專利名稱：一種分布式供電控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及供電系統(tǒng)能源管理技術(shù)，更具體地說，是涉及ー種分布式供電控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
采用新型能源以逐漸減少和替代化石燃料的使用，是保護生態(tài)環(huán)境和走經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展道路的重大措施。新型能源既是近期重要的能源補充，又是未來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，但是大多數(shù)新能源受到氣候條件的限制較大，存在能量密度低、電カ供應(yīng)不穩(wěn)定、不連續(xù)等缺點，已經(jīng)無法滿足特別是像軍隊、通信基站和交通等特殊用戶的需求。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供ー種分布式供電控制系統(tǒng)。為達到上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:—種分布式供電控制系統(tǒng),包括供電單元以及儲能單元，所述供電單元包括若干組太陽能光伏電池、風カ發(fā)電系統(tǒng)以及柴油發(fā)電系統(tǒng)，每組太陽能光伏電池、風カ發(fā)電系統(tǒng)以及柴油發(fā)電系統(tǒng)分別通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集単元與處理單元相連；每組太陽能光伏電池還分別通過相應(yīng)的太陽能控制単元與直流母線相連；所述風カ發(fā)電系統(tǒng)依次通過整流器以及直流控制器與直流母線相連；所述柴油發(fā)電系統(tǒng)依次通過整流器以及直流控制器與直流母線相連；與太陽能光伏電池相連的各個太陽能控制單元，把每組太陽能光伏電池發(fā)出的電壓升高至310V，再與直流母線相連，可以對單個光伏電池進行単獨管理控制；與整流器相連的各個直流控制器，把整流后的電壓穩(wěn)定在310V，再與直流母線相連；所述儲能単元為蓄電池，由多個蓄電池串聯(lián)組成的，滿容量時的直流電壓為310V，這樣，所述蓄電池通過數(shù)據(jù)采集單元與處理單元相連；所述蓄電池還通過蓄電池控制単元與直流母線相連；所述直流母線通過輸出單元，把310V的直流電壓變換為220V的交流電壓對負載供電；所述負載還通過數(shù)據(jù)采集単元與處理單元相連；所述處理単元還分別與太陽能控制単元、直流控制器以及蓄電池控制単元相連。所述蓄電池控制單元包括連接開關(guān)以及切換開關(guān)，所述連接開關(guān)的一端與直流母線相連，另一端與儲能單元相連；所述切換開關(guān)的動觸點與輸出單元相連，切換開關(guān)的第一定觸點與直流母線相連，切換開關(guān)的第二定觸點與儲能單元相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實用新型的ー種分布式供電控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)凈負載值和蓄電池的剰余容量，進行相應(yīng)的處理，不僅避免清潔能源或蓄電池剰余能量不足而造成斷電，清潔能源提供的能量太大而對負載造成損害的問題，還可以避免蓄電池過充電、過放電，減小蓄電池的使用壽命，提高了清潔能源的利用效率，緩解環(huán)境污染嚴重和能源短缺的危機，給用戶提供穩(wěn)定可靠的電源。

圖1為本實用新型的ー種分布式供電控制系統(tǒng)的原理示意圖；圖2為圖1中的供電單元的原理示意圖；圖3為圖1中的蓄電池控制單元的原理示意圖。圖4是本實用新型的具體實施步驟的流程示意圖；圖5是圖4中步驟13以及步驟14的流程示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例進ー步說明本實用新型的技術(shù)方案。再請參閱圖1所示的ー種分布式供電控制系統(tǒng)，包括:供電單元41，包括圖2所示的若干組太陽能光伏電池41al、41a2至41an，風カ發(fā)電系統(tǒng)41b以及柴油發(fā)電系統(tǒng)41c，用于給負載提供電能；其中，太陽能光伏電池41 a I，太陽能光伏電池41 a2，…太陽能光伏電池41 an，用來將太陽能轉(zhuǎn)化為 電能，每塊光伏電池后都連接有一個太陽能控制單元，把每塊光伏電池發(fā)出的電壓升高至310V，再與直流母線相連，可以對單個光伏電池進行単獨管理控制；風カ發(fā)電系統(tǒng)41b，用來將風能轉(zhuǎn)化為電能，風カ發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能是交流的，需要先經(jīng)過整流器，再通過直流控制器，將整流后的電壓穩(wěn)定在310V，再與直流母線連接；內(nèi)燃機41c，用來將柴油轉(zhuǎn)化為電能，作為清潔能源的補充能源，提高了整個供電系統(tǒng)的可靠性。