
[0023]所述對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用裝置進(jìn)行輸配電控制與計(jì)量的多個(gè)輸配電與計(jì)量裝置包括:將整個(gè)小區(qū)產(chǎn)生的太陽(yáng)光伏電能以IOkV接入市電網(wǎng)的、位于IOkV接入網(wǎng)關(guān)的雙向計(jì)費(fèi)智能電度表，以及在各個(gè)并網(wǎng)逆變器輸出端的具有遠(yuǎn)傳功能的智能電度表，以供智能微電網(wǎng)能夠計(jì)算和統(tǒng)計(jì)該城市住區(qū)或/和每家每戶的太陽(yáng)光伏電能的自發(fā)電的電量與自用電的消費(fèi)量。
[0024]藉由上述各個(gè)裝置的配合與協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光伏電能的自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、并由市電網(wǎng)供應(yīng)電量不足部分的調(diào)劑運(yùn)行方式，并由智能微電網(wǎng)對(duì)太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)中的電能生產(chǎn)、消費(fèi)和存儲(chǔ)進(jìn)行調(diào)控，使得波動(dòng)性生產(chǎn)的光伏電能以分布式電源直接供電，以均衡市電、自發(fā)電與耗電之間的關(guān)系，盡量減少光伏電站發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性對(duì)市電網(wǎng)的影響和沖擊，保證電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定，且實(shí)現(xiàn)能量平衡的就地發(fā)電、就地消納、依存電網(wǎng)、動(dòng)態(tài)平衡的太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)。
[0025]所述安裝在屋頂和/或墻面、用于采集太陽(yáng)能的光伏板產(chǎn)生的電能經(jīng)由電纜送至各自建筑物的并網(wǎng)逆變器，將其轉(zhuǎn)換為220伏交流電而給該建筑物內(nèi)的自用電的電器裝置供電。
[0026]所述智能微電網(wǎng)包括:將直流電能變換成交流電能的并網(wǎng)逆變器，儲(chǔ)存太陽(yáng)能光伏板發(fā)電電能余量的儲(chǔ)能裝置，在各個(gè)并網(wǎng)逆變器和儲(chǔ)能裝置之間傳遞其運(yùn)行狀態(tài)及工作參數(shù)的通信裝置，以及對(duì)所述并網(wǎng)逆變器、儲(chǔ)能裝置和通信裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集該并網(wǎng)逆變器、儲(chǔ)能裝置和通信裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)，調(diào)控該并網(wǎng)逆變器、儲(chǔ)能裝置和通信裝置的運(yùn)行狀態(tài)的控制裝置。
[0027]所述氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)用于測(cè)量和預(yù)報(bào)太陽(yáng)能資源；包括太陽(yáng)能資源觀測(cè)和太陽(yáng)能預(yù)報(bào)兩個(gè)平臺(tái)；其中:
[0028]太陽(yáng)能資源觀測(cè)平臺(tái)設(shè)有:針對(duì)太陽(yáng)能利用的總輻射、直接輻射、散射輻射、緯度斜面輻射和理論最佳斜面輻射的五類太陽(yáng)輻射觀測(cè)設(shè)備，以及測(cè)量氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)速和風(fēng)向的多個(gè)氣象要素觀測(cè)設(shè)備；
[0029]太陽(yáng)能預(yù)報(bào)平臺(tái)設(shè)有短時(shí)太陽(yáng)輻射預(yù)測(cè)裝置和光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)裝置。
[0030]所述智能微電網(wǎng)的輸入端分別與所述短時(shí)太陽(yáng)輻射預(yù)測(cè)裝置和光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)裝置的輸出端，以及所述對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用裝置進(jìn)行輸配電控制與計(jì)量的多個(gè)輸配電與計(jì)量裝置的輸出端相連接；其輸出端分別連接所述對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)電與自用電的電器裝置，以及電動(dòng)汽車的充電與儲(chǔ)能裝置，以便進(jìn)行管控調(diào)度。
