一種孤網(wǎng)光風(fēng)油混合發(fā)電系統(tǒng)的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種孤網(wǎng)光風(fēng)油混合發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，具體過程為：閉合電源開關(guān)，穩(wěn)壓模塊向各有關(guān)單元供電，光電、風(fēng)電和油電單元啟動(dòng)，向儲(chǔ)能單元充電，并分別把各自的充電電壓、電流、溫度、充電功率信息傳給直流儲(chǔ)能控制器，交流用電控制器也將監(jiān)控到的油電單元的輸出功率傳給直流儲(chǔ)能控制器，直流儲(chǔ)能控制器計(jì)算出當(dāng)前光電、風(fēng)電、油電、富余功率充電單元的輸出功率、負(fù)載用電的功率值，直流儲(chǔ)能控制器對儲(chǔ)能單元實(shí)時(shí)進(jìn)行電壓、電流、溫度、累計(jì)電量監(jiān)控、計(jì)算和控制，并送到人機(jī)操作故障報(bào)警單元上報(bào)警顯示。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了用電的智能管理，延長了發(fā)電機(jī)和蓄電池的壽命，降低了發(fā)電機(jī)的維護(hù)成本，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約柴油消耗以及節(jié)能減排的目的。
【專利說明】—種孤網(wǎng)光風(fēng)油混合發(fā)電系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種孤網(wǎng)光、風(fēng)、油混合發(fā)電系統(tǒng)的控制方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]在邊遠(yuǎn)山區(qū)，特別是大山中開踩礦產(chǎn)資源等都需要用電，國家電網(wǎng)在這些山區(qū)架設(shè)電力輸送線成本非常高，而且是否有架設(shè)電力輸送線的必要，短時(shí)也無法論證，這時(shí)通常都是采用柴油發(fā)電機(jī)現(xiàn)場發(fā)電解決工作、生活用電。但柴油發(fā)電機(jī)使用和維護(hù)成本相對較高，同時(shí)還對周邊環(huán)境有一定的污染。
[0004]隨著不可再生能源開發(fā)的逐漸枯竭，油價(jià)不斷上漲，柴油發(fā)電機(jī)的使用和維護(hù)成本會(huì)進(jìn)一步提高，經(jīng)實(shí)際調(diào)研，柴油發(fā)電成本已經(jīng)達(dá)到約4元/千瓦時(shí)。與此同時(shí)，人們(政府)的環(huán)境保護(hù)意識(shí)也在不斷提高，類似柴油發(fā)電這種對環(huán)境造成較大污染的用電模式顯然不具有可持續(xù)性，勢必將被更環(huán)保的用電模式所取代。
[0005]不過在目前現(xiàn)有的環(huán)保的用電模式中，雖然獨(dú)立的光伏發(fā)電或者風(fēng)力發(fā)電也能解決一定的用電問題，但對于光伏發(fā)電畢竟有陰天、下雨天和晚上；對于風(fēng)力發(fā)電畢竟存在沒有風(fēng)，或者風(fēng)力不夠的情況，這些都使得一天24小時(shí)的工作、生活用電很難得到保證。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明旨在提供一種既能降低柴油發(fā)電機(jī)的使用和維護(hù)成本，又能保證無電網(wǎng)地區(qū)一天24小時(shí)工作、生活不間斷用電，還能減輕對環(huán)境污染的孤網(wǎng)光、風(fēng)、油混合發(fā)電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種孤網(wǎng)光風(fēng)油混合發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，具體包括以下過程:
使用時(shí)，閉合電源開關(guān)，穩(wěn)壓模塊分別向光電單元、風(fēng)電單元、油電單元、直流儲(chǔ)能控制器、交流用電控制器、逆變器和人機(jī)操作故障報(bào)警單元供電；
所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元通過第一雙向控制端給所述直流儲(chǔ)能控制器發(fā)送信號(hào)，所述直流儲(chǔ)能控制器通過第二雙向控制端啟動(dòng)所述油電單元，所述油電單元的輸出端將產(chǎn)生的電能送到計(jì)量單元的輸入端，所述計(jì)量單元通過其輸出端將電能送到用電單元，啟動(dòng)所述用電單元；
所述用電單元工作后，所述交流用電控制器通過其一個(gè)輸入端得到的當(dāng)時(shí)所述油電單元的輸出電壓，所述交流用電控制器通過其另一個(gè)輸入端得到的，并通過交流電傳感器接受的當(dāng)時(shí)所述油電單元的輸出電流，所述交流用電控制器根據(jù)測得的輸出電壓和輸出電流，計(jì)算出所述油電單元的實(shí)際輸出功率Ps和富余功率Pc，當(dāng)所述油電單元的實(shí)際輸出功率Ps小于所述油電單元的額定輸出功率Pe，則所述油電單元產(chǎn)生富余功率Pc，富余功率Pc=額定功率Pe —實(shí)際輸出功率Ps，此時(shí)所述交流用電控制器的控制方法為:
1)所述交流用電控制器通過第三雙向控制端將所述富余功率充電單元的第I次基準(zhǔn)功率設(shè)置為0.6Pc，再通過所述第三雙向控制端將所述富余功率充電單元啟動(dòng)，所述富余功率充電單元的輸出端向儲(chǔ)能單元的輸入端充電；