內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能是交流的，需要先經(jīng)過整流器，再通過直流控制器，將整流后的電壓穩(wěn)定在310V，再與直流母線連接。儲能單元42為蓄電池，是由多個蓄電池串聯(lián)組成的，滿容量時的直流電壓為310V，用于儲存多余的清潔能源，供負載用電以及穩(wěn)定直流母線的電壓?？刂茊卧?31，包括太陽能控制單元以及直流控制器，用來控制供電單元中單組太陽能光伏電池、風カ發(fā)電系統(tǒng)以及柴油發(fā)電系統(tǒng)與直流母線之間的連接，供電單元與直流母線之間的能量流動是單向的；與太陽能光伏電池相連的各個太陽能控制單元，把每組太陽能光伏電池發(fā)出的電壓升高至310V，再與直流母線相連，可以對單個光伏電池進行単獨管理控制。與整流器相連的各個直流控制器，把整流后的電壓穩(wěn)定在310V，再與直流母線相連。蓄電池控制單元432，用來控制蓄電池與直流母線之間的連接，控制儲能単元的充放電，儲能単元與直流母線之間的能量流動是雙向的；輸出單元44，用來將直流母線上的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓；負載單元45，交流負載；數(shù)據(jù)采集単元461，用來采集負載單元的功率；直流母線通過輸出單元44，把310V的直流電壓變換為220V的交流電壓對負載供電；負載還通過數(shù)據(jù)采集單元461與處理單元47相連；數(shù)據(jù)采集単元462，用來采集單組太陽能光伏電池的輸出功率以及風カ發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率；數(shù)據(jù)采集単元463，用來采集當前蓄電池的剰余容量；處理單元47，用來處理所述采集的數(shù)據(jù)，計算凈負載，根據(jù)凈負載值和蓄電池的剩余容量，進行相應(yīng)處理:發(fā)送命令給控制単元431和控制單元432。再請參見圖3所示的蓄電池控制單元432包括連接開關(guān)432a以及切換開關(guān)432b，連接開關(guān)432a，用來控制給儲能單元42充電；切換開關(guān)432b，用來控制儲能單元42放電；當連接開關(guān)432a閉合，切換開關(guān)432b的a，b端接通時，供電單元除了給負載提供電能以外還要給儲能單元充電，步驟d2 ； 當連接開關(guān)432a閉合，切換開關(guān)432b的動觸點a，第二定觸點c接通時，供電單元和儲能單元一起給負載供電；當連接開關(guān)432a斷開，切換開關(guān)432b的動觸點a，第一定觸點b接通時，供電單元給負載供電；當連接開關(guān)432a斷開，切換開關(guān)432b的動觸點a，第二定觸點c接通吋，儲能單元給負載供電。本實用新型通過供電単元中的供電子單元如單組太陽能光伏電池、風カ發(fā)電系統(tǒng)以及內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)，分別通過與各太陽能光伏電池相連的獨立的太陽能控制単元、與風力發(fā)電系統(tǒng)相連的直流控制器、與內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)相連的直流控制器，把供電單元中的各個供電子単元的輸出電壓升壓至310V，與直流母線相連，這樣可以對各個供電単元進行單獨管理控制，再將直流母線上的310V直流電壓變換為220V交流電壓對負載供電；儲能單元是由多個蓄電池串聯(lián)組成的，儲能單元通過連接開關(guān)和切換開關(guān)分別與直流母線和負載相連，滿容量時的直流電壓為310V。本實用新型的ー種分布式供電控制系統(tǒng)的實施步驟如圖4、圖5所示的，11.處理單元獲取由太陽能光伏電池以及風カ發(fā)電系統(tǒng)組成的清潔能源供電系統(tǒng)當前能夠提供的電能、蓄電池的剰余容量和負載所需電量的數(shù)據(jù)；12.處理單元計算當前的凈負載，所述凈負載AP的計算公式為:AP= (Ppv+Pff) -Pl,其中，Ppv表示各組太陽能光伏電池輸出功率的總和，Pw表示風カ發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，Pl表示負載所需的功耗；13,14.