一種海島型風光互補直流微網結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種海島型風光互補直流微網結構，包括直流母線、交流母線、蓄電池儲能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、DC/AC單向主變流器、海水淡化系統(tǒng)、柴油發(fā)電機以及當地日常負荷，所述蓄電池儲能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和風力發(fā)電系統(tǒng)接入所述直流母線；所述柴油發(fā)電機組、海水淡化系統(tǒng)和當地日常負荷接入所述交流母線；所述直流母線通過DC/AC單向變流器與所述交流母線連接。本實用新型結構簡單，成本低，控制簡單，運行維護及檢修簡單。
【專利說明】
一種海島型風光互補直流微網結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及新能源領域，具體而言涉及一種海島型風光互補直流微網系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]海島一般遠離大陸，海島上的電網與外界電力系統(tǒng)沒有連接，運行維護及檢修均比較困難?，F有的海島型風光互補直流微網中，蓄電池、風力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)均經過DC/DC或AC/DC變流器接至直流母線，蓄電池與直流母線之間、直流母線與交流母線均采用成本高、控制復雜的雙向變流器。較多的變流器特別是雙向變流器增加了微網系統(tǒng)的建設成本和控制復雜性，降低了系統(tǒng)的可靠性，不利于運行維護和檢修。海島上通常沒有直流負荷，故對直流母線電壓進行穩(wěn)定控制過程復雜且并無必要。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種海島型風光互補直流微網結構，其結構簡單，運行穩(wěn)定，便于維護和檢修。
[0004]本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是:一種海島型風光互補直流微網結構，包括直流母線、交流母線、蓄電池儲能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、DC/AC單向主變流器、海水淡化系統(tǒng)、柴油發(fā)電機以及當地日常負荷，所述蓄電池儲能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和風力發(fā)電系統(tǒng)接入所述直流母線;所述柴油發(fā)電機組、海水淡化系統(tǒng)和當地日常負荷接入所述交流母線;所述直流母線通過DC/AC單向變流器與所述交流母線連接。
[0005]在采用上述技術方案的同時，本實用新型還可以采用或者組合采用以下進一步的技術方案:
[0006]所述微網結構還包括微網監(jiān)控系統(tǒng)，所述蓄電池儲能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、海水淡化系統(tǒng)、柴油發(fā)電機、當地日常負荷以及DC/AC單向主變流器均分別連接至所述微網監(jiān)控系統(tǒng)。
[0007]所述蓄電池儲能系統(tǒng)包括至少一個蓄電池和/或蓄電池組，當所述蓄電池和/或蓄電池組多于一個時，采用并聯(lián)的方式連接至所述直流母線。
[0008]所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括至少一個光伏發(fā)電模塊，當所述光伏發(fā)電模塊多于一個時，采用并聯(lián)的方式連接至所述直流母線。
[0009]所述風力發(fā)電系統(tǒng)包括至少一個風力發(fā)電機，當所述風力發(fā)電機多于一個時，采用并聯(lián)的方式連接至所述直流母線。
[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]1、本實用新型結構簡單，成本低。蓄電池儲能系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)無需DC/DC變換器直接接至直流母線，直流母線與交流母線采用單向DC/AC變流器，與雙向DC/AC變流器相比成本大幅降低且無需另設逆功率保護裝置。
[0012]2、本實用新型控制簡單。由于直流母線上只有發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)，沒有直流負荷，故直流母線無需電壓穩(wěn)定控制，可在較寬范圍內波動。
[0013]3、本實用新型運行維護及檢修簡單。變流器本身較容易故障，較少的使用變流器可提高系統(tǒng)可靠性，且便于檢修維護。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的整體結構示意圖。
[0015]圖2是本實用新型的微網監(jiān)控系統(tǒng)的網絡結構。
[0016]圖中標號:1-直流母線;2-交流母線;3-蓄電池儲能系統(tǒng);4-光伏發(fā)電系統(tǒng);5-風力發(fā)電系統(tǒng);6-風力發(fā)電機并網AC/DC變流器;7-DC/AC單向主變流器;8-柴油發(fā)電機組;9-海水淡化系統(tǒng)；10-當地日常負荷;11-微網監(jiān)控系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0017]參照附圖。
[0018]本實用新型的一種海島型風光互補直流微網結構包括直流母線1、交流母線2、蓄電池儲能系統(tǒng)3、光伏發(fā)電系統(tǒng)4、風力發(fā)電系統(tǒng)5、DC/AC單向主變流器7、柴油發(fā)電機組8、海水淡化系統(tǒng)9以及當地日常負荷10。
[0019]蓄電池儲能系統(tǒng)3由依次相接的能夠實現化學能和電能相互轉換的蓄電池構成；光伏發(fā)電系統(tǒng)4由依次相接的用于太陽能轉換為電能的光伏模塊構成，風力發(fā)電系統(tǒng)5由依次相接的用于將風能轉換為電能的風力發(fā)電機和用于將交流電轉換為直流電的AC/DC轉換器構成;光伏發(fā)電系統(tǒng)4、風力發(fā)電系統(tǒng)5和蓄電池儲能系統(tǒng)3分別直接接入直流母線。