[0031]所述電動(dòng)汽車充電與儲(chǔ)能裝置用于白天陽(yáng)光充足時(shí)的太陽(yáng)光伏電能的使用與存儲(chǔ)的調(diào)劑設(shè)備，該光伏電能的使用與存儲(chǔ)的調(diào)劑設(shè)備還包括地源熱泵。
[0032]目前，國(guó)內(nèi)對(duì)智能微電網(wǎng)的研究剛剛起步，對(duì)于如何建立以太陽(yáng)能資源為中心，并將城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、氣象預(yù)報(bào)、電動(dòng)公交等多項(xiàng)工程技術(shù)進(jìn)行融合的智能微電網(wǎng)的研究成果更是少之又少。本實(shí)用新型的創(chuàng)新技術(shù)是:
[0033]本實(shí)用新型系統(tǒng)采用集成再創(chuàng)新的技術(shù)路線，將能源、規(guī)劃、建筑、氣象、微電網(wǎng)、電動(dòng)車輛和地源熱泵等多個(gè)跨專業(yè)領(lǐng)域高度整合，共同建設(shè)新型的太陽(yáng)能住區(qū)。該系統(tǒng)解決的技術(shù)問(wèn)題主要包括:(1)太陽(yáng)能技術(shù)與規(guī)劃和綠色建筑的有機(jī)結(jié)合，提高發(fā)電效率。
(2)智能微電網(wǎng)的管理和氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)的結(jié)合，保證大電網(wǎng)和居民用電安全，這是當(dāng)前中國(guó)乃至世界太陽(yáng)能發(fā)電的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。(3)綠色交通與儲(chǔ)能調(diào)峰結(jié)合，推動(dòng)電動(dòng)車和電動(dòng)自行車發(fā)展。例如，本實(shí)用新型中的氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)不僅包括氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)臺(tái)站的傳統(tǒng)測(cè)量項(xiàng)目，還設(shè)置了針對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電、智能微電網(wǎng)和建筑設(shè)計(jì)等多項(xiàng)工程技術(shù)運(yùn)行的測(cè)量項(xiàng)目；可以綜合考慮云、氣溶膠(沙塵)和地表反照率對(duì)輻射預(yù)報(bào)的影響，能夠生成適用于光伏發(fā)電波段的太陽(yáng)輻射發(fā)電能源及其相關(guān)產(chǎn)品。該系統(tǒng)將多種不同領(lǐng)域的工程技術(shù)以可再生能源的綜合利用作為融合基礎(chǔ)，以太陽(yáng)能資源為中心，以推動(dòng)智能微電網(wǎng)的發(fā)展為綱領(lǐng)，以實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展為目的，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)有機(jī)、巧妙的結(jié)合，以使其能夠顯著推動(dòng)城市智能微電網(wǎng)的建設(shè)。
[0034]本實(shí)用新型系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，對(duì)中國(guó)廣闊大地充分利用豐富的太陽(yáng)能資源有重要的實(shí)際意義，對(duì)于風(fēng)能、生物質(zhì)能等其他可再生能源的綜合利用，也有較大參考價(jià)值。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0035](I)將城市規(guī)劃、綠色建筑、氣候預(yù)測(cè)、智能微電網(wǎng)、綠色交通等橫跨多學(xué)科、多領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)現(xiàn)高度整合與集成，構(gòu)建全新的能源體系和管理模式。
[0036](2)從概念規(guī)劃著手，探索與構(gòu)建可再生能源城市的各項(xiàng)考核技術(shù)指標(biāo)和方法，實(shí)現(xiàn)土地、環(huán)境、資源與能源之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。
[0037](3)以充分利用太陽(yáng)能的綠色建筑為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電中心和用電中心的結(jié)合。
[0038]( 4)城市發(fā)電中心與用電負(fù)荷中心相結(jié)合，構(gòu)建就地發(fā)電、就地消納、依存電網(wǎng)、動(dòng)態(tài)平衡、智能調(diào)控的發(fā)電、變電、供電的新型電網(wǎng)架構(gòu)，建設(shè)社區(qū)區(qū)域建筑群的分布式發(fā)電系統(tǒng)，探索供配電損耗的最小化路徑，整合相對(duì)獨(dú)立的發(fā)電與供電資源，優(yōu)化中國(guó)的能源供給模式。