根據(jù)凈負載值和蓄電池的剰余容量，處理單元判定由清潔能源提供的電能或/和蓄電池對負載進行供電；或者，由內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)對對負載進行供電。所述步驟13中的凈負載值大于0時，判斷所述蓄電池的剰余容量是否小于預(yù)設(shè)的最大蓄電池容量閾值；若是，由清潔能源供電系統(tǒng)對負載進行供電，清潔能源供電系統(tǒng)還要對蓄電池充電，直至蓄電池的容量達到最大蓄電池容量閾值；否則，關(guān)閉清潔能源供電系統(tǒng)中相對應(yīng)的若干組太陽能光伏電池，使得清潔能源供電系統(tǒng)所能提供的電能與負載所需的功耗相匹配，并對負載進行供電。所述步驟13中的凈負載值等于0時，判斷所述蓄電池的剰余容量是否大于預(yù)設(shè)的最小蓄電池容量閾值；若是，由清潔能源供電系統(tǒng)對負載進行供電，蓄電池提供穩(wěn)定直流母線所需的電量;否則，由內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)對負載進行供電，同時，清潔能源供電系統(tǒng)對蓄電池充電，直至蓄電池的容量達到最大蓄電池容量閾值。所述步驟13中的凈負載值小于0時，判斷所述蓄電池的剰余容量是否小于預(yù)設(shè)的最小蓄電池容量閾值；若是，由內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)對負載進行供電，同時，清潔能源供電系統(tǒng)對蓄電池充電，直至蓄電池的容量達到最大蓄電池容量閾值；否則，由蓄電池給對負載進行供電，同時，清潔能源供電系統(tǒng)對蓄電池充電。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型的目的，而并非用作對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種分布式供電控制系統(tǒng)，其特征在于: 包括供電單元以及儲能單元，所述供電單元包括若干組太陽能光伏電池、風力發(fā)電系統(tǒng)以及柴油發(fā)電系統(tǒng)，每組太陽能光伏電池、風力發(fā)電系統(tǒng)以及柴油發(fā)電系統(tǒng)分別通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集單元與處理單元相連；每組太陽能光伏電池還分別通過相應(yīng)的太陽能控制單元與直流母線相連；所述風力發(fā)電系統(tǒng)依次通過整流器以及直流控制器與直流母線相連；所述柴油發(fā)電系統(tǒng)依次通過整流器以及直流控制器與直流母線相連； 所述儲能單元為蓄電池，所述蓄電池通過數(shù)據(jù)采集單元與處理單元相連；所述蓄電池還通過蓄電池控制單元與直流母線相連； 所述直流母線通過輸出單元對負載供電；所述負載還通過數(shù)據(jù)采集單元與處理單元相連； 所述處理單元還分別與太陽能控制單元、直流控制器以及蓄電池控制單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式供電控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述蓄電池控制單元包括連接開關(guān)以及切換開關(guān)，所述連接開關(guān)的一端與直流母線相連，另一端與儲能單元相連； 所述切換開關(guān)的動觸點與輸出單元相連，切換開關(guān)的第一定觸點與直流母線相連，切換開關(guān)的第二定觸點與儲能單元相連。
專利摘要本實用新型公開了一種分布式供電控制系統(tǒng)，包括供電單元以及儲能單元，供電單元包括若干組太陽能光伏電池、風力發(fā)電系統(tǒng)以及柴油發(fā)電系統(tǒng)，儲能單元為蓄電池，蓄電池通過數(shù)據(jù)采集單元與處理單元相連；所述蓄電池還通過蓄電池控制單元與直流母線相連；直流母線通過輸出單元對負載供電；負載還通過數(shù)據(jù)采集單元與處理單元相連；處理單元還分別與太陽能控制單元、直流控制器以及蓄電池控制單元相連。這樣，不僅避免清潔能源或蓄電池剩余能量不足而斷電，或清潔能源提供的能量太大而對負載造成損害的問題，還可以避免蓄電池過充電、過放電，減小蓄電池的使用壽命，提高了清潔能源的利用效率。
文檔編號H02J3/46GK202949236SQ20122063827
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者方祖華, 王春, 王康, 洪婷婷, 王友楠, 呂雯, 李佳佳 申請人:上海師范大學(xué), 蘇州瑞昂動力科技有限公司