一種用于智能小區(qū)的風光互補型微電網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)系統(tǒng)，特別涉及一種用于智能化小區(qū)的風光互補型微電網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著新能源技術的發(fā)展，基于各種分布式電源的微電網(wǎng)技術也成為了國內外研究的熱點之一。
[0003]隨著技術的不斷成熟，微電網(wǎng)被廣泛應用于對供電靈活性與可靠性要求較高的航空航天、軍工裝備等領域；而在民用領域多以各種新能源為載體的獨立型分布式發(fā)電為主。
[0004]當前，以屋頂光伏發(fā)電、路燈用小型垂直軸風力發(fā)電為代表的分布式電源在民用領域使用最為普遍。
[0005]但這些單一形式的微電源供電的可靠性不高，輸出電能質量低，可控性差，這些缺點顯然降低了能源的利用效率，也制約了新能源在民用行業(yè)的普及。
[0006]居民小區(qū)是目前新能源在民用領域最具潛力的應用場合。當下城市化水平的提高，居民對智能家居、環(huán)保小區(qū)的要求也相應提高。相較于普通小區(qū)，智能小區(qū)可以融入各種小區(qū)美化、集中式電暖、集中式電熱水、集中制冷等裝置，充分滿足居民方便、快捷、環(huán)保的高質量生活需求。
[0007]目前，智能小區(qū)為體現(xiàn)環(huán)保，同時充分利用自然資源，在小區(qū)內裝配有獨立的光伏以及風力發(fā)電裝置，對特定的用戶或者小區(qū)的某些設備進行供電。
[0008]但獨立形式的微電源受環(huán)境影響較大，缺乏有效控制，供電穩(wěn)定性差；其次，一個大型的智能化小區(qū)僅依靠各種新能源發(fā)電是很難達到供電需求的，通常需要配電網(wǎng)的介入，然而獨立微電源對配電網(wǎng)沖擊較大，很難與配電網(wǎng)協(xié)調運行，配合供電；
另外，獨立光伏或風電忽略了兩種能源在晝夜與季節(jié)上的互補性，以及輸出電能上的匹配性。
[0009]因此，對小區(qū)內的新能源發(fā)電進行整合，配備相應的電能質量管理、電氣控制及繼電保護裝置，使其組成一個完備的風光互補型微電網(wǎng)系統(tǒng)，才能做到能源利用的最大化，小區(qū)建設的智能化。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的目的是為了克服以上的不足，提供一種在充分利用新能源的同時，提高小區(qū)供電的可靠性、穩(wěn)定性與靈活性，并且實現(xiàn)微網(wǎng)與配電網(wǎng)的協(xié)調運行的用于智能小區(qū)的風光互補型微電網(wǎng)系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明的技術方案是:一種用于智能小區(qū)的風光互補型的微電網(wǎng)系統(tǒng)，從宏觀上看由電能產(chǎn)生環(huán)節(jié)、電能變換與控制環(huán)節(jié)、電能消耗環(huán)節(jié)、并網(wǎng)環(huán)節(jié)組成；從微觀上看包括屋頂光伏陣列、垂直軸風力發(fā)電機、不控三相整流器、第一 DC/DC變換器、第二 DC/DC變換器、MPPT控制器、智能負載控制器、DC/AC逆變器、直流負載、交流負載、并網(wǎng)接口控制裝置。
[0012]本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn):一種用于智能小區(qū)的風光互補型微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括屋頂光伏陣列、垂直軸風力發(fā)電機、不控三相整流器、第一 DC/DC變換器、第二DC/DC變換器、DC/AC逆變器、直流負載、交流負載，所述垂直軸風力發(fā)電機與不控三相整流器連接，并通過DC/DC變換器升壓連到直流母線側，所述屋頂光伏陣列直接連接至第二DC/DC變換器，升壓后連接到直流母線，直流負載與直流母線側相連，直流母線側的電能經(jīng)過DC/AC逆變器逆變后連接交流母線，還包括智能負載控制器，所述智能負載控制器對輸出功率進行預測，并實時檢測環(huán)境相關參數(shù)，在此基礎上對具體負載進行通斷控制以滿足居民的用電需求；例如在溫度很低的夜晚，需要接通電暖設備、小區(qū)照明，而白天用到的小區(qū)噴泉等美化裝置則需斷開，做到功率輸出的合理分配；在風光互補的微電源設有一個基于DSP2812的32位高性能處理器的MPPT控制器，對風光互補微電源采取統(tǒng)一的最大功率跟蹤方法，加快跟蹤的速度，提高跟蹤的精度，降低系統(tǒng)的復雜性，還包括并網(wǎng)接口控制裝置，所述并網(wǎng)接口控制裝置在風光互補系統(tǒng)不能滿足小區(qū)用電時通過接口控制從配電網(wǎng)中吸收電能；相反，微電網(wǎng)系統(tǒng)可向配電網(wǎng)饋電。
