專利名稱：新型的準并網(wǎng)風光電互補電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于新型的準并網(wǎng)風光電互補電站，屬于新能源發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
為改善風能和光能電站的電能輸出不穩(wěn)現(xiàn)象，離網(wǎng)式的解決方案是采用蓄電池儲能，這種電站的投資和維護成本很高，無法在大功率領(lǐng)域應用；并網(wǎng)式由于技術(shù)等等原因， 現(xiàn)階段無法廣泛推廣應用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出新型準并網(wǎng)風光電互補電站，這種電站不儲能和不并網(wǎng)， 利用網(wǎng)電實時補償風電和光電的波動，能夠向用戶局域電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電能的新型風光電站。本發(fā)明的方法是利用準并網(wǎng)變壓器實現(xiàn)風電、光電和網(wǎng)電的功率集成，風電和光電的輸出波動由網(wǎng)電實時補償，最大化地利用風能和光能，達到節(jié)能環(huán)保的效果。本發(fā)明的具體實現(xiàn)方案一是所述的風光電互補電站有風力發(fā)電機、風機控制器、 光伏發(fā)電堆、準并網(wǎng)逆變器、準并網(wǎng)變壓器和控制單元組成；光伏發(fā)電堆輸出的電能由準并網(wǎng)逆變器逆變?yōu)榭刹⒕W(wǎng)電能，接到準并網(wǎng)變壓器的第一個輸入繞組，風力發(fā)電機輸出的電能接到準并網(wǎng)變壓器的第二個輸入繞組，網(wǎng)電接到準并網(wǎng)變壓器的第三個輸入繞組，準并網(wǎng)變壓器的輸出供給用戶局域電網(wǎng)；控制單元通過用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器和風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關(guān)電量信息，控制單元的輸出控制信號分別與準并網(wǎng)逆變器和風機控制器相連接。本發(fā)明的具體實現(xiàn)方案二是所述的風電互補電站有風力發(fā)電機、風機控制器、準并網(wǎng)變壓器和控制單元組成；風力發(fā)電機輸出的電能接到準并網(wǎng)變壓器的第一個輸入繞組，網(wǎng)電接到準并網(wǎng)變壓器的第二個輸入繞組，變壓器的輸出接到用戶局域電網(wǎng)；控制單元通過用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器和風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關(guān)電量信息，控制單元的輸出控制信號與風機控制器相連接。本發(fā)明的具體實現(xiàn)方案三是所述的光電互補電站有光伏發(fā)電堆、準并網(wǎng)逆變器、 準并網(wǎng)變壓器和控制單元組成；光伏發(fā)電堆輸出的電能由準并網(wǎng)逆變器逆變?yōu)榭刹⒕W(wǎng)電能，接到準并網(wǎng)變壓器的第一個輸入繞組，網(wǎng)電接到準并網(wǎng)變壓器的第二個輸入繞組，準并網(wǎng)變壓器的輸出接到用戶局域電網(wǎng)；控制單元通過用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器和光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關(guān)電量信息，控制單元的輸出控制信號與準并網(wǎng)逆變器相連接。在本發(fā)明的第一方案中控制單元由用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器、風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器和計算機系統(tǒng)構(gòu)成；電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器、風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器分別接到控制單元的計算機輸入接口 ；控制單元的計算機的一組輸出控制端接到準并網(wǎng)逆變器的輸入控制端，控制準并網(wǎng)逆變器的功率輸出，另一組控制端與風機控制器相連接，控制風力發(fā)電機的電能輸出。在本發(fā)明的第二方案中控制單元由用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器和計算機系統(tǒng)構(gòu)成；電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器分別接到控制單元的計算機輸入接口，計算機的輸出控制端與風機控制器相連接，控制風力發(fā)電機的電能輸出。在本發(fā)明的第三方案中控制單元由用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器和計算機系統(tǒng)構(gòu)成；電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器、分別接到控制單元的計算機系統(tǒng)的輸入接口，計算機的輸出控制端接到準并網(wǎng)逆變器的輸入控制端，控制準并網(wǎng)逆變器的電能輸出。在本發(fā)明的第一和第二方案中所述的風力發(fā)電機為異步發(fā)電機，該發(fā)電機的輸出接準并網(wǎng)變壓器。在本發(fā)明的第一和第二方案中所述的風力發(fā)電機為非異步發(fā)電機，該發(fā)電機的輸出經(jīng)過準并網(wǎng)逆變器后接準并網(wǎng)變壓器。在本發(fā)明的第一方案中所述的準并網(wǎng)變壓器是一個具有三個輸入繞組的電力變壓器。