2)所述交流用電控制器再次測試所述油電單元的實(shí)際輸出功率Ps，如果經(jīng)計(jì)算還有富余功率Pc，則采用增加一固定功率值Λ P，來使所述富余功率充電單元的充電功率增加一個(gè)Λ P，并不斷測試和計(jì)算所述油電單元的實(shí)際輸出功率Ps，達(dá)到逐次逼近所述油電單元的最佳輸出功率帶，通過調(diào)節(jié)所述富余功率充電單元的充電功率，使所述油電單元始終工作在最佳輸出功率點(diǎn)附近，以實(shí)現(xiàn)油電轉(zhuǎn)換的最大效率；
3)所述交流用電控制器每過500mS時(shí)間就會(huì)測試所述油電單元的輸出電壓和電流、計(jì)算實(shí)時(shí)的實(shí)際輸出功率Ps，這時(shí)有:
3.1)當(dāng)測試到所述油電單元的實(shí)際輸出功率Ps已經(jīng)達(dá)到允許的額定值的1.1Pe時(shí)，即富余功率Pc為負(fù)的0.1額定功率Pe，所述交流用電控制器采用先減少一固定功率值Λ P，來使所述富余功率充電單元的充電功率減少一個(gè)Λ P，這種減少過程一直持續(xù)到所述油電單元的輸出電壓回到允許的有效值以上，并保持不變；
3.2)當(dāng)測試到所述油電單元的實(shí)際輸出功率Ps已經(jīng)達(dá)到允許的額定值的1.1Pe以下時(shí)，即富余功率Pc為負(fù)的0.1額定功率Pe以下，所述交流用電控制器將馬上關(guān)閉所述富余功率充電單元，這時(shí)又會(huì)有:
Α.若所述油電單元的實(shí)際輸出功率Ps回到允許的有效值以上，并出現(xiàn)富余功率PcJlJ此時(shí)仍然按照上述富余功率Pc處理方式進(jìn)行充電平衡；
B.若所述油電單元的實(shí)際輸出功率Ps仍然沒有回到允許的有效值以上，則此時(shí)所述交流用電控制器通過第四雙向控制端把故障信息傳遞給所述直流儲(chǔ)能控制器，所述直流儲(chǔ)能控制器通過所述第一雙向控制端把故障信息傳遞給所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元報(bào)警，同時(shí)所述直流儲(chǔ)能控制器通過第五雙向控制端自動(dòng)啟動(dòng)所述逆變器工作(當(dāng)所述儲(chǔ)能單元4電量大于30%時(shí))，解決短大負(fù)載時(shí)用電需要，當(dāng)用電負(fù)載回到正常值后，所述直流儲(chǔ)能控制器通過所述第五雙向控制端自動(dòng)關(guān)閉所述逆變器；
當(dāng)所述光電單元接收到陽光，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后，將得到的直流電能經(jīng)其輸出端送入所述儲(chǔ)能單元的輸入端充電；當(dāng)所述風(fēng)電單元接收到風(fēng)能，進(jìn)行鳳電轉(zhuǎn)換后，將得到的直流電能經(jīng)其輸出端送入所述儲(chǔ)能單元的輸入端充電；所述光電單元、所述風(fēng)電單元和所述富余功率充電單元對所述儲(chǔ)能單元充電的同時(shí)，將分別把各自的充電電壓、電流、溫度、充電功率信息按500ms時(shí)間間隔，通過各自的雙向控制信息端提供給所述直流儲(chǔ)能控制器，所述交流用電控制器也將所述油電單元的柴油發(fā)電機(jī)組的輸出功率提供給所述直流儲(chǔ)能控制器，所述直流儲(chǔ)能控制器計(jì)算出當(dāng)前所述光電單元、所述風(fēng)電單元、所述富余功率充電單元以及所述油電單元的柴油發(fā)電機(jī)組的輸出功率、負(fù)載用電的功率值，并送出到所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元的屏幕上顯示；
所述直流儲(chǔ)能控制器對所述儲(chǔ)能單元實(shí)時(shí)進(jìn)行電壓、電流、溫度、累計(jì)電量監(jiān)控和計(jì)算，同時(shí)對所述儲(chǔ)能單元進(jìn)行如下控制:
I)當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的總電壓或者有單體電池電壓超過允許上限值時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器會(huì)通過雙向控制端同時(shí)關(guān)斷所述光電單元、所述風(fēng)電單元和所述富余功率充電單元對所述儲(chǔ)能單元的充電，以保證所述儲(chǔ)能單元安全，并報(bào)警；
2)當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的充電電流超過允許上限值時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器會(huì)通過雙向控制端分別關(guān)斷所述富余功率充電單元后，再關(guān)斷所述風(fēng)電單元，甚至關(guān)斷所述光電單元對所述儲(chǔ)能單元充電，直到充電電流回到允許值，以保證所述儲(chǔ)能單元安全，并報(bào)警；
3)當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的溫度超過允許上限值時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器會(huì)通過雙向控制端同時(shí)關(guān)閉所述光電單元、所述風(fēng)電單元、所述富余功率充電單元和所述逆變器的工作，并自動(dòng)啟動(dòng)所述油電單元工作，以保證所述儲(chǔ)能單元安全和正常用電，并報(bào)警；
4)當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的累計(jì)電量達(dá)到90%時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器會(huì)通過雙向控制端啟動(dòng)所述逆變器工作，所述直流儲(chǔ)能控制器在得到所述逆變器正常供電的回送信號(hào)后，延時(shí)2S關(guān)閉所述油電單元，以確保所述用電單元安全，所述計(jì)量單元開始記錄所述逆變器輸出電能，同時(shí)通知所述交流用電控制器關(guān)閉所述富余功率充電單元；
