風力柴油混合發(fā)電系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種風力柴油混合發(fā)電系統(tǒng)，包括若干臺風力發(fā)電機組和若干臺柴油發(fā)電機組，以及控制所述的風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組運行的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括具備并網功能的柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)和具有并網功能的風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)，所述的風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組并網運行接入所述的電網，且風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組分別與所述的控制系統(tǒng)相連。本發(fā)明的優(yōu)點在于通過控制系統(tǒng)智能控制風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組的運行，優(yōu)先使用風力發(fā)電機組供電，以柴油發(fā)電機組當做備機保證電力的穩(wěn)定供應，當電力需求大時使用柴油發(fā)電機組滿足電力供應。
【專利說明】風力柴油混合發(fā)電系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電領域，具體涉及綜合利用風力發(fā)電機、柴油發(fā)電機于一體并可自行控制的集成發(fā)電系統(tǒng)及其方法。
【背景技術】
[0002]在偏遠的沙漠和草原地區(qū)，為了給固定場所進行大功率的供電，通常采用多臺柴油發(fā)電機組進行并聯運行組成柴油發(fā)電機組集成電站。當油價高企或者運輸不便時，發(fā)電成本成倍攀升。為了滿足用電需要并降低用電成本且保護環(huán)境，需要采用清潔能源發(fā)電保證電力的供應。
[0003]風能發(fā)動機組系統(tǒng)獲取電能特型決定其電能的可持續(xù)性差，使用小功率的機組還可以通過電池來儲存電能，把太陽能和風能儲存起來，但是到大功率機組的電池容量太大，成本巨大，并且電池也無法長期高效工作。大容量電能就無法實現存儲，特別是上千萬瓦、兆瓦功率的能量。由于負載千變萬化，太陽能發(fā)電能量獲取的不確定性和大功率能源無法儲存的局限。
[0004]就目前的清潔能源來說，獲取大規(guī)模電力的情況下太陽能發(fā)電的成本比風力成本更高，故有必要研發(fā)風力、柴油混合發(fā)電系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種風力、柴油混合發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用荒漠地區(qū)的豐富風力資源，將風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組智能的組合在一起，實現智能并網發(fā)電，即節(jié)省了寶貴的石油資源降低了發(fā)電成本，也利用了豐富的風力資源，保護了環(huán)境。本發(fā)明采用的技術方案如下所述。
[0006]一種風力、柴油混合發(fā)電系統(tǒng)，包括若干臺風力發(fā)電機組和若干臺柴油發(fā)電機組，以及控制所述的風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組運行的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括具備并網功能的柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)和具有并網功能的風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)，所述的風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組并網運行接入所述的電網，且風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組分別與所述的控制系統(tǒng)相連。
[0007]其中，所述風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)包括控制風力發(fā)電機組運行的離合器、剎車裝置和輸出開關。
[0008]其中，所述柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)包括柴油發(fā)電機控制器和柴油發(fā)電機輸出開關。
[0009]其中，風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)中還設有變頻器、DC模塊、風力渦輪控制以使該系統(tǒng)的產生的電力平穩(wěn)輸入電網。
[0010]一種風力、柴油混合發(fā)電系統(tǒng)運行方法，包括如下的步驟:
[0011]首先通過柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)啟動柴油發(fā)電機組，對電網進行供電，然后逐步啟動風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)，并閉合輸出開關使風力發(fā)電機組逐臺供電，根據所述控制系統(tǒng)顯示的狀態(tài)監(jiān)控電網負載逐步通過柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)關閉所述的柴油發(fā)電機組，由風力發(fā)電機組獨立供電，此時柴油發(fā)電機組作為調峰功能使用，保證最少一臺柴油發(fā)電機組始終并網工作；
