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CN103427443A - 一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造 - Google Patents

一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造 Download PDF

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Abstract

本发明属于新能源电力领域，具体涉及一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统的构造。通过使光伏组件阵列直接与智能调配器连接的构造，相对于现有技术方案节省了外接的并网逆变器设备和光伏控制器及外部直流并接控制装置，减少了大量投资，简化了系统设计和系统集成与安装的工程量。由于采用了多组蓄电池系统构造，在离网环境中，可以使光伏电力的供电和蓄电并行工作；在并网环境中，可以使光伏电力的供电和向电网馈电并行工作，避免了光伏电力的浪费，最大程度优化和提高了光伏电力的利用率。通过设置交流母线及交流调配模块的同时还设置了直流母线及直流调配模块，使系统构成了可控的多电力路径，使系统更好地实现了发电与负载结合共同组成系统；光伏电力直供负载，即发即用；减少储电和放电的电量与环节；就近消纳和共享，减少电力输送与转换的环节；利用电力电子技术进行自动化调控，优化用电结构和方式，节省用电成本。

Description

一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造
技术领域
本发明属于新能源电力领域，具体涉及一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造。
背景技术
当前，全球各国政府都重视并大力发展新能源电力，其战略意义众所周知的，光伏电力发展是新能源电力的重要组成部分。光伏电力的优点就是光伏无处不在，取之不尽用之不竭，清洁环保；光伏电力的缺点是不稳定性和间歇性，直接为负载供电时，通常不能满足负载稳定用电的需求，而且其能量密度低、分布范围广，集中供电投资大，发电供电效率低。
因此要发展新能源光伏电力，就必须解决发电供电的稳定性和分布式发电供电的技术与方式、即发即用的发电供电系统。对此，全球专家在多年研究实践的基础上，对新能源电力发电供电方式指出了技术方向与目标，即：发电与负载结合共同组成系统；光伏电力直供负载，即发即用；减少储电和放电的电量与环节；就近消纳和共享，减少电力输送与转换的环节；利用电力电子技术进行自动化调控，优化用电结构和方式，节省用电成本。
目前，现有技术比较好的方案是基于双向逆变器的新能源光伏电力发电供电系统，其系统构造及电力路径示意图如图1所示。该系统及构造的技术特点是光伏电力逆变成交流电接入双向逆变器并通过双向逆变器中的交流调配模块为负载供电，由于光伏电力不稳定，不能满足一般负载需要稳定供电的要求，为此，该技术将蓄电池储存的电力逆变成交流电，同时通过交流调配模块与光伏电力的交流电进行调配形成稳定的电力为负载供电，克服了常规技术系统先蓄电再供电的发电供电技术方式带来的缺陷，从而实现了光伏电力直接为负载供电的方式，提高了效率。不过，现有技术方案缺点也十分明显，即：
现有技术的系统构造及功能原理示意框图如图2所示，在利用光伏供电时，还需增配并网逆变器或增配光伏控制器及外部直流并接控制装置，增加了大量投资。
并且，增配并网逆变器将光伏电力是逆变成交流电，是传统并网逆变器技术方式；缺点是没有交流电源输入时，光伏发电系统不能馈电供电，即便阳光充足，组件板发电，系统也不能馈电供电给负载，不能由双向逆变器组成的光伏发电供电系统离网独立使用。
现有技术方案采用单一蓄电池组连接，受光伏电力不稳定性和用户负载用电的不确定性影响，充放电交替频繁，不受系统控制，不能完成应有的合理充放电过程，严重影响蓄电池寿命。
而且，蓄电池的电力是稳定光伏电力供电的主要方式之一，其电力来源最好是光伏余电储存而得，然而现有技术虽然是光伏通过双向逆变器中的AC/DC模块将逆变为交流的光伏电力再转回直流电力进行蓄电，由于光伏先转换为交流，在为蓄电池充电蓄电时，还得再转换为直流，这样两次转换不仅增加了并网逆变器设备投资成本，也增加了10％以上的光伏电力损耗。
因为，现有技术及方案是工作在交流方式下，只能是锦上添花，并不能雪中送炭，即：电网(或交流电源有能力电供电时，其外接光伏并网发电装置开始供电；在电网或交流电源停电时(这时，可能是用户更需要电的时候)，此时光伏发电即使可以发电，也因原交流电源的停电而拒绝供电，并白白浪费了所发光伏电力。