[0039](5)建立太陽(yáng)能觀測(cè)站，開(kāi)展太陽(yáng)能發(fā)電氣象條件的預(yù)報(bào)，以便實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的環(huán)境基礎(chǔ)建設(shè)實(shí)踐。
[0040](6)運(yùn)用綠色交通的充電系統(tǒng)平衡微電網(wǎng)的供需，針對(duì)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況推廣使用綠色公交交通體系與電動(dòng)車，使得“成本可承受、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)”為目標(biāo)的電動(dòng)客車的經(jīng)濟(jì)技術(shù)特性能夠全面實(shí)現(xiàn)。
[0041 ] ( 7 )應(yīng)用于保障性居住建筑，讓老百姓用電比常規(guī)市電優(yōu)惠。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1是本實(shí)用新型用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0043]圖2是本實(shí)用新型太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0044]圖3是本實(shí)用新型太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)中氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)的太陽(yáng)能資源觀測(cè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0045]圖4是本實(shí)用新型太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)中氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)的太陽(yáng)能預(yù)報(bào)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成示意圖。[0046]圖5是本實(shí)用新型太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)中的智能微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0047]圖6是本實(shí)用新型太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)的智能微電網(wǎng)的控制策略示意圖。
[0048]圖7是本實(shí)用新型太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)的仿真試驗(yàn)實(shí)施例中智能微電網(wǎng)架構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成及其功能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0050]參見(jiàn)圖1和圖2，介紹本實(shí)用新型用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成:該太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)是基于城市住區(qū)中的建筑物安裝太陽(yáng)能采集裝置及其電能利用裝置構(gòu)建的。在城市住區(qū)中，首先通過(guò)建筑一體化使得住區(qū)內(nèi)眾多建筑物成為發(fā)電端，并將其采集的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再將由建筑群組成的城市住區(qū)中產(chǎn)生的太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行匯總，采用智能微電網(wǎng)對(duì)城市住區(qū)的電能實(shí)行統(tǒng)一管理和配置，輔以形成規(guī)?；孟到y(tǒng)。該太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)包括下述具體裝置:
[0051]在屋頂和/或墻面安裝的用于采集太陽(yáng)能的光伏板的眾多建筑物，對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用的多個(gè)輸配電與計(jì)量裝置，用于存儲(chǔ)或調(diào)節(jié)太陽(yáng)光伏電能峰谷的電動(dòng)汽車充電與儲(chǔ)能裝置，用于預(yù)報(bào)光伏發(fā)電功率、以便對(duì)該系統(tǒng)諸多裝置進(jìn)行調(diào)控的氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)，以及作為該系統(tǒng)控制中心、對(duì)生產(chǎn)的太陽(yáng)光伏電能的轉(zhuǎn)換、使用與輸送進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與管理的智能微電網(wǎng)；藉由上述各個(gè)裝置的配合與協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光伏電能的自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、并由市電網(wǎng)供應(yīng)電量不足部分的調(diào)劑運(yùn)行方式，并由智能微電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)中的電能生產(chǎn)、消費(fèi)和存儲(chǔ)進(jìn)行調(diào)控，使得波動(dòng)性生產(chǎn)的光伏電能以分布式電源直接供電，以均衡市電、自發(fā)電與耗電之間的關(guān)系，盡量減少光伏電站發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性對(duì)市電網(wǎng)的影響和沖擊，保證電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定，且實(shí)現(xiàn)能量平衡的就地發(fā)電、就地消納、依存電網(wǎng)、動(dòng)態(tài)平衡的太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)。
[0052]簡(jiǎn)單地說(shuō)，本實(shí)用新型以建筑物本體作為發(fā)電站，每棟建筑物的屋頂和/或墻面安裝固定的太陽(yáng)能光伏板，太陽(yáng)能光電自發(fā)自用，通過(guò)智能微電網(wǎng)進(jìn)行管理:太陽(yáng)能發(fā)電量通過(guò)電纜送至建筑物的逆變器和并網(wǎng)配電柜，實(shí)現(xiàn)三相380V并網(wǎng)。對(duì)于電網(wǎng)接入系統(tǒng)，整個(gè)小區(qū)以IOkV與市電網(wǎng)相連，在IOkV關(guān)口處設(shè)有雙向智能計(jì)費(fèi)電度表，在各逆變器出口設(shè)有具有遠(yuǎn)傳功能的智能電度表，以便計(jì)算太陽(yáng)能光伏發(fā)電量和消費(fèi)量。執(zhí)行發(fā)電就近自發(fā)自用、余額全部輸送市電網(wǎng)，不足部分由電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)劑的運(yùn)行方式，構(gòu)建就地發(fā)電、就地消納、依存電網(wǎng)、動(dòng)態(tài)平衡的智能微電網(wǎng)，以平衡市電、自發(fā)電與耗電之間的關(guān)系，減少光伏電站對(duì)公共電網(wǎng)的沖擊，完成太陽(yáng)能光電利用工程。為調(diào)節(jié)發(fā)電用電的不協(xié)調(diào)，還加入了綠色電動(dòng)公交和儲(chǔ)能系統(tǒng)，由智能微電網(wǎng)執(zhí)行統(tǒng)一管理，保證大電網(wǎng)的安全。
[0053]本實(shí)用新型系統(tǒng)必須由多專業(yè)、多領(lǐng)域的科技人員共同配合，成立一個(gè)由規(guī)劃、建筑、電子工程、氣象、交通等多專業(yè)團(tuán)隊(duì)，不同專業(yè)技術(shù)人員各自負(fù)責(zé)相關(guān)工作，并在工作過(guò)程中相互協(xié)作配合，實(shí)現(xiàn)技術(shù)融合，才能實(shí)現(xiàn)該太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)。
[0054]下面分別介紹本實(shí)用新型中的各個(gè)【技術(shù)領(lǐng)域】的組成裝置、設(shè)備或子系統(tǒng):
[0055]太陽(yáng)能光伏板被制成建筑物構(gòu)件，并安裝于城市社區(qū)各個(gè)建筑物的屋頂和/或墻面上，使得太陽(yáng)能光伏板的整體外觀與建筑物的外型設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)、美觀，實(shí)現(xiàn)建筑一體化。太陽(yáng)能光伏板產(chǎn)生的電能經(jīng)由電纜送至各自建筑物的并網(wǎng)逆變器，將其轉(zhuǎn)換為220伏交流電而供給該建筑物內(nèi)的各種電器設(shè)備自用。
