多種新能源電能匯集與微電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及新能源的電能匯集協(xié)調(diào)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前各種新能源電能大多是采用離網(wǎng)、獨(dú)立系統(tǒng)的運(yùn)行方式。如圖1所示的太陽(yáng)能先是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為微弱的直流電壓，經(jīng)電纜傳送到太陽(yáng)能控制器升壓到較高電壓，一般有12V/24V/48V等，然后分為兩路一路送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，另一路經(jīng)逆變器供用戶(hù)使用。相應(yīng)的風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮芤餐弧＿@樣的運(yùn)行方式，具有以下缺點(diǎn):1、能源單一，各自為陣，缺乏互補(bǔ)；2、電力功率有限，難以承受大負(fù)載的沖擊，抗沖擊力度??；3、電壓穩(wěn)定性差，在風(fēng)能、太陽(yáng)等自然因素變化無(wú)常情況下，可把控程度小甚至沒(méi)有；4、可調(diào)節(jié)調(diào)用的潛在能量較小，無(wú)法形成一股強(qiáng)大的能源；5、新能源電能系統(tǒng)既考慮功率的輸送，也要兼并系統(tǒng)電壓、功率因數(shù)的控制等，無(wú)法追求新能源功率的最大化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種新能源可隨時(shí)輸入的多種新能源的電能匯集與微電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種新能源可隨時(shí)輸入的多種新能源的電能匯集與微電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以這樣實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)一種多種新能源的電能匯集與微電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)，包括:
[0006]直流母線(xiàn)，給逆變單元提供穩(wěn)定的直流電壓；
[0007]電池能量存儲(chǔ)單元，平衡穩(wěn)定直流母線(xiàn)的直流電壓；
[0008]逆變單元，將直流母線(xiàn)直流轉(zhuǎn)換為交流并入交流母線(xiàn)；
[0009]新能源，新能源將電能以直流電流源形式匯入直流母線(xiàn)；
[0010]卸荷單元，平衡穩(wěn)定直流母線(xiàn)的直流電壓；
[0011]交流母線(xiàn)，給應(yīng)用設(shè)備提供電源；
[0012]輔助發(fā)電機(jī)，給直流母線(xiàn)提供直流電壓；
[0013]控制系統(tǒng)，控制各單元維持微電網(wǎng)的能量平衡。
[0014]進(jìn)一步地，電池能量存儲(chǔ)單元包括蓄電池、充放電裝置、連接直流母線(xiàn)的開(kāi)關(guān)；
[0015]逆變單元包括逆變器、變壓器、連接直流母線(xiàn)的開(kāi)關(guān)、連接交流母線(xiàn)的開(kāi)關(guān)；
[0016]卸荷單元包括卸荷控制器、卸荷負(fù)載、連接直流母線(xiàn)的開(kāi)關(guān)；
[0017]輔助發(fā)電機(jī)包括輔助發(fā)電機(jī)、輔助發(fā)電機(jī)控制器、連接直流母線(xiàn)的開(kāi)關(guān)；
[0018]控制系統(tǒng)包括PLC控制系統(tǒng)、逆變控制器、輔助發(fā)電機(jī)控制器、電池能量存儲(chǔ)控制器、卸荷控制器、交直流配電柜，PLC控制系統(tǒng)與逆變控制器、輔助發(fā)電機(jī)控制器、電池能量存儲(chǔ)控制器、卸荷控制器之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)接口連接交換傳遞信息。
[0019]進(jìn)一步地，逆變控制器包括逆變控制器模塊、人機(jī)接口，逆變控制器模塊與人機(jī)接口之間互通信息，逆變控制器模塊設(shè)有通訊接口，人機(jī)接口設(shè)有I/0接口；
[0020]輔助發(fā)電機(jī)控制器包括邏輯控制器、人機(jī)接口、輔助發(fā)電機(jī)控制器模塊，邏輯控制器分別與人機(jī)接口、輔助發(fā)電機(jī)控制器模塊之間互通信息，邏輯控制器設(shè)有通訊接口和I/o接口 ；
[0021]電池能量存儲(chǔ)控制器包括電池能量存儲(chǔ)控制器模塊、人機(jī)接口，電池能量存儲(chǔ)控制器模塊與人機(jī)接口之間互通信息，電池能量存儲(chǔ)控制器模塊設(shè)有通訊接口，人機(jī)接口設(shè)有I/O接口 ；
[0022]卸荷控制器包括卸荷控制器模塊、人機(jī)接口，卸荷控制器模塊與人機(jī)接口之間互通信息，卸荷控制器模塊設(shè)有通訊接口，人機(jī)接口設(shè)有I/O接口；
[0023]交直流配電柜設(shè)有I/O接口。
[0024]本發(fā)明的另一目的可以這樣實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)一種多種新能源的電能匯集與微電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行方法，
[0025]建立直流母線(xiàn)電壓并通過(guò)電池儲(chǔ)能單元保持穩(wěn)定；
[0026]新能源機(jī)組電能以直流電流源匯入直流母線(xiàn)，直流母線(xiàn)通過(guò)逆變單元轉(zhuǎn)換為交流電并入微電網(wǎng)；