[0013]采用風光互補型微電源作為能源供給單元；光伏陣列安裝于小區(qū)屋頂，合理利用小區(qū)空間；選取啟動風速小，風能利用率高的垂直軸風力發(fā)電機，充分利用風能；光伏陣列將太陽能轉換為直流電能，經(jīng)過DC/DC變換器(boost升壓電路)連接到直流母線側；風力機將風能轉換為交流電能，經(jīng)過三相不控整流器和DC/DC變換器對電能進行轉化與調理后變?yōu)楦邏褐绷鬟B接至直流母線側，小區(qū)內的直流負載可從直流母線側獲取電能；對光伏與風力發(fā)電使用基于DSP2812的32位高性能內核的MPPT控制器，實現(xiàn)微電源的最大功率跟蹤；直流母線側的電能可以通過DC/AC逆變器轉變?yōu)榻涣麟娔?，供給交流負載；當整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能有富余的前提下，可以將電能并入配電網(wǎng)，當系統(tǒng)內的負載供能得不到滿足時也可以從配電網(wǎng)中獲取電能；配電網(wǎng)與微電網(wǎng)之間能量的傳遞可通過并網(wǎng)接口控制裝置來實現(xiàn)。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:
1、做到了風能與太陽能的互補利用，提高了對小區(qū)供電的可靠性；克服了單一分布式電源供電產(chǎn)生的波動性與間歇性問題。
[0015]2、結合居民小區(qū)這一使用場合，將光伏陣列安裝于小區(qū)屋頂，將垂直軸風力機安裝于小區(qū)的綠化帶，既合理利用了小區(qū)空間，又可將新能源發(fā)電作為小區(qū)美化的一部分。
[0016]3、充分考慮到小區(qū)居民的生活需求，以及小區(qū)智能化的指標。在傳統(tǒng)微電網(wǎng)的基礎上引入智能負載控制器，不僅對系統(tǒng)的輸出功率進行預測，更主要針對不同的自然環(huán)境在不同功能的負載之間進行切換，以滿足居民的生活需要，同時合理地利用了能源。
[0017]4、在微電源的最大功率跟蹤控制器設計方面，使用了基于DSP2812的32位高性能處理器，既加快了 MPPT跟蹤的速度，又提高了跟蹤的精度；對風光互補微電源使用統(tǒng)一的控制器簡化了系統(tǒng)的復雜性，降低了系統(tǒng)的設計難度。
[0018]5、在使用了輸出穩(wěn)定性較高的風光互補微電源的前提下，合理地省去了儲能這一環(huán)節(jié)；結合實際分析，大型智能化小區(qū)光伏與風力發(fā)電輸出的電能在一般情況下很難實現(xiàn)小區(qū)供電的自給自足，很多情況下配電網(wǎng)要向小區(qū)饋電，因此儲能裝置對于智能小區(qū)專用的微電網(wǎng)系統(tǒng)不是必不可少的，本著簡化設計，降低成本的原則，省去這一環(huán)節(jié)，做到了微電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)電的“即供即用”。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的原理框圖。
[0020]附圖標記說明:
O風光互補的微電源；1_屋頂光伏陣列；2_垂直軸風力發(fā)電機；3_不控三相整流器；4-第一DC/DC變換器；5_第二DC/DC變換器；6_DC/AC逆變器；7_直流負載；8_交流負載；9-智能負載控制器；10-MPPT控制器；11_并網(wǎng)接口控制裝置。
【具體實施方式】
[0021]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結合附圖1和實施例對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0022]一種用于智能小區(qū)的風光互補型微電網(wǎng)系統(tǒng)的【具體實施方式】:包括風光互補的微電源0、包