5)當(dāng)所述逆變器工作到所述儲(chǔ)能單元的累計(jì)電量只剩下30%時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器會(huì)通過雙向控制端啟動(dòng)所述油電單元工作，并通知所述交流用電控制器檢測所述油電單元的輸出電壓和電流，所述直流儲(chǔ)能控制器在得到所述交流用電控制器關(guān)于所述油電單元正常供電的回送信號(hào)后，延時(shí)2S關(guān)閉所述逆變器，以確保所述用電單元安全，同時(shí)通知所述交流用電控制器打開所述富余功率充電單元工作，所述計(jì)量單元開始記錄所述油電單元的輸出電能；
6)當(dāng)所述油電單元的輸出功率小于50%時(shí)，只要所述儲(chǔ)能單元電量大于50%，優(yōu)先使用所述逆變器供電輸出，以降低油耗，減少污染；
所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元能夠?qū)λ瞿孀兤?、所述油電單元的啟?dòng)延時(shí)時(shí)間、所述儲(chǔ)能單元的電壓、電流、溫度等進(jìn)行設(shè)置，能夠?qū)λ瞿孀兤?、所述油電單元的輸出功率、所述?chǔ)能單元的電壓、電流、溫度值和所述光電單元、所述風(fēng)電單元、所述富余功率充電單元的充電功率進(jìn)行顯示、累計(jì)儲(chǔ)存及報(bào)警。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明的控制方法取代了傳統(tǒng)的、控制用電器按最大使用功率的、預(yù)測式的即時(shí)、隨機(jī)、非線性調(diào)峰概念，轉(zhuǎn)變成用儲(chǔ)能單元集流體自動(dòng)滿足用電隨機(jī)、非線性的功率曲線，從而只需計(jì)算發(fā)、用總電量平衡即可；
1)吸收發(fā)電單元傳來的隨機(jī)(非線性)電能，根據(jù)用電單元隨機(jī)負(fù)荷需求，支撐用電單元能量需要；
2)儲(chǔ)能單元的容量配置，僅需計(jì)算發(fā)、用電總電量平衡即可，顛覆了傳統(tǒng)意義上，電力調(diào)度按最大負(fù)載功率調(diào)峰的概念，基本消除了無功功率損耗，能源使用效率大幅提高。
[0010]2、光電、風(fēng)電電能獲取采用了最大功率跟蹤技術(shù)，充電功率可隨光、風(fēng)能變化自動(dòng)適應(yīng)。
[0011 ] 3、柴發(fā)發(fā)電采用了帶有交流用電控制器控制的富余功率充電單元，來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)始終工作在最優(yōu)化功率點(diǎn)附近，實(shí)現(xiàn)油電轉(zhuǎn)換的最大效率，柴油燃燒充分可大幅減少排放；這種運(yùn)行模式較單獨(dú)柴油發(fā)電運(yùn)行模式節(jié)油比例在10%_30% (因儲(chǔ)能裝置吸收了柴油發(fā)電的無功損耗，并調(diào)節(jié)補(bǔ)充給負(fù)載使用)。
[0012]4、控制方式因上述條件的不同也采用不同于傳統(tǒng)的控制方式，更多的是智能數(shù)據(jù)采集結(jié)合優(yōu)化算法的軟件控制。由于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了用電的智能管理，大大延長了發(fā)電機(jī)和蓄電池的壽命，也明顯降低了發(fā)電機(jī)的維護(hù)成本。同時(shí)，由于本發(fā)明的顯示屏上實(shí)現(xiàn)了發(fā)電運(yùn)行功率實(shí)時(shí)顯示，一目了然，方便了設(shè)備的早期保養(yǎng)和維護(hù)。
[0013]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
[0014]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明的整體控制信號(hào)框架圖；
圖2為本發(fā)明在光電單元的信號(hào)走向示意圖；
圖3為本發(fā)明在風(fēng)電單元的信號(hào)走向示意圖；
圖4為本發(fā)明在油電單元的信號(hào)走向示意圖；
圖5為本發(fā)明在儲(chǔ)能單元的信號(hào)走向示意圖；
圖6為本發(fā)明在交流用電控制器的信號(hào)走向示意圖；
圖7為本發(fā)明在直流儲(chǔ)能控制器的信號(hào)走向示意圖；
圖8為本發(fā)明在人機(jī)操作故障報(bào)警單元的信號(hào)走向示意圖；
圖9為本發(fā)明在計(jì)量單元的信號(hào)走向示意圖；
圖10為本發(fā)明在油電單元工作時(shí)控制流程示意圖；
圖11為本發(fā)明在儲(chǔ)能單元工作時(shí)控制流程示意圖。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0018]一種孤網(wǎng)光風(fēng)油混合發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，具體包括以下過程:
使用時(shí)，閉合電源開關(guān)K1，穩(wěn)壓模塊13分別向光電單元1、風(fēng)電單元2、油電單元3、直流儲(chǔ)能控制器7、交流用電控制器8、逆變器9和人機(jī)操作故障報(bào)警單元10供電。