[0056]太陽(yáng)光伏電能轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用裝置，除去各種用電裝置以外，還包括每個(gè)建筑物配置或多個(gè)建筑物共用的逆變器和/或配電柜、以及智能電度表。其中逆變器用于將產(chǎn)生的太陽(yáng)光伏電能逆變?yōu)?20伏交流電，以給建筑物內(nèi)的各種電器設(shè)備供電。配電柜用于將逆變器輸出的220伏交流電實(shí)現(xiàn)三相380V并入市電網(wǎng)。智能電度表有兩種:一種是將整個(gè)小區(qū)產(chǎn)生的太陽(yáng)光伏電能以IOkV接入市電網(wǎng)的、位于IOkV接入網(wǎng)關(guān)的雙向計(jì)費(fèi)智能電度表，另一種是各個(gè)逆變器輸出端的具有遠(yuǎn)傳功能的智能電度表，以便智能微網(wǎng)裝置計(jì)算和統(tǒng)計(jì)該城市住區(qū)或/和每家每戶的太陽(yáng)光伏電能的發(fā)電量與自用消費(fèi)量。
[0057]氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)用于測(cè)量和預(yù)報(bào)太陽(yáng)能資源，其包括太陽(yáng)能資源觀測(cè)平臺(tái)和太陽(yáng)能預(yù)報(bào)平臺(tái)。其中:
[0058]太陽(yáng)能資源觀測(cè)平臺(tái)執(zhí)行的太陽(yáng)輻射觀測(cè)包括:總輻射、直接輻射、散射輻射、緯度斜面輻射、理論最佳斜面輻射等五類觀測(cè)設(shè)備。除此之外，氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)速和風(fēng)向等相關(guān)氣象要素也是該平臺(tái)的測(cè)量設(shè)備與觀測(cè)項(xiàng)目。
[0059]新能源城市社區(qū)的太陽(yáng)能預(yù)報(bào)平臺(tái)設(shè)有:短時(shí)太陽(yáng)輻射數(shù)值天氣預(yù)測(cè)裝置和太陽(yáng)能光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)裝置，短時(shí)太陽(yáng)輻射預(yù)測(cè)裝置是將中尺度氣象模式與國(guó)際領(lǐng)先的大氣福射傳輸模式相結(jié)合，基于衛(wèi)星資料的多時(shí)間層三維云分析同化技術(shù)，對(duì)中尺度氣象模式的三維云初始場(chǎng)和太陽(yáng)能輻射預(yù)報(bào)進(jìn)行改進(jìn)。再由太陽(yáng)能光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)裝置預(yù)報(bào)光伏電站在設(shè)定周期的超短期(例如，0-4小時(shí)逐15分鐘)和短期(例如，未來(lái)72小時(shí)逐15分鐘)的太陽(yáng)總輻射、直接輻射、散射輻射以及影響光伏發(fā)電功率的關(guān)鍵氣象因子的各項(xiàng)參數(shù)。
[0060]參見(jiàn)圖3，介紹本實(shí)用新型太陽(yáng)能資源觀測(cè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成的四個(gè)裝置:(I)太陽(yáng)輻射測(cè)量裝置，包括水平面總輻射、直接輻射和散射輻射以及當(dāng)?shù)鼐暥葍A斜面總輻射和理論最佳傾斜面總輻射的測(cè)量；(2)相關(guān)氣象要素測(cè)量裝置，包括風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度和濕度等多項(xiàng)；(3)供電裝置，通常由一塊80W的太陽(yáng)能電池板供電；(4)數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集太陽(yáng)輻射和氣象要素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)需要可將采樣頻率設(shè)置為I分鐘或若干分鐘。
[0061]參見(jiàn)圖4，介紹太陽(yáng)能預(yù)報(bào)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成及其工作原理。其組成結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)資料同化及輸入、太陽(yáng)輻射預(yù)報(bào)、光伏發(fā)電功率預(yù)報(bào)及預(yù)報(bào)產(chǎn)品發(fā)布四個(gè)功能模塊。數(shù)據(jù)資料同化及輸入模塊是基于衛(wèi)星資料的多時(shí)間層三維云分析同化技術(shù)，將云的變化同化到數(shù)值模式輸入中；太陽(yáng)輻射預(yù)報(bào)模塊是基于中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式和國(guó)外先進(jìn)的大氣輻射傳輸模式，根據(jù)天氣變化的物理過(guò)程預(yù)報(bào)得到地面太陽(yáng)輻射的變化；光伏發(fā)電功率預(yù)報(bào)模塊是基于光電物理過(guò)程，建立計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電功率的預(yù)報(bào)；預(yù)報(bào)產(chǎn)品發(fā)布模塊是針對(duì)不同服務(wù)對(duì)象，基于Web網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)結(jié)果的展示查詢功能。