[0012]通過控制系統(tǒng)檢測負載電力需要的狀態(tài)，當負載電能逐步減少到比所有風力發(fā)電機組供應的電能還少時，分閘風力發(fā)動機組主開關同時啟動離合主軸的離合器使風力發(fā)電機組停止供電，然后啟動所述的剎車裝置停止風力發(fā)電機組工作，風力發(fā)電機組逐臺退出供電，當電網負載等于風力發(fā)電機組最小功率時，風力發(fā)電機組全部退出工作，由柴油發(fā)電機組供電；
[0013]當控制系統(tǒng)檢測到電網負載增加時，所需電能到達柴油發(fā)電機組總負荷50%以上后，風力發(fā)電機組主軸上的離合器和剎車裝置解除，風力發(fā)電機組逐臺工作，風力發(fā)電機組輸出電能，同時根據電網負載需要啟動柴油發(fā)電機組逐臺并網工作，如果風力能量滿足負載需要，柴油發(fā)電機組逐臺退出工作，即柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)通過檢測負載需要，啟動或者關閉柴油發(fā)電機組，通過自動化控制設定調節(jié)與風力發(fā)電機組進行互補以滿足電網負載要求。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于通過控制系統(tǒng)智能控制風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組的運行，優(yōu)先使用風力發(fā)電機組供電，以柴油發(fā)電機組當做備機保證電力的穩(wěn)定供應，當電力需求大時使用柴油發(fā)電機組滿足電力供應。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明中一種風力、柴油混合發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。
圖2是風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的示意圖。
圖3是柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面給出本發(fā)明的較佳的實施例，這些實施例并非限制本發(fā)明的內容。
[0017]實施例
[0018]請參見圖1所示，本發(fā)明實施例中的一種風力、柴油混合發(fā)電系統(tǒng)，包括若干臺風力發(fā)電機組2和若干臺柴油發(fā)電機組I (為簡化圖形，圖中僅畫一臺)，以及控制所述的風力發(fā)電機組2和柴油發(fā)電機組I運行的控制系統(tǒng)3，所述控制系統(tǒng)3包括具備并網功能的柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)31和具有并網功能的風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)32，所述的風力發(fā)電機組2和柴油發(fā)電機組I并網運行接入電網4，且風力發(fā)電機組2和柴油發(fā)電機組I分別與所述的控制系統(tǒng)3相連。請見圖2所示，所述風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)包括控制風力發(fā)電機組運行的離合器321、剎車裝置322和輸出開關324。請見圖3所示，所述柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)包括柴油發(fā)電機控制器311和柴油發(fā)電機輸出開關312。風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)32中設有變頻器330、DC模塊329、風力渦輪控制332以使該系統(tǒng)的產生的電力平穩(wěn)輸入電網。
[0019]風力發(fā)電機組在運行時，外部風能通過風葉帶動主軸326轉動，然后通過變速箱327傳遞給發(fā)電機323，發(fā)電機323轉動輸出電能。由于風力變化很大，通過主軸杯軸承325，漿葉驅動328，通過風力渦輪控制332控制風葉角度，使風葉轉速控制在合理的范圍內，通過變速箱327變速，傳遞到發(fā)電機323，使速度控制在典型轉速1000—2000轉/分鐘內。輸出想對應的功率，轉速與功率成正比關系。
[0020]由于風力發(fā)電機轉速在1000— 2000轉/分鐘內，輸出的電能頻率在33HZ — 67HZ內，三相電壓在190V-600V區(qū)間波動，無法直接與電網并網，通過變頻器330和DC模塊329穩(wěn)定頻率和電壓，使輸出標準的頻率和電壓，實現與電網的對接。
[0021]一種風力、柴油混合發(fā)電系統(tǒng)運行方法，包括如下的步驟:
[0022]首先通過柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)32啟動柴油發(fā)電機組I，對電網4進行供電，然后逐步閉合風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)31中的輸出開關324使風力發(fā)電機組2逐臺供電，根據所述控制系統(tǒng)3顯示的狀態(tài)監(jiān)控電網4負載逐步通過柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)32關閉所述的柴油發(fā)電機組1，由風力發(fā)電機組2獨立供電，此時柴油發(fā)電機組I作為調峰功能使用，保證最少一臺柴油發(fā)電機組I始終并網工作；