在本發(fā)明的第二和第三方案中所述的準并網(wǎng)變壓器是一個具有二個輸入繞組的電力變壓器。在本發(fā)明的第一和第三方案中所述的準并網(wǎng)逆變器的輸出頻率和相位與電網(wǎng)同步，準并網(wǎng)逆變器至少具有受控于計算機的控制輸入端口。本發(fā)明突出優(yōu)點在于沒有昂貴的儲能單元和不并網(wǎng)，率先提出的準并網(wǎng)概念，在負載側(cè)等效并網(wǎng)；利用準并網(wǎng)變壓器形成功率節(jié)點，風能、光能和網(wǎng)電在該節(jié)點交流集成， 通過功率流向控制，確保不向電網(wǎng)回送功率。本發(fā)明最便捷和最大化地利用風能和光能，達到節(jié)能環(huán)保的效果，為推廣風能和光能的應用提供了新的技術(shù)路線，具有極大的理論和實際意義。依據(jù)本發(fā)明的電站可以廣泛用于油田和工礦等場所，作為一些高能耗企業(yè)的自備電廠。

圖1為準并網(wǎng)風光電互補電站示意圖。圖2為異步發(fā)電機的準并網(wǎng)風電互補電站示意圖。圖3為非異步類發(fā)電機的準并網(wǎng)風電互補電站示意圖。圖4為準并網(wǎng)光電互補電站示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。圖1-4中，Al為網(wǎng)電，A2為光伏發(fā)電堆，A3為風力發(fā)電機，A4為用戶局域電網(wǎng)，Bl 為準并網(wǎng)變壓器，B2為準并網(wǎng)逆變器，B3為風機控制器，B4為計算機控制單元；Pl電網(wǎng)側(cè)輸入電量傳感器，P2光伏發(fā)電堆側(cè)輸出電量傳感器，P3風力發(fā)電機側(cè)輸出電量傳感器，P4 為用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器。圖1所示的準并網(wǎng)風光電互補電站的工作過程是光伏發(fā)電堆A2的電能經(jīng)準并網(wǎng)逆變器B2逆變?yōu)榕c網(wǎng)電同頻率同相位的電能，接到準并網(wǎng)變壓器Bl的第二個輸入繞組，風力發(fā)電機A3受控于風機控制器B3，其輸出風能接到準并網(wǎng)變壓器Bl的第三個輸入繞組，網(wǎng)電Al直接接到準并網(wǎng)變壓器Bl的第一個繞組，準并網(wǎng)變壓器的輸出繞組接到用戶局域網(wǎng) A4。電量傳感器P1、P2、P3和P4檢測網(wǎng)電、光電、風電和用戶局域電網(wǎng)的實時發(fā)電和需求電量，送給控制單元的計算機系統(tǒng)B4，如局域電網(wǎng)內(nèi)的負載P4大于光電和風電額定輸出總和P2+P3時，電網(wǎng)通過并網(wǎng)變壓器Bl向用戶局域電網(wǎng)補充其不足的電量Pl ；當局域電網(wǎng)內(nèi)的負載P4小于光電和風電額定輸出時，計算機系統(tǒng)將控制光電和風電輸出，并將網(wǎng)電維持到最小電量Pl。圖2是采用異步發(fā)電機的實現(xiàn)準并網(wǎng)的風電互補電站示意圖，其工作原理與圖1 類同。圖3是采用非異步發(fā)電機類的發(fā)電機的準并網(wǎng)的風電互補電站示意圖，這類發(fā)電機需要增加一個準并網(wǎng)逆變器，將風電逆變?yōu)榕c網(wǎng)電同頻率同相位的電能，其工作原理與圖1類同。圖4是采用光伏發(fā)電堆和準并網(wǎng)逆變器的準并網(wǎng)光電互補電站示意圖，其工作原理與圖1類同。雖然本發(fā)明以較佳實施例公開如上，但實施例和附圖并不是用來限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當可作各種變化或潤飾，但同樣在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此本發(fā)明的保護范圍應當以本申請的權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求1.一種準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于電站包括有風力發(fā)電機、風機控制器、光伏發(fā)電堆、準并網(wǎng)逆變器、準并網(wǎng)變壓器和控制單元組成；光伏發(fā)電堆輸出的電能由準并網(wǎng)逆變器逆變?yōu)榭刹⒕W(wǎng)電能，接到準并網(wǎng)變壓器的第一個輸入繞組，風力發(fā)電機輸出的電能接到準并網(wǎng)變壓器的第二個輸入繞組，網(wǎng)電接到準并網(wǎng)變壓器的第三個輸入繞組，準并網(wǎng)變壓器的輸出供給用戶局域電網(wǎng)；控制單元通過用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器和風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關(guān)電量信息，控制單元的輸出控制信號分別與準并網(wǎng)逆變器和風機控制器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于所述控制單元由用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器、風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器和計算機系統(tǒng)構(gòu)成；電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器、風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器分別接到控制單元的計算機輸入接口 ；控制單元的計算機的一組輸出控制端接到準并網(wǎng)逆變器的輸入控制端，控制準并網(wǎng)逆變器的電能輸出，另一組控制端與風機控制器相連接，控制風力發(fā)電機的電能輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于所述風力發(fā)電機為異步發(fā)電機，該異步發(fā)電機的輸出接準并網(wǎng)變壓器；所述準并網(wǎng)變壓器是一個具有三個輸入繞組的電力變壓器；所述準并網(wǎng)逆變器的輸出頻率和相位與電網(wǎng)同步，準并網(wǎng)逆變器至少具有受控于計算機的控制輸入端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于所述風力發(fā)電機為非異步發(fā)電機，該非異步發(fā)電機的輸出經(jīng)過準并網(wǎng)逆變器后接準并網(wǎng)變壓器；所述準并網(wǎng)變壓器是一個具有三個輸入繞組的電力變壓器；所述準并網(wǎng)逆變器的輸出頻率和相位與電網(wǎng)同步，準并網(wǎng)逆變器至少具有受控于計算機的控制輸入端口。