[0062]本實(shí)用新型的智能微電網(wǎng)是對(duì)該城市住區(qū)中建筑物組成的建筑群所產(chǎn)生的太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行匯總、實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和配置的控制裝置。智能微電網(wǎng)利用短時(shí)太陽(yáng)輻射預(yù)測(cè)裝置和光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)裝置的信息，分析該社區(qū)建筑物的太陽(yáng)能資源的供電能力，結(jié)合用電負(fù)荷功率預(yù)測(cè)該太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)制定微電網(wǎng)的運(yùn)行策略。并對(duì)發(fā)電和用電設(shè)備實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與驗(yàn)證預(yù)測(cè)精度，對(duì)預(yù)測(cè)方法和手段提供修正策略及其數(shù)據(jù)，并對(duì)電動(dòng)汽車充電與儲(chǔ)能裝置、地源熱泵等可控設(shè)備進(jìn)行管控調(diào)度。住戶居民在光功率充裕時(shí)，也可以使用沒(méi)有時(shí)間性要求的用電設(shè)備(地源熱泵、電動(dòng)車充電等)。[0063]參見(jiàn)圖5，介紹智能微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成及其在該系統(tǒng)中的位置:包括將直流電能變換成交流電能的逆變器，儲(chǔ)存太陽(yáng)能光伏板發(fā)電電能余量的儲(chǔ)能裝置，在各個(gè)逆變器和儲(chǔ)能裝置之間傳遞其運(yùn)行狀態(tài)及工作參數(shù)的通信裝置，以及對(duì)逆變器、儲(chǔ)能裝置和通信裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集其運(yùn)行數(shù)據(jù)，調(diào)控其運(yùn)行狀態(tài)的控制裝置。
[0064]智能微電網(wǎng)是本實(shí)用新型的控制核心，它能夠使太陽(yáng)光伏波動(dòng)性電源直接以分布式電源形式用于每家每戶的用電裝置，最大程度地緩解因光伏發(fā)電的波動(dòng)性和隨機(jī)性給電網(wǎng)造成的影響，減少對(duì)市電網(wǎng)的沖擊，增強(qiáng)市電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)能量平衡。
[0065]參見(jiàn)圖6，介紹該智能微電網(wǎng)的控制策略。
[0066]為了最大程度地利用太陽(yáng)能發(fā)電，同時(shí)又要減少對(duì)市電網(wǎng)的沖擊，本實(shí)用新型的智能微電網(wǎng)的控制策略是:最大程度利用太陽(yáng)能發(fā)電滿足居民生活用電，即先滿足就近的自發(fā)自用之需。再利用太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)生的多余電能輸送給綠色電動(dòng)公交充電站、即電動(dòng)汽車充電或儲(chǔ)能裝置，或啟動(dòng)其他儲(chǔ)能裝置；再有剩余的電量，就并入市電網(wǎng)，保證市電網(wǎng)的安全；若太陽(yáng)能發(fā)電和儲(chǔ)存電量不能滿足小區(qū)用電，就利用市電網(wǎng)供電。其具體策略介紹如下:
[0067](一)若太陽(yáng)能電池發(fā)電功率大于小區(qū)居民與公交車充電功率之和，則保證小區(qū)居民負(fù)荷用電，并啟動(dòng)公交車充電，若公交車儲(chǔ)能系統(tǒng)充滿后，多余電能輸入市電網(wǎng)；
[0068](二)若太陽(yáng)能電池發(fā)電功率小于小區(qū)居民與公交車充電功率之和，則再判斷太陽(yáng)能電池發(fā)電功率是否大于小區(qū)居民用電功率:
[0069]若為大于，則保證小區(qū)居民用電負(fù)荷。此外:①若除去小區(qū)居民用電部分，還能滿足公交車充電能源所需，則啟動(dòng)能允許的所有電動(dòng)公交充電若除去小區(qū)居民用電部分，不能滿足公交車充電能源所需，則將多余電量存入儲(chǔ)能裝置，直至充滿；若還有多余電能，則輸送給市電網(wǎng)；
[0070]若為小于，則保證小區(qū)居民負(fù)荷用電，不足部分由儲(chǔ)能系統(tǒng)和市電網(wǎng)補(bǔ)充。