[0027]控制系統(tǒng)通過(guò)邏輯控制和數(shù)據(jù)通信對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行功率調(diào)控，對(duì)新能源的輸入控制并適時(shí)對(duì)應(yīng)用負(fù)載做出調(diào)節(jié)使微電網(wǎng)達(dá)到能量整體平衡；并通過(guò)電池儲(chǔ)能單元和卸荷單元確保直流母線(xiàn)電壓的穩(wěn)定。
[0028]開(kāi)機(jī)，檢測(cè)電池儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)，若電池儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)小于等于50，發(fā)電機(jī)啟動(dòng)建立直流母線(xiàn)電壓，檢測(cè)直流母線(xiàn)電壓是否大于設(shè)定值，電池儲(chǔ)能單元進(jìn)行預(yù)充電，電池儲(chǔ)能單元充電完成，電池儲(chǔ)能單元通過(guò)充放電維持直流母線(xiàn)電壓平衡，在電池儲(chǔ)能單元充電受限時(shí)，直流母線(xiàn)電壓升高，開(kāi)啟卸荷單元，同時(shí)電池儲(chǔ)能單元放電，直流母線(xiàn)電壓恢復(fù)，進(jìn)入電池儲(chǔ)能單元通過(guò)充放電維持直流母線(xiàn)電壓平衡模式；若電池儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)大于50，電池儲(chǔ)能單元啟動(dòng)建立直流母線(xiàn)電壓。
[0029]本發(fā)明匯集多種新能源電力，使自然能源電力間相互互補(bǔ)，增強(qiáng)自然能源無(wú)常變化的抵御能力；多種能源的疊加同時(shí)也利于能量功率的增加，為大功率負(fù)載的使用提供條件。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例應(yīng)用的示意圖；
[0032]圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施例的控制架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0034]如圖2所示，一種多種新能源的電能匯集與微電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)，包括:
[0035]直流母線(xiàn)I，給逆變單元提供穩(wěn)定的直流電壓；
[0036]電池能量存儲(chǔ)單元2，平衡穩(wěn)定直流母線(xiàn)的直流電壓；
[0037]逆變單元3，將直流母線(xiàn)直流轉(zhuǎn)換為交流并入交流母線(xiàn)；
[0038]新能源4，新能源將電能以直流電流源形式匯入直流母線(xiàn)；
[0039]卸荷單元5，平衡穩(wěn)定直流母線(xiàn)的直流電壓；
[0040]交流母線(xiàn)6，給應(yīng)用設(shè)備提供電源；
[0041]輔助發(fā)電機(jī)7，給直流母線(xiàn)提供直流電壓；
[0042]控制系統(tǒng)8，控制各單元維持微電網(wǎng)的能量平衡。
[0043]電池能量存儲(chǔ)單元2包括蓄電池21、充放電裝置22、連接直流母線(xiàn)的開(kāi)關(guān)23 ；
[0044]逆變單元3包括逆變器31、變壓器32、連接直流母線(xiàn)的開(kāi)關(guān)33、連接交流母線(xiàn)的開(kāi)關(guān)34 ；
[0045]卸荷單元5包括卸荷控制器51、卸荷負(fù)載52、連接直流母線(xiàn)的開(kāi)關(guān)53 ;
[0046]輔助發(fā)電機(jī)7包括輔助發(fā)電機(jī)71、輔助發(fā)電機(jī)控制器72、連接直流母線(xiàn)的開(kāi)關(guān)73 ；
[0047]如圖3所示，控制系統(tǒng)8包括PLC控制系統(tǒng)81、逆變控制器38、輔助發(fā)電機(jī)控制器72、電池能量存儲(chǔ)控制器28、卸荷控制器51、交直流配電柜82，PLC控制系統(tǒng)81與逆變控制器38、輔助發(fā)電機(jī)控制器72、電池能量存儲(chǔ)控制器28、卸荷控制器51之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)接口連接交換傳遞信息。
[0048]逆變控制器38包括逆變控制器模塊35、人機(jī)接口 36，逆變控制器模塊35與人機(jī)接口 36之間互通信息，逆變控制器模塊35設(shè)有通訊接口，人機(jī)接口 36設(shè)有I/O接口 ；
[0049]輔助發(fā)電機(jī)控制器72包括邏輯控制器77、人機(jī)接口 76、輔助發(fā)電機(jī)控制器模塊75，邏輯控制器77分別與人機(jī)接口 76、輔助發(fā)電機(jī)控制器模塊75之間互通信息，邏輯控制器77設(shè)有通訊接口和I/O接口 ；
[0050]電池能量存儲(chǔ)控制器28包括電池能量存儲(chǔ)控制器模塊25、人機(jī)接口 26，電池能量存儲(chǔ)控制器模塊25與人機(jī)接口 26之間互通信息，電池能量存儲(chǔ)控制器模塊25設(shè)有通訊接口，人機(jī)接口 26設(shè)有I/O接口 ；
[0051]卸荷控制器51包括卸荷控制器模塊55、人機(jī)接口 56，卸荷控制器模塊55與人機(jī)接口 56之間互通信息，卸荷控制器模塊55設(shè)有通訊接口，人機(jī)接口 56設(shè)有I/O接口 ；
[0052]交直流配電柜82設(shè)有I/O接口。所有的連接開(kāi)關(guān)均安裝在交直流配電柜82內(nèi)。
[0053]風(fēng)、光、潮、地?zé)岬刃履茉礄C(jī)組電能匯集綜合工程項(xiàng)目，用于偏遠(yuǎn)地區(qū)，如海島、平原等自然能源豐富。本發(fā)明將多種新能源匯集及其協(xié)調(diào)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)多種新能源的并網(wǎng)利用。從圖2可以看出，本實(shí)施例中風(fēng)