再有，如果是电网作为交流电源，需要拥有电网的电力部门认可才能并网，不能用户自行并网，并且电网本身会因技术与电力系统能力所限，对并网有严格的要求和限制，将大大制约现有技术系统的用户使用。
针对现有技术的缺陷并充分结合光伏电力与不稳定的新能源电力以及蓄电供电的特性，本发明提出了一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造的一种新能源电力技术方案。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷与不足，实现更简洁，降低投资成本；更高效，减少电力损耗；更安全、更环保的高性价比新能源电力系统，本发明提出了一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造。
本发明提出的一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造，其系统由不可控直流电源端、光伏组件阵列、可控直流电源端、多组蓄电池组、交流电源端、发电机、电网、交流负载端以及多电力智能调配器组成，其系统特征是：
光伏组件阵列直接连接多电力智能调配器的不可控直流电源端；多组蓄电池组按组分别按组接入多电力智能调配器的可控直流电源端；发电机及电网连接在多电力智能调配器的交流电源端；多电力智能调配器的交流负载端连接用户负载。
本发明所述一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造，其多电力智能调配器的特征是由直流调配模块、充放电控制模块、DC/AC模块、AC/DC模块、孤岛检测模块、交流功率调控模块、内置直流母线及内置交流母线组成；并且，直流调配模块分别与充放电控制模块、AC/DC模块、以及不可控直流电源端和可控直流电源端分别通过直流调配模块连接内置直流母线；内置直流母线与DC/AC模块相连；DC/AC模块、内置交流母线及孤岛检测模块分别与交流功率调控模块相连；内置交流母线和孤岛检测模块还与交流电源端相连。
本发明所述一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造，其系统构造特征是构成多路电力路径，包括：由光伏组件阵列、不可控直流电源端、直流调配模块、内置直流母线、DC/AC模块、交流功率调控模块及交流负载端构成光伏发电直供负载的供电电力路径；由多组蓄电池组、可控直流电源端、充放电控制模块、直流调配模块、内置直流母线、DC/AC模块、交流功率调控模块及交流负载端构成补电供电电力路径；由光伏组件阵列、不可控直流电源端、直流调配模块、内置直流母线、充放电控制模块、可控直流电源端及多组蓄电池组构成光伏电力充电蓄电电力路径；由发电机及电网经交流电源端、内置交流母线、交流功率调控模块、和AC/DC模块、直流调配模块、内置直流母线、充放电控制模块、可控直流电源端及多组蓄电池组构成调峰蓄电及后备补电电力路径；由发电机及电网经交流电源端、内置交流母线、交流功率调控模块及交流负载端构成调峰及后备交流供电电力路径；由光伏组件阵列、不可控直流电源端、直流调配模块、内置直流母线、DC/AC模块、交流功率调控模块、孤岛检测模块、交流电源端及电网构成光伏余电向电网馈电的电力路径。
本发明智能调配器和独特的系统及构造，使光伏组件阵列直接与智能调配器连接，节省了外接的并网逆变器设备和光伏控制器及外部直流并接控制装置，减少了大量投资，简化了系统设计和系统集成与安装的工程量。同时，由于采用了多组蓄电池系统构造，可以使光伏电力的供电和蓄电并行工作，避免了光伏电力的浪费。
本发明的系统及构造通过设置交流母线及交流调配模块的同时还设置了直流母线及直流调配模块，使系统构成了可控的多电力路径，使系统更好地实现了发电与负载结合共同组成系统；光伏电力直供负载，即发即用；减少储电和放电的电量与环节；就近消纳和共享，减少电力输送与转换的环节；利用电力电子技术进行自动化调控，优化用电结构和方式，节省用电成本。
附图说明
图1是现有技术的系统构造及电力路径示意图。
图2是现有技术的系统构造及功能原理示意框图。
图3本发明的系统构造及电力路径示意图。
图4是本发明的系统构造及功能原理示意框图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造给予说明，但是，本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