[0071]在本實(shí)用新型中，電動(dòng)汽車充電與儲(chǔ)能裝置用于白天陽(yáng)光充足時(shí)的太陽(yáng)光伏電能的使用與存儲(chǔ)的調(diào)劑設(shè)備，其是利用智能微電網(wǎng)中的控制裝置對(duì)太陽(yáng)光伏電能的生產(chǎn)與消費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)控制策略進(jìn)行調(diào)整，使得太陽(yáng)光伏電能的利用實(shí)現(xiàn)最大效益。該光伏電能的使用與存儲(chǔ)的調(diào)劑設(shè)備還包括地源熱泵。
[0072]參見(jiàn)圖7，介紹本實(shí)用新型太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)仿真試驗(yàn)實(shí)施例中智能微電網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中設(shè)有三條IOkV內(nèi)部干線，該干線上連接各種重要負(fù)荷和普通負(fù)荷，太陽(yáng)能光伏電池的電源作為微電源直接安裝在負(fù)荷處，這種接入形式可減少線路損耗和提供干線末端電壓支撐。每個(gè)微電源的出口處都配有斷路器，同時(shí)設(shè)有功率和電壓控制器，在智能微電網(wǎng)的控制裝置調(diào)控下，對(duì)每個(gè)微電源的各自功率輸出進(jìn)行調(diào)整，以調(diào)節(jié)饋線電流。當(dāng)監(jiān)測(cè)到市電網(wǎng)出現(xiàn)電壓擾動(dòng)等電能質(zhì)量問(wèn)題或供電中斷時(shí)，其進(jìn)線開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使得智能微電網(wǎng)轉(zhuǎn)入孤島運(yùn)行模式，以保證該微電網(wǎng)內(nèi)重要負(fù)荷實(shí)現(xiàn)不間斷供電，同時(shí)各微電源在該控制裝置的管控下，調(diào)整功率輸出，保證微電網(wǎng)正常運(yùn)行。此時(shí)，對(duì)于干線上的普通負(fù)荷，本實(shí)用新型系統(tǒng)則會(huì)根據(jù)微電網(wǎng)的功率平衡需求，將其斷電切除。
[0073]本實(shí)用新型太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)的仿真實(shí)施例試驗(yàn)是成功的，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)，是基于城市住區(qū)中建筑物安裝的太陽(yáng)能采集及其光伏電能轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)建的；其特征在于:所述太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)包括:安裝在屋頂和/或墻面、用于采集太陽(yáng)能的光伏板的眾多建筑物，對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用裝置進(jìn)行輸配電控制與計(jì)量的多個(gè)輸配電與計(jì)量裝置，用于存儲(chǔ)或調(diào)節(jié)太陽(yáng)光伏電能峰谷的電動(dòng)汽車充電與儲(chǔ)能裝置，用于預(yù)報(bào)光伏發(fā)電功率、以便對(duì)該太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)中的包括所述采集太陽(yáng)能的光伏板、多個(gè)輸配電與計(jì)量裝置和電動(dòng)汽車充電與儲(chǔ)能裝置進(jìn)行調(diào)控的氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)，以及作為該太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)的控制中心、對(duì)生產(chǎn)的太陽(yáng)光伏電能的轉(zhuǎn)換、使用與輸送進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與管理的智能微電網(wǎng)； 所述對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用裝置包括:對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)電與自用電的電器裝置，以及每個(gè)建筑物或多個(gè)建筑物配置使用的并網(wǎng)逆變器和/或配電柜；所述并網(wǎng)逆變器用于將光伏板產(chǎn)生的太陽(yáng)光伏電能逆變?yōu)?20伏交流電，以給建筑物內(nèi)的對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行自用電的電器裝置供電；所述配電柜用于將并網(wǎng)逆變器輸出的220伏交流電轉(zhuǎn)換為三相380V和并入市電網(wǎng)； 