[0023]通過控制系統(tǒng)3檢測負載電力需要的狀態(tài)，當負載電能逐步減少到比所有風力發(fā)電機組2供應的電能還少時，分閘風力發(fā)動機組2主開關同時啟動離合主軸326的離合器321使風力發(fā)電機組2停止供電，然后啟動所述的剎車裝置322停止風力發(fā)電機組2工作，風力發(fā)電機組2逐臺退出供電，當電網負載等于風力發(fā)電機組2最小功率時，風力發(fā)電機組2全部退出工作，由柴油發(fā)電機組I供電；
[0024]當控制系統(tǒng)3檢測到電網4負載增加時，所需電能到達柴油發(fā)電機組I總負荷50%以上后，風力發(fā)電機組2主軸326上的離合器321和剎車裝置322解除，風力發(fā)電機組2逐臺工作，風力發(fā)電機組2輸出電能，同時根據電網4負載需要啟動柴油發(fā)電機組I逐臺并網工作，如果風力能量滿足負載需要，柴油發(fā)電機組I逐臺退出工作，即柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)32通過檢測負載需要，啟動或者關閉柴油發(fā)電機組1，通過自動化控制設定調節(jié)與風力發(fā)電機組2進行互補以滿足電網4負載要求。
[0025]上述實施例僅為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，并非用來限制本發(fā)明的內容，本發(fā)明的具體保護范圍以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種風力、柴油混合發(fā)電系統(tǒng)，包括若干臺風力發(fā)電機組和若干臺柴油發(fā)電機組，以及控制所述的風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組運行的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括具備并網功能的柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)和具有并網功能的風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)，所述的風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組并網運行接入所述的電網，且風力發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組分別與所述的控制系統(tǒng)相連。
2.如權利要求1所述的風力柴油混合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)包括控制風力發(fā)電機組運行的離合器、剎車裝置和輸出開關。
3.如權利要求1所述的風力柴油混合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)包括柴油發(fā)電機控制器和柴油發(fā)電機輸出開關。
4.如權利要求1所述的風力柴油混合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)中還設有變頻器、DC模塊、風力渦輪控制以使該系統(tǒng)的產生的電力平穩(wěn)輸入電網。
5.如權利要求1-4任意一項所述的風力柴油混合發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,一種該系統(tǒng)的運行方法，包括如下的步驟: 首先通過柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)啟動柴油發(fā)電機組，對電網進行供電，然后逐步啟動風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)，閉合輸出開關使風力發(fā)電機組逐臺供電，根據所述控制系統(tǒng)顯示的狀態(tài)監(jiān)控電網負載逐步通過柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)關閉所述的柴油發(fā)電機組，由風力發(fā)電機組獨立供電，此時柴油發(fā)電機組作為調峰功能使用，保證最少一臺柴油發(fā)電機組始終并網工作； 通過控制系統(tǒng)檢測負載電力需要的狀態(tài)，當負載電能逐步減少到比所有風力發(fā)電機組供應的電能還少時，分閘風力發(fā)動機組主開關同時啟動離合主軸的離合器使風力發(fā)電機組停止供電，然后啟動所述的剎車裝置停止風力發(fā)電機組工作，風力發(fā)電機組逐臺退出供電，當電網負載等于風力發(fā)電機組最小功率時，風力發(fā)電機組全部退出工作，由柴油發(fā)電機組供電； 當控制系統(tǒng)檢測到電網負載增加時，所需電能到達柴油發(fā)電機組總負荷50%以上后，風力發(fā)電機組主軸上的離合器和剎車裝置解除，風力發(fā)電機組逐臺工作，風力發(fā)電機組輸出電能，同時根據電網負載需要啟動柴油發(fā)電機組逐臺并網工作，如果風力能量滿足負載需要，柴油發(fā)電機組逐臺退出工作，即柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)通過檢測負載需要，啟動或者關閉柴油發(fā)電機組，通過自動化控制設定調節(jié)與風力發(fā)電機組進行互補以滿足電網負載要求。
【文檔編號】F03D9/00GK103470451SQ201210189041
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月8日 優(yōu)先權日:2012年6月8日
【發(fā)明者】嚴昌平, 李繼綱 申請人:卓動（上海）電力科技有限公司