[0019]所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元10通過第一雙向控制端A22-A16給所述直流儲(chǔ)能控制器7發(fā)送信號(hào)，所述直流儲(chǔ)能控制器7通過第二雙向控制端A7-A3啟動(dòng)所述油電單元3，所述油電單元3的輸出端A5將產(chǎn)生的電能送到計(jì)量單元11的輸入端A21，所述計(jì)量單元11通過其輸出端A34將電能送到用電單元12的輸入端A23，啟動(dòng)所述用電單元12 ;進(jìn)一步的，參見圖4所示，所述油電單元3內(nèi)的啟?？刂颇K301得到所述穩(wěn)壓模塊13的供電電壓后，處于等待狀態(tài)，當(dāng)所述啟?？刂颇K301通過所述第二雙向控制端A7-A3接收到所述直流儲(chǔ)能控制器7發(fā)送來的啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，立即啟動(dòng)所述柴油發(fā)電機(jī)組302發(fā)電輸出，所述柴油發(fā)電機(jī)組302的三相電源輸出端A5將電能送到所述計(jì)量單元11的第二輸入端A21。
[0020]當(dāng)所述油電單元3供電時(shí)，有可能出現(xiàn)富余的發(fā)電功率，所述富余功率充電單元6的輸入端A6與所述柴油發(fā)電機(jī)組302輸出端A5連接，其輸出端與所述儲(chǔ)能單元4輸入端A4連接，只要所述逆變器9工作時(shí)，所述富余功率充電單元6就由所述交流用電控制器8控制處于關(guān)閉狀態(tài)；所述柴油發(fā)電機(jī)組302工作時(shí)，所述富余功率充電單元6接受所述交流用電控制器8控制，調(diào)節(jié)所述柴油發(fā)電機(jī)組302工作在最大功率點(diǎn)附近，提高油電轉(zhuǎn)換效率。
[0021]所述用電單元12工作后，所述交流用電控制器8通過其一個(gè)輸入端A15得到的當(dāng)時(shí)所述油電單元3的輸出電壓，所述交流用電控制器8通過其另一個(gè)輸入端A25得到的，并通過交流電傳感器5接受的當(dāng)時(shí)所述油電單元3的輸出電流，所述交流用電控制器8根據(jù)測得的輸出電壓和輸出電流，計(jì)算出所述油電單元3的實(shí)際輸出功率Ps和富余功率Pc ;進(jìn)一步的，參見圖6所示，所述交流用電控制器8內(nèi)的第一供電電路801得到所述穩(wěn)壓模塊13的供電電壓后，通過所述第一供電電路801的第一輸出端向第一雙向接口電路802和交流電壓轉(zhuǎn)換模塊803的電源輸入端供電,通過所述第一供電電路801的第二輸出端向所述交流電流傳感器5的電源輸入端供電,通過所述第一供電電路801的第三輸出端向第一單片機(jī)804的電源輸入端供電，當(dāng)所述柴油發(fā)電機(jī)組302工作時(shí)，所述第一單片機(jī)804通過所述第一雙向接口電路802和第七雙向控制端A11-A12得到從所述直流儲(chǔ)能控制器7發(fā)來的已經(jīng)關(guān)閉所述逆變器9和已經(jīng)啟動(dòng)所述柴油發(fā)電機(jī)組302的雙向交互信號(hào)后，所述第一單片機(jī)804接收所述交流電壓轉(zhuǎn)換模塊803送來的所述柴油發(fā)電機(jī)組302的交流電壓和經(jīng)所述交流電流傳感器5送來的交流電流值，計(jì)算出實(shí)際所述油電單元3的輸出功率和富余功率，當(dāng)所述油電單元3的實(shí)際輸出功率Ps小于所述油電單元3的額定輸出功率Pe，則所述油電單元3產(chǎn)生富余功率Pc，富余功率Pc=額定功率Pe —實(shí)際輸出功率Ps，此時(shí)，參見圖10所示，所述交流用電控制器8的控制方法為:
1)所述交流用電控制器8通過第三雙向控制端A14-A13將所述富余功率充電單元6的第I次基準(zhǔn)功率設(shè)置為0.6Pc，再通過所述第三雙向控制端A14-A13將所述富余功率充電單元6啟動(dòng),所述富余功率充電單元6的輸出端A32向儲(chǔ)能單元4的輸入端A4充電；
2)所述交流用電控制器8再次測試所述油電單元3的實(shí)際輸出功率Ps，如果經(jīng)計(jì)算還有富余功率Pc，則采用增加一固定功率值Λ P，來使所述富余功率充電單元6的充電功率增加一個(gè)Λ P，并不斷測試和計(jì)算所述油電單元3的實(shí)際輸出功率Ps，達(dá)到逐次逼近所述油電單元3的最佳輸出功率帶,通過調(diào)節(jié)所述富余功率充電單元6的充電功率,使所述油電單元3始終工作在最佳輸出功率點(diǎn)附近，以實(shí)現(xiàn)油電轉(zhuǎn)換的最大效率；
3)所述交流用電控制器8每過500mS時(shí)間就會(huì)測試所述油電單元3的輸出電壓和電流、計(jì)算實(shí)時(shí)的實(shí)際輸出功率Ps，這時(shí)有:
3.1)當(dāng)測試到所述油電單元3的實(shí)際輸出功率Ps已經(jīng)達(dá)到允許的額定值的1.1Pe時(shí)，即富余功率Pc為負(fù)的0.1額定功率Pe，所述交流用電控制器8采用先減少一固定功率值Δ P，來使所述富余功率充電單元6的充電功率減少一個(gè)Λ P，這種減少過程一直持續(xù)到所述油電單元3的輸出電壓回到允許的有效值以上，并保持不變；
3.2)當(dāng)測試到所述油電單元3的實(shí)際輸出功率Ps已經(jīng)達(dá)到允許的額定值的1.1Pe以下時(shí)，即富余功率Pc為負(fù)的0.1額定功率Pe以下，所述交流用電控制器8將馬上關(guān)閉所述富余功率充電單元6，這時(shí)又會(huì)有:
a.若所述油電單元3的實(shí)際輸出功率Ps回到允許的有效值以上，并出現(xiàn)富余功率Pc，則此時(shí)仍然按照上述富余功率Pc處理方式進(jìn)行充電平衡；