所述對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用裝置進(jìn)行輸配電控制與計(jì)量的多個(gè)輸配電與計(jì)量裝置包括:將整個(gè)小區(qū)產(chǎn)生的太陽(yáng)光伏電能以IOkV接入市電網(wǎng)的、位于IOkV接入網(wǎng)關(guān)的雙向計(jì)費(fèi)智能電度表，以及在各個(gè)并網(wǎng)逆變器輸出端的具有遠(yuǎn)傳功能的智能電度表，以供智能微電網(wǎng)能夠計(jì)算和統(tǒng)計(jì)該城市住區(qū)或/和每家每戶的太陽(yáng)光伏電能的自發(fā)電的電量與自用電的消費(fèi)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)，其特征在于:所述安裝在屋頂和/或墻面、用于采集太陽(yáng)能的光伏板產(chǎn)生的電能經(jīng)由電纜送至各自建筑物的并網(wǎng)逆變器，將其轉(zhuǎn)換為220伏交流電而給該建筑物內(nèi)的自用電的電器裝置供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)模化利用系統(tǒng)，其特征在于:所述智能微電網(wǎng)包括:將直流電能變換成交流電能的并網(wǎng)逆變器，儲(chǔ)存太陽(yáng)能光伏板發(fā)電電能余量的儲(chǔ)能裝置，在各個(gè)并網(wǎng)逆變器和儲(chǔ)能裝置之間傳遞其運(yùn)行狀態(tài)及工作參數(shù)的通信裝置，以及對(duì)所述并網(wǎng)逆變器、儲(chǔ)·能裝置和通信裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集該并網(wǎng)逆變器、儲(chǔ)能裝置和通信裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)，調(diào)控該并網(wǎng)逆變器、儲(chǔ)能裝置和通信裝置的運(yùn)行狀態(tài)的控制>j-U ρ?α裝直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)，其特征在于:所述氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)用于測(cè)量和預(yù)報(bào)太陽(yáng)能資源；包括太陽(yáng)能資源觀測(cè)和太陽(yáng)能預(yù)報(bào)兩個(gè)平臺(tái);其中: 太陽(yáng)能資源觀測(cè)平臺(tái)設(shè)有:針對(duì)太陽(yáng)能利用的總輻射、直接輻射、散射輻射、緯度斜面輻射和理論最佳斜面輻射的五類太陽(yáng)輻射觀測(cè)設(shè)備，以及測(cè)量氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)速和風(fēng)向的多個(gè)氣象要素觀測(cè)設(shè)備； 太陽(yáng)能預(yù)報(bào)平臺(tái)設(shè)有短時(shí)太陽(yáng)輻射預(yù)測(cè)裝置和光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)，其特征在于:所述智能微電網(wǎng)的輸入端分別與所述短時(shí)太陽(yáng)輻射預(yù)測(cè)裝置和光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)裝置的輸出端，以及所述對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)自用裝置進(jìn)行輸配電控制與計(jì)量的多個(gè)輸配電與計(jì)量裝置的輸出端相連接；其輸出端分別連接所述對(duì)太陽(yáng)光伏電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和就地自發(fā)電與自用電的電器裝置，以及電動(dòng)汽車的充電與儲(chǔ)能裝置，以便進(jìn)行管控調(diào)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于城市住區(qū)的太陽(yáng)能規(guī)?；孟到y(tǒng)，其特征在于:所述電動(dòng)汽車充電與儲(chǔ)能裝置用于白天陽(yáng)光充足時(shí)的太陽(yáng)光伏電能的使用與存儲(chǔ)的調(diào)劑設(shè)備，該光伏電能的使用與存儲(chǔ)的調(diào)劑`設(shè)備還包括地源熱泵。
【文檔編號(hào)】H02J3/28GK203645341SQ201320187037
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月15日
【發(fā)明者】汪光燾, 焦艦, 包延慧, 鄭康, 于金輝, 杜彪, 張宏偉, 申彥波, 程興宏, 江瀅 申請(qǐng)人:北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司, 中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院, 中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)中心, 國(guó)際歐亞科學(xué)院中國(guó)科學(xué)中心