图3给出了基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造的系统构造及电力路径示意图，图4给出了基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造的系统构造及功能原理示意框图。
如图所示，一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造，其系统由不可控直流电源端(9)、光伏组件阵列(10)、可控直流电源端(11)、多组蓄电池组(12)、交流电源端(13)、发电机(14)、电网(15)、交流负载端(16)以及多电力智能调配器(1)组成，其系统特征是：
光伏组件阵列(10)直接连接多电力智能调配器(1)的不可控直流电源端(9)；多组蓄电池组(12)按组分别按组接入多电力智能调配器(1)的可控直流电源端(11)；发电机(14)及电网(15)连接在多电力智能调配器(1)的交流电源端(13)；多电力智能调配器(1)的交流负载端(16)连接用户负载。
本发明所述一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造，其多电力智能调配器(1)的特征是由直流调配模块(101)、充放电控制模块(102)、DC/AC模块(103)、AC/DC模块(104)、孤岛检测模块(105)、交流功率调控模块(106)、内置直流母线(107)及内置交流母线(108)组成；并且，直流调配模块(101)分别与充放电控制模块(102)、AC/DC模块(104)、以及不可控直流电源端(9)和可控直流电源端(11)分别通过直流调配模块(101)连接内置直流母线(107)；内置直流母线(107)与DC/AC模块(103)相连；DC/AC模块(103)、内置交流母线(108)及孤岛检测模块(105)分别与交流功率调控模块(106)相连；内置交流母线(108)和孤岛检测模块(105)还与交流电源端(13)相连。
本发明所述一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造，其系统构造特征是构成多路电力路径，包括：由光伏组件阵列(10)、不可控直流电源端(9)、直流调配模块(101)、内置直流母线(107)、DC/AC模块(103)、交流功率调控模块(106)及交流负载端(16)构成光伏发电直供负载的供电电力路径；由多组蓄电池组(12)、可控直流电源端(11)、充放电控制模块(102)、直流调配模块(101)、内置直流母线(107)、DC/AC模块(103)、交流功率调控模块(106)及交流负载端(16)构成补电供电电力路径；由光伏组件阵列(10)、不可控直流电源端(9)、直流调配模块(101)、内置直流母线(107)、充放电控制模块(102)、可控直流电源端(11)及多组蓄电池组(12)构成光伏电力充电蓄电电力路径；由发电机(14)及电网(15)经交流电源端(13)、内置交流母线(108)、交流功率调控模块(106)、和AC/DC模块(104)、直流调配模块(101)、内置直流母线(107)、充放电控制模块(102)、可控直流电源端(11)及多组蓄电池组(12)构成调峰蓄电及后备补电电力路径；由发电机(14)及电网(15)经交流电源端(13)、内置交流母线(108)、交流功率调控模块(106)及交流负载端(16)构成调峰及后备交流供电电力路径；由光伏组件阵列(10)、不可控直流电源端(9)、直流调配模块(101)、内置直流母线(107)、DC/AC模块(103)、交流功率调控模块(106)、孤岛检测模块(105)、交流电源端(13)及电网(15)构成光伏余电向电网馈电的电力路径。
如上所述，本发明通过一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统构造，使光伏组件阵列直接与智能调配器连接，相对于现有技术方案节省了外接的并网逆变器设备和光伏控制器及外部直流并接控制装置，减少了大量投资，简化了系统设计和系统集成与安装的工程量。
本发明由于采用了多组蓄电池系统构造，在离网环境中，可以使光伏电力的供电和蓄电并行工作；在并网环境中，可以使光伏电力的供电和向电网馈电并行工作，避免了光伏电力的浪费，最大程度优化和提高了光伏电力的利用率。
本发明的系统及构造通过设置交流母线及交流调配模块的同时还设置了直流母线及直流调配模块，使系统构成了可控的多电力路径，使系统更好地实现了发电与负载结合共同组成系统；光伏电力直供负载，即发即用；减少储电和放电的电量与环节；就近消纳和共享，减少电力输送与转换的环节；利用电力电子技术进行自动化调控，优化用电结构和方式，节省用电成本。