b.若所述油電單元3的實(shí)際輸出功率Ps仍然沒有回到允許的有效值以上，則此時(shí)所述交流用電控制器8通過第四雙向控制端A12-A11把故障信息傳遞給所述直流儲(chǔ)能控制器7，所述直流儲(chǔ)能控制器7通過所述第一雙向控制端A16-A22把故障信息傳遞給所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元10報(bào)警，同時(shí)所述直流儲(chǔ)能控制器7通過第五雙向控制端A17-A18自動(dòng)啟動(dòng)所述逆變器9工作(當(dāng)儲(chǔ)能單元4電量大于30%時(shí))，解決短大負(fù)載時(shí)用電需要，當(dāng)用電負(fù)載回到正常值后，所述直流儲(chǔ)能控制器7通過所述第五雙向控制端A17-A18自動(dòng)關(guān)閉所述逆變器9。
[0022]當(dāng)所述光電單元I接收到陽光，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后，將得到的直流電能經(jīng)其輸出端A26送入所述儲(chǔ)能單元4的輸入端A4充電；進(jìn)一步的,參見圖2所示,所述光電單元I內(nèi)的第一 DC/DC變換器102得到所述穩(wěn)壓模塊13的供電電壓后，所述光伏組件陣列101的直流輸出電壓被送到所述第一 DC/DC變換器102的輸入端，如果此時(shí)所述第一 DC/DC變換器102的開機(jī)信號(hào)Al有效，輸入的電壓經(jīng)過所述第一 DC/DC變換器102內(nèi)部電路變換，由所述第一 DC/DC變換器102的輸出端A26向所述儲(chǔ)能單元4的輸入端A4充電，充電功率將自動(dòng)跟蹤陽光的變化，陽光大，充電功率就跟著增大，所述第一 DC/DC變換器102的充電功率由第六雙向控制端A1-A7向所述直流儲(chǔ)能控制器7傳送，所述第一 DC/DC變換器102的開、關(guān)機(jī)信號(hào)也由所述直流儲(chǔ)能控制器7通過所述第六雙向控制端A1-A7控制。
[0023]當(dāng)所述風(fēng)電單元2接收到風(fēng)能，進(jìn)行鳳電轉(zhuǎn)換后，將得到的直流電能經(jīng)其輸出端A27送入所述儲(chǔ)能單元4的輸入端A4充電；進(jìn)一步的,參見圖3所示,所述風(fēng)電單元2內(nèi)的第二 DC/DC變換器202得到所述穩(wěn)壓模塊13的供電電壓后，有風(fēng)時(shí)，如果此時(shí)所述第二 DC/DC變換器202的開機(jī)信號(hào)A2有效，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)201的電能經(jīng)三根輸出相線a、b、c送到所述三相整流電路203的D1-D6，經(jīng)過整流濾波后在第一、第二、第三電容C1，C2，C3中儲(chǔ)存，所述第一、第二、第三電容Cl，C2，C3上的電壓經(jīng)第一、第二電阻Rl，R2分壓后提供給所述第二 DC/DC變換器202，作為所述第二 DC/DC變換器202的基準(zhǔn)電流比較值，當(dāng)風(fēng)增大時(shí)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)201的輸出電壓變高，所述第一、第二、第三電容C1，C2，C3上的電壓也隨著變高，所述第一、第二電阻Rl，R2分壓值同樣隨著變高，導(dǎo)致所述第二 DC/DC變換器202對所述儲(chǔ)能單元4輸入端A4的充電電流增大，在不超過所述儲(chǔ)能單元4允許的充電電流情況下，充電電流越大充電效率越高，實(shí)現(xiàn)了充電功率對風(fēng)能的自動(dòng)跟蹤，所述第二 DC/DC變換器202的充電功率由第七雙向控制端A7-A2向所述直流儲(chǔ)能控制器7傳送，所述第二 DC/DC變換器202的開、關(guān)機(jī)信號(hào)也由所述直流儲(chǔ)能控制器7通過所述第七雙向控制端A7—A2控制。
[0024]所述光電單元1、所述風(fēng)電單元2和所述富余功率充電單元6對所述儲(chǔ)能單元4充電的同時(shí)，將分別把各自的充電電壓、電流、溫度、充電功率信息按500ms時(shí)間間隔，通過各自的雙向控制信息端提供給所述直流儲(chǔ)能控制器7，所述交流用電控制器8也將所述油電單元3的柴油發(fā)電機(jī)組的輸出功率提供給所述直流儲(chǔ)能控制器7，所述直流儲(chǔ)能控制器7計(jì)算出當(dāng)前所述光電單元1、所述風(fēng)電單元2、所述富余功率充電單元6以及所述油電單元3的柴油發(fā)電機(jī)組的輸出功率、負(fù)載用電的功率值，并送出到所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元10的屏幕上顯示。
[0025]進(jìn)一步的，參見圖7所示，所述直流儲(chǔ)能控制器7內(nèi)的第二供電電路701得到所述穩(wěn)壓模塊13的供電電壓后，通過所述第二供電電路701的第一輸出端向第二雙向接口電路702和單向接口電路703的電源輸入端供電，通過所述第二供電電路701的第二輸出端向第二單片機(jī)704的電源輸入端供電。當(dāng)所述開關(guān)Kl閉合，所述直流儲(chǔ)能控制器7得電后，所述直流儲(chǔ)能控制器7分別通過對應(yīng)雙向控制端啟動(dòng)所述光電單元1、所述風(fēng)電單元2及所述油電單元3各自工作,所述光電單元1、所述風(fēng)電單元2分別把對所述儲(chǔ)能單元4的充電功率送回到所述直流儲(chǔ)能控制器7 ;所述交流用電控制器8也分別把所述柴油發(fā)電機(jī)組302輸出功率和富余功率充電功率通過雙向交互信號(hào)送回到所述直流儲(chǔ)能控制器7 ;所述直流儲(chǔ)能控制器7通過所述第五雙向控制端A17-A18關(guān)閉所述逆變器9，所述直流儲(chǔ)能控制器7通過單向信號(hào)查詢所述儲(chǔ)能單元4電流、電壓、溫度信息，并累計(jì)計(jì)算所述儲(chǔ)能單元4儲(chǔ)存的電量，這時(shí)，參見圖11所示，所述直流儲(chǔ)能控制器7的控制方法如下:
O當(dāng)所述儲(chǔ)能單元4的累計(jì)電量達(dá)到90%時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器7會(huì)通過所述第五雙向控制端A17-A18啟動(dòng)所述逆變器9工作，所述直流儲(chǔ)能控制器7在得到所述逆變器9正常供電的回送信號(hào)后，延時(shí)2S關(guān)閉所述油電單元3，以確保所述用電單元12安全，所述計(jì)量單元11開始記錄所述逆變器9有其輸出端A33輸出的電能，同時(shí)通知所述交流用電控制器8關(guān)閉所述富余功率充電單元6 ；
2)當(dāng)所述逆變器9工作到所述儲(chǔ)能單元4的累計(jì)電量只剩下30%時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器7會(huì)通過所述第二雙向控制端A7-A3啟動(dòng)所述油電單元3工作，并通知所述交流用電控制器8檢測所述油電單元3的輸出電壓和電流，所述直流儲(chǔ)能控制器7在得到所述交流用電控制器8關(guān)于所述油電單元3正常供電的回送信號(hào)后，延時(shí)2S關(guān)閉所述逆變器9，以確保所述用電單元12安全，同時(shí)通知所述交流用電控制器8打開所述富余功率充電單元6工作，所述計(jì)量單元11開始記錄所述油電單元3的輸出電能；
3)當(dāng)所述油電單元3的輸出功率小于50%時(shí)，只要所述儲(chǔ)能單元4電量大于50%，優(yōu)先使用所述逆變器9供電輸出，以降低油耗，減少污染。
[0026]進(jìn)一步的，參見圖5所示，當(dāng)有光電、風(fēng)電、富余功率充電時(shí)，或者所述逆變器9工作時(shí)，所述儲(chǔ)能單元4內(nèi)的單體電池BT的電壓和電流及溫度都會(huì)發(fā)生變化，電壓檢測模塊403將各所述單體電池BT的電壓進(jìn)行處理后，把總電壓和有問題的所述單體電池BT編號(hào)及電壓值通過電池電壓信號(hào)輸出端A29傳送給所述直流儲(chǔ)能控制器7的電池電壓信號(hào)接收端A9，所述直流電流傳感器401將所述電池組的充電、放電電流值，通過電池電壓信號(hào)輸出端A28傳送給所述直流儲(chǔ)能控制器7的電池電壓信號(hào)接收端AS，所述溫度傳感器402將所述電池組的充電、放電溫度值，通過電池溫度信號(hào)輸出端A30傳送給所述直流儲(chǔ)能控制器7的電池溫度信號(hào)接收端AlO。
[0027]此時(shí)，參見圖11所示，所述直流儲(chǔ)能控制器7根據(jù)所述電池組總電壓和所述單體電池BT電壓值的高低、電流值的大小、溫度值的高低分別進(jìn)行如下控制:
O當(dāng)所述儲(chǔ)能單元4的總電壓或者有單體電池電壓超過允許上限值時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器7分別會(huì)通過對應(yīng)的雙向控制端同時(shí)關(guān)斷所述光電單元1、所述風(fēng)電單元2和所述富余功率充電單元3對所述儲(chǔ)能單元4的充電，以保證所述儲(chǔ)能單元4安全，并報(bào)警；
2)當(dāng)所述儲(chǔ)能單元4的充電電流超過允許上限值時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器7會(huì)通過雙向控制端分別關(guān)斷所述富余功率充電單元6后，再關(guān)斷所述風(fēng)電單元2，甚至關(guān)斷所述光電單元I對所述儲(chǔ)能單元4充電,直到充電電流回到允許值，以保證所述儲(chǔ)能單元4安全,并報(bào)警；
3)當(dāng)所述儲(chǔ)能單元4的溫度超過允許上限值時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器7會(huì)分別通過對應(yīng)的雙向控制端同時(shí)關(guān)閉所述光電單元1、所述風(fēng)電單元2、所述富余功率充電單元6和所述逆變器9的工作，并自動(dòng)啟動(dòng)所述油電單元3工作，以保證所述儲(chǔ)能單元4安全和正常用電，并報(bào)警。
[0028]當(dāng)所述直流儲(chǔ)能控制器7通過所述第五雙向控制端A17-A18啟動(dòng)所述逆變器9后，所述逆變器9通過其輸入端A19將所述儲(chǔ)能單元4輸出端A31輸出的直流電源變換為三相交流電源，在把三相交流電源送到所述計(jì)量單元11的第一輸入端A20的同時(shí)，還把輸出功率回傳給所述直流儲(chǔ)能控制器7。所述逆變器9將輸出的三相交流電源的電壓、頻率、相位調(diào)試成與所述柴油發(fā)電機(jī)組302相同，使所述柴油發(fā)電機(jī)組302和所述逆變器9同時(shí)工作電壓、頻率、相位保持一致。
[0029]所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元10能夠?qū)λ瞿孀兤?、所述油電單元3的啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間、所述儲(chǔ)能單元4的電壓、電流、溫度等進(jìn)行設(shè)置，能夠?qū)λ瞿孀兤?、所述油電單元3的輸出功率、所述儲(chǔ)能單元4的電壓、電流、溫度值和所述光電單元1、所述風(fēng)電單元2、所述富余功率充電單元6的充電功率進(jìn)行顯示、累計(jì)儲(chǔ)存及報(bào)警。進(jìn)一步的，參見圖8所示,所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元10得到所述穩(wěn)壓模塊13的供電電壓后，當(dāng)有從操作鍵盤1001來的操作信號(hào)時(shí)，所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元10將操作信號(hào)通過雙向交互信號(hào)送到所述直流儲(chǔ)能控制器7進(jìn)行相關(guān)操作；所述直流儲(chǔ)能控制器7將顯示報(bào)警信號(hào)通過雙向交互信號(hào)送到所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元10進(jìn)行顯示和報(bào)警。