5.一種準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于電站包括有風力發(fā)電機、風機控制器、準并網(wǎng)變壓器和控制單元組成；風力發(fā)電機輸出的電能接到準并網(wǎng)變壓器的第一個輸入繞組，網(wǎng)電接到準并網(wǎng)變壓器的第二個輸入繞組，變壓器的輸出供給用戶局域電網(wǎng)；控制單元通過用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器和風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關(guān)電量信息，控制單元的輸出控制信號與風機控制器相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于所述控制單元由用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器和計算機系 統(tǒng)構(gòu)成；電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器分別接到控制單元的計算機輸入接口，計算機的輸出控制端與風機控制器相連接，控制風力發(fā)電機的電能輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于所述風力發(fā)電機為異步發(fā)電機，該異步發(fā)電機的輸出接準并網(wǎng)變壓器；所述準并網(wǎng)變壓器是一個具有二個輸入繞組的電力變壓器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于所述風力發(fā)電機為非異步發(fā)電機，該非異步發(fā)電機的輸出經(jīng)過準并網(wǎng)逆變器后接準并網(wǎng)變壓器；所述準并網(wǎng)變壓器是一個具有二個輸入繞組的電力變壓器。
9.一種準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于電站包括有光伏發(fā)電堆、準并網(wǎng)逆變器、 準并網(wǎng)變壓器和控制單元組成；光伏發(fā)電堆輸出的電能由準并網(wǎng)逆變器逆變后，接到準并網(wǎng)變壓器的第一個輸入繞組，網(wǎng)電接到準并網(wǎng)變壓器的第二個輸入繞組，準并網(wǎng)變壓器的輸出接用戶局域電網(wǎng)；控制單元通過用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器和光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關(guān)電量信息，控制單元的輸出控制信號與準并網(wǎng)逆變器相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于所述控制單元由由用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器和計算機系統(tǒng)構(gòu)成；電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器、分別接到控制單元的計算機系統(tǒng)的輸入接口，計算機的輸出控制端接到準并網(wǎng)逆變器的輸入控制端，控制準并網(wǎng)逆變器的電能輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的準并網(wǎng)風光電互補電站，其特征在于所述準并網(wǎng)變壓器是一個具有二個輸入繞組的電力變壓器；所述準并網(wǎng)逆變器的輸出頻率和相位與電網(wǎng)同步，準并網(wǎng)逆變器至少具有受控于計算機的控制輸入端口。
專利摘要本實用新型風光電互補電站由風力發(fā)電機、風機控制器、光伏發(fā)電堆、準并網(wǎng)逆變器、準并網(wǎng)變壓器和控制單元組成；光伏電能由準并網(wǎng)逆變器逆變?yōu)榭刹⒕W(wǎng)電能，接到準并網(wǎng)變壓器的第一個輸入繞組，風力發(fā)電機輸出的電能接到準并網(wǎng)變壓器的第二個輸入繞組，網(wǎng)電接到準并網(wǎng)變壓器的第三個輸入繞組，變壓器的輸出供給用戶局域電網(wǎng)；控制單元通過用戶局域電網(wǎng)側(cè)的電量傳感器、電網(wǎng)輸入側(cè)的電量傳感器、光伏發(fā)電堆側(cè)的輸出電量傳感器和風力發(fā)電機側(cè)的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關(guān)電量信息，控制單元的輸出控制信號分別與準并網(wǎng)逆變器和風機控制器相連接。本實用新型優(yōu)點不儲存和不并網(wǎng)，最便捷和最大化地使用風能和光能，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號F03D7/00GK201956940SQ20112012207
公開日2011年8月31日 申請日期2011年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月24日
發(fā)明者薛建仁, 薛韜 申請人:薛建仁, 薛韜