Claims (3)

1.一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造，其系统由不可控直流电源端(9)、光伏组件阵列(10)、可控直流电源端(11)、多组蓄电池组(12)、交流电源端(13)、发电机(14)、电网(15)、交流负载端(16)以及多电力智能调配器(1)组成，其系统特征是：
光伏组件阵列(10)直接连接多电力智能调配器(1)的不可控直流电源端(9)；多组蓄电池组(12)按组分别按组接入多电力智能调配器(1)的可控直流电源端(11)；发电机(14)及电网(15)连接在多电力智能调配器(1)的交流电源端(13)；多电力智能调配器(1)的交流负载端(16)连接用户负载。
2.根据权利要求1所述一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造，其多电力智能调配器(1)的特征是由直流调配模块(101)、充放电控制模块(102)、DC/AC模块(103)、AC/DC模块(104)、孤岛检测模块(105)、交流功率调控模块(106)、内置直流母线(107)及内置交流母线(108)组成；并且，直流调配模块(101)分别与充放电控制模块(102)、AC/DC模块(104)、以及不可控直流电源端(9)和可控直流电源端(11)分别通过直流调配模块(101)连接内置直流母线(107)；内置直流母线(107)与DC/AC模块(103)相连；DC/AC模块(103)、内置交流母线(108)及孤岛检测模块(105)分别与交流功率调控模块(106)相连；内置交流母线(108)和孤岛检测模块(105)还与交流电源端(13)相连。
3.根据权利要求1所述一种基于多电力智能调配器的新能源发电供电系统及构造，其系统构造特征是构成多路电力路径，包括：由光伏组件阵列(10)、不可控直流电源端(9)、直流调配模块(101)、内置直流母线(107)、DC/AC模块(103)、交流功率调控模块(106)及交流负载端(16)构成光伏发电直供负载的供电电力路径；由多组蓄电池组(12)、可控直流电源端(11)、充放电控制模块(102)、直流调配模块(101)、内置直流母线(107)、DC/AC模块(103)、交流功率调控模块(106)及交流负载端(16)构成补电供电电力路径；由光伏组件阵列(10)、不可控直流电源端(9)、直流调配模块(101)、内置直流母线(107)、充放电控制模块(102)、可控直流电源端(11)及多组蓄电池组(12)构成光伏电力充电蓄电电力路径；由发电机(14)及电网(15)经交流电源端(13)、内置交流母线(108)、交流功率调控模块(106)、和AC/DC模块(104)、直流调配模块(101)、内置直流母线(107)、充放电控制模块(102)、可控直流电源端(11)及多组蓄电池组(12)构成调峰蓄电及后备补电电力路径；由发电机(14)及电网(15)经交流电源端(13)、内置交流母线(108)、交流功率调控模块(106)及交流负载端(16)构成调峰及后备交流供电电力路径；由光伏组件阵列(10)、不可控直流电源端(9)、直流调配模块(101)、内置直流母线(107)、DC/AC模块(103)、交流功率调控模块(106)、孤岛检测模块(105)、交流电源端(13)及电网(15)构成光伏余电向电网馈电的电力路径。
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