[0020]蓄電池儲能系統(tǒng)3包括至少一個蓄電池和/或蓄電池組，當所述蓄電池和/或蓄電池組多于一個時，采用并聯(lián)的方式連接至直流母線I;光伏發(fā)電系統(tǒng)4包括至少一個光伏發(fā)電模塊，當所述光伏發(fā)電模塊多于一個時，采用并聯(lián)的方式連接至直流母線I，多個光伏發(fā)電模塊可以并聯(lián)至一個電氣開關;風力發(fā)電系統(tǒng)5包括至少一個風力發(fā)電機，當所述風力發(fā)電機多于一個時，采用并聯(lián)的方式連接至直流母線I，每個風力發(fā)電機上均串聯(lián)一只風力發(fā)電機并網AC/DC變流器6。
[0021]海水淡化系統(tǒng)9是一種能夠將海水轉變?yōu)榈难b置，是一種可隨時起停的交流負荷;柴油發(fā)電機組8是一種能夠利用柴油發(fā)電的電機，也可以采用柴油發(fā)電機組；當地日常負荷10為海島上居民生活用電等；
[0022]柴油發(fā)電機組8、海水淡化系統(tǒng)9和當地日常負荷10接入交流母線2;直流母線I通過DC/AC單向變流器7與交流母線2連接。
[0023]本實用新型的一種海島型風光互補直流微網結構還包括微網監(jiān)控系統(tǒng)11，蓄電池儲能系統(tǒng)3、光伏發(fā)電系統(tǒng)4、風力發(fā)電系統(tǒng)5、海水淡化系統(tǒng)9、柴油發(fā)電機組8、當地日常負荷1以及DC/AC單向主變流器7均分別連接至微網監(jiān)控系統(tǒng)11。
[0024]直流母線I的電壓Udc由蓄電池儲能系統(tǒng)3的端電壓決定，正常運行時其電壓在一定范圍內波動，波動上限值Udcmax為0.95倍的光伏發(fā)電系統(tǒng)4的開路電壓，以保證光伏發(fā)電系統(tǒng)4能夠成功的將能量送出，波動下限值Udrain為蓄電池儲能容量60%時蓄電池儲能系統(tǒng)3的端電壓;交流母線2的母線電壓Ua。有效值范圍是0.38?0.4kV;上述結構中的電氣開關和設備狀態(tài)數據均上傳至微網監(jiān)控系統(tǒng)11，并接受微網監(jiān)控系統(tǒng)11控制。
[0025]本實用新型所提供的直流微網通過微網監(jiān)控系統(tǒng)來實現微網直流側和交流側的自平衡控制，微網監(jiān)控系統(tǒng)是以PLC或CPU為控制核心通用模塊，能監(jiān)控微網主要設備對象，如風機、光伏控制器，逆變器，蓄電池，負載情況等，可對整個系統(tǒng)實時監(jiān)控，并提供多種分析報表功能及信息資料管理功能。市面上類似產品很多，監(jiān)控系統(tǒng)具體網絡結構如圖2所示，微網監(jiān)控系統(tǒng)具體用于:
[0026]1、檢測到直流母線I的母線電壓UdXUdcmin時，關閉DC/AC單向主變流器7，利用光伏發(fā)電系統(tǒng)4和風力發(fā)電系統(tǒng)5向蓄電池儲能系統(tǒng)充電3，直到UdjUdrain后重新啟動DC/AC單向主變流器7，此過程中本地負荷全部由柴油發(fā)電機組8承擔。
[0027]2、檢測到直流母線I電壓Udc>Ud_Jt，關閉風力發(fā)電系統(tǒng)5的AC/DC變流器，逐步減小柴油發(fā)電機組出力，啟動海水淡化裝置等間歇性負荷。
[0028]3、檢測到直流母線I電壓Udrain彡Ud<Ud_^，光伏發(fā)電系統(tǒng)4、風力發(fā)電系統(tǒng)5處于正常發(fā)電狀態(tài)，風力發(fā)電系統(tǒng)5的AC/DC變流器6輸出電壓跟蹤直流母線I的母線電壓變化，功率潮流方向為直流母線I至交流母線2。
【主權項】
1.一種海島型風光互補直流微網結構，其特征在于:包括直流母線、交流母線、蓄電池儲能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、DC/AC單向主變流器、海水淡化系統(tǒng)、柴油發(fā)電裝置以及當地日常負荷，所述蓄電池儲能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和風力發(fā)電系統(tǒng)接入所述直流母線;所述柴油發(fā)電機組、海水淡化系統(tǒng)和當地日常負荷接入所述交流母線;所述直流母線通過DC/AC單向變流器與所述交流母線連接。2.如權利要求1所述的一種海島型風光互補直流微網結構，其特征在于:所述微網結構還包括微網監(jiān)控系統(tǒng)，所述蓄電池儲能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、海水淡化系統(tǒng)、柴油發(fā)電機、當地日常負荷以及DC/AC單向主變流器均分別連接至所述微網監(jiān)控系統(tǒng)。3.如權利要求1所述的一種海島型風光互補直流微網結構，其特征在于:所述蓄電池儲能系統(tǒng)包括至少一個蓄電池和/或蓄電池組，當所述蓄電池和/或蓄電池組多于一個時，采用并聯(lián)的方式連接至所述直流母線。4.如權利要求1所述的一種海島型風光互補直流微網結構，其特征在于:所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括至少一個光伏發(fā)電模塊，當所述光伏發(fā)電模塊多于一個時，采用并聯(lián)的方式連接至所述直流母線。5.如權利要求1所述的一種海島型風光互補直流微網結構，其特征在于:所述風力發(fā)電系統(tǒng)包括至少一個風力發(fā)電機，當所述風力發(fā)電機多于一個時，采用并聯(lián)的方式連接至所述直流母線。
【文檔編號】H02J13/00GK205657428SQ201620267549
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年3月31日 公開號201620267549.1, CN 201620267549, CN 205657428 U, CN 205657428U, CN-U-205657428, CN201620267549, CN201620267549.1, CN205657428 U, CN205657428U
【發(fā)明人】任洪濤, 江漢仁, 鄭珊珊, 孫科
【申請人】中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司