[0030]進(jìn)一步的，參見圖9所示，所述計(jì)量單元11的所述第一交流電度表1101通過其第一輸入端A20計(jì)量所述逆變器9的輸出電能，所述計(jì)量單元11的所述第二交流電度表1102通過其第二輸入端A21計(jì)量所述油電單元3的輸出電能。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種孤網(wǎng)光風(fēng)油混合發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，具體包括以下過程:使用時(shí)，閉合電源開關(guān)(K1)，穩(wěn)壓模塊(13)分別向光電單元(1)、風(fēng)電單元(2)、油電單元(3)、直流儲(chǔ)能控制器(7)、交流用電控制器(8)、逆變器(9)和人機(jī)操作故障報(bào)警單元(10)供電； 所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元(10)通過第一雙向控制端(A22-A16)給所述直流儲(chǔ)能控制器(7)發(fā)送信號(hào)，所述直流儲(chǔ)能控制器(7)通過第二雙向控制端(A7-A3)啟動(dòng)所述油電單元(3)，所述油電單元(3)的輸出端(A5)將產(chǎn)生的電能送到計(jì)量單元(11)的輸入端(A21)，所述計(jì)量單元(11)通過其輸出端(A34)將電能送到用電單元(12)，啟動(dòng)所述用電單元(12)； 所述用電單元(12)工作后，所述交流用電控制器(8)通過其一個(gè)輸入端(A15)得到的當(dāng)時(shí)所述油電單元(3 ) 的輸出電壓，所述交流用電控制器(8 )通過其另一個(gè)輸入端(A25 )得到的，并通過交流電傳感器(5 )接受的當(dāng)時(shí)所述油電單元(3 )的輸出電流，所述交流用電控制器(8)根據(jù)測得的輸出電壓和輸出電流，計(jì)算出所述油電單元(3)的實(shí)際輸出功率Ps和富余功率Pc，當(dāng)所述油電單元(3)的實(shí)際輸出功率Ps小于所述油電單元(3)的額定輸出功率Pe，則所述油電單元(3)產(chǎn)生富余功率Pc，富余功率Pc=額定功率Pe —實(shí)際輸出功率Ps，此時(shí)所述交流用電控制器(8)的控制方法為: 1)所述交流用電控制器(8)通過第三雙向控制端(A14-A13 )將所述富余功率充電單元(6)的第1次基準(zhǔn)功率設(shè)置為0.6Pc，再通過所述第三雙向控制端(A14-A13)將所述富余功率充電單元(6)啟動(dòng),所述富余功率充電單元(6)的輸出端(A32)向儲(chǔ)能單元(4)的輸入端(A4)充電； 2)所述交流用電控制器(8)再次測試所述油電單元(3)的實(shí)際輸出功率Ps，如果經(jīng)計(jì)算還有富余功率Pc，則采用增加一固定功率值Λ P，來使所述富余功率充電單元(6)的充電功率增加一個(gè)Λ P，并不斷測試和計(jì)算所述油電單元(3)的實(shí)際輸出功率Ps，達(dá)到逐次逼近所述油電單元(3)的最佳輸出功率帶，通過調(diào)節(jié)所述富余功率充電單元(6)的充電功率，使所述油電單元(3)始終工作在最佳輸出功率點(diǎn)附近，以實(shí)現(xiàn)油電轉(zhuǎn)換的最大效率； .3 )所述交流用電控制器(8 )每過500mS時(shí)間就會(huì)測試所述油電單元(3 )的輸出電壓和電流、計(jì)算實(shí)時(shí)的實(shí)際輸出功率Ps，這時(shí)有: ..3.1)當(dāng)測試到所述油電單元(3)的實(shí)際輸出功率Ps已經(jīng)達(dá)到允許的額定值的1.1Pe時(shí)，即富余功率Pc為負(fù)的0.1額定功率Pe，所述交流用電控制器(8)采用先減少一固定功率值Λ P，來使所述富余功率充電單元(6)的充電功率減少一個(gè)Λ P，這種減少過程一直持續(xù)到所述油電單元(3)的輸出電壓回到允許的有效值以上，并保持不變； .3.2)當(dāng)測試到所述油電單元(3)的實(shí)際輸出功率Ps已經(jīng)達(dá)到允許的額定值的1.1Pe以下時(shí)，即富余功率Pc為負(fù)的0.1額定功率Pe以下，所述交流用電控制器(8)將馬上關(guān)閉所述富余功率充電單元(6),這時(shí)又會(huì)有: Α.若所述油電單元(3)的實(shí)際輸出功率Ps回到允許的有效值以上，并出現(xiàn)富余功率Pc,則此時(shí)仍然按照上述富余功率Pc處理方式進(jìn)行充電平衡； B.若所述油電單元(3)的實(shí)際輸出功率Ps仍然沒有回到允許的有效值以上，則此時(shí)所述交流用電控制器(8)通過第四雙向控制端(Α12-Α11)把故障信息傳遞給所述直流儲(chǔ)能控制器(7)，所述直流儲(chǔ)能控制器(7)通過所述第一雙向控制端(Α16-Α22)把故障信息傳遞給所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元(10)報(bào)警，同時(shí)所述直流儲(chǔ)能控制器(7)通過第五雙向控制端(A17-A18)自動(dòng)啟動(dòng)所述逆變器(9)工作，解決短大負(fù)載時(shí)用電需要，當(dāng)用電負(fù)載回到正常值后，所述直流儲(chǔ)能控制器(7)通過所述第五雙向控制端(A17-A18)自動(dòng)關(guān)閉所述逆變器(9)； 當(dāng)所述光電單元(1)接收到陽光，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后，將得到的直流電能經(jīng)其輸出端(A26)送入所述儲(chǔ)能單元(4)的輸入端(A4)充電；當(dāng)所述風(fēng)電單元(2)接收到風(fēng)能，進(jìn)行鳳電轉(zhuǎn)換后，將得到的直流電能經(jīng)其輸出端(A27)送入所述儲(chǔ)能單元(4)的輸入端(A4)充電；所述光電單元(1)、所述風(fēng)電單元(2 )和所述富余功率充電單元(6 )對所述儲(chǔ)能單元(4 )充電的同時(shí)，將分別把各自的充電電壓、電流、溫度、充電功率信息按500ms時(shí)間間隔，通過各自的雙向控制信息端提供給所述直流儲(chǔ)能控制器(7)，所述交流用電控制器(8)也將所述油電單元(3)的柴油發(fā)電機(jī)組的輸出功率提供給所述直流儲(chǔ)能控制器(7)，所述直流儲(chǔ)能控制器(7)計(jì)算出當(dāng)前所述光電單元(I)、所述風(fēng)電單元(2)、所述富余功率充電單元(6)以及所述油電單元(3)的柴油發(fā)電機(jī)組的輸出功率、負(fù)載用電的功率值，并送出到所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元(10)的屏幕上顯示； 所述直流儲(chǔ)能控制器(7)對所述儲(chǔ)能單元(4)實(shí)時(shí)進(jìn)行電壓、電流、溫度、累計(jì)電量監(jiān)控和計(jì)算，同時(shí)對所述儲(chǔ)能單元(4)進(jìn)行如下控制: O當(dāng)所述儲(chǔ)能單元(4)的總電壓或者有單體電池電壓超過允許上限值時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器(7)會(huì)通過雙向控制端同時(shí)關(guān)斷所述光電單元(1)、所述風(fēng)電單元(2)和所述富余功率充電單元(3)對所述儲(chǔ)能單元(4)的充電，以保證所述儲(chǔ)能單元(4)安全，并報(bào)警； 2)當(dāng)所述儲(chǔ)能單元(4)的充電電流超過允許上限值時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器(7)會(huì)通過雙向控制端分別關(guān)斷所述富余功率充電單元(6)后，再關(guān)斷所述風(fēng)電單元(2)，甚至關(guān)斷所述光電單元(I)對所述儲(chǔ)能單元(4)充電，直到充電電流回到允許值，以保證所述儲(chǔ)能單元(4)安全，并報(bào)警； 3)當(dāng)所述儲(chǔ)能單元(4)的溫度超過允許上限值時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器(7)會(huì)分別通過雙向控制端同時(shí)關(guān)閉所述光電單元(I)、所述風(fēng)電單元(2)、所述富余功率充電單元(6)和所述逆變器(9)的工作，并自動(dòng)啟動(dòng)所述油電單元(3)工作，以保證所述儲(chǔ)能單元(4)安全和正常用電，并報(bào)警； 4)當(dāng)所述儲(chǔ)能單元(4)的累計(jì)電量達(dá)到90%時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器(7)會(huì)通過雙向控制端啟動(dòng)所述逆變器(9 )工作，所述直流儲(chǔ)能控制器(7 )在得到所述逆變器(9 )正常供電的回送信號(hào)后，延時(shí)2S關(guān)閉所述油電單元(3)，以確保所述用電單元(12)安全，所述計(jì)量單元(11)開始記錄所述逆變器(9)輸出電能，同時(shí)通知所述交流用電控制器(8)關(guān)閉所述富余功率充電單元(6)； 5)當(dāng)所述逆變器(9)工作到所述儲(chǔ)能單元(4)的累計(jì)電量只剩下30%時(shí)，所述直流儲(chǔ)能控制器(7)會(huì)通過雙向控制端啟動(dòng)所述油電單元(3)工作，并通知所述交流用電控制器(8)檢測所述油電單元(3)的輸出電壓和電流，所述直流儲(chǔ)能控制器(7)在得到所述交流用電控制器(8)關(guān)于所述油電單元(3)正常供電的回送信號(hào)后，延時(shí)2S關(guān)閉所述逆變器(9)，以確保所述用電單元(12)安全，同時(shí)通知所述交流用電控制器(8)打開所述富余功率充電單元(6)工作,所述計(jì)量單元(11)開始記錄所述油電單元(3)的輸出電能； 6)當(dāng)所述油電單元(3)的輸出功率小于50%時(shí)，只要所述儲(chǔ)能單元(4)電量大于50%，優(yōu)先使用所述逆變器(9)供電輸出，以降低油耗，減少污染； 所述人機(jī)操作故障報(bào)警單元(10)能夠?qū)λ瞿孀兤?9)、所述油電單元(3)的啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間、所述儲(chǔ)能單元(4)的電壓、電流、溫度進(jìn)行設(shè)置，能夠?qū)λ瞿孀兤?9)、所述油電單元(3)的輸出功率、所述儲(chǔ)能單元(4)的電壓、電流、溫度值和所述光電單元(I)、所述風(fēng)電單元(2)、 所述富余功率充電單元(6)的充電功率進(jìn)行顯示、累計(jì)儲(chǔ)存及報(bào)警。
【文檔編號(hào)】H02S10/10GK103956961SQ201410192665
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】樊朝暉, 李珩, 熊代榮, 薛禹勝 申請人:重慶京藏電氣設(shè)備租賃有限公司