CN102185526A - 新型的准并网风光电互补电站 - Google Patents

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Abstract

本发明风光电互补电站由风力发电机、风机控制器、光伏发电堆、准并网逆变器、准并网变压器和控制单元组成；光伏电能由准并网逆变器逆变为可并网电能，接到准并网变压器的第一个输入绕组，风力发电机输出的电能接到准并网变压器的第二个输入绕组，网电接到准并网变压器的第三个输入绕组，变压器的输出供给用户局域电网；控制单元通过用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器和风力发电机侧的输出电量传感器与控制单元相连接，采集相关电量信息，控制单元的输出控制信号分别与准并网逆变器和风机控制器相连接。本发明优点不储存和不并网，最便捷和最大化地使用风能和光能，节能环保。

Description

新型的准并网风光电互补电站
技术领域
本发明关于新型的准并网风光电互补电站，属于新能源发电装置。
背景技术
为改善风能和光能电站的电能输出不稳现象，离网式的解决方案是采用蓄电池储能，这种电站的投资和维护成本很高，无法在大功率领域应用；并网式由于技术等等原因，现阶段无法广泛推广应用。
发明内容
本发明的目的是：提出新型准并网风光电互补电站，这种电站不储能和不并网，利用网电实时补偿风电和光电的波动，能够向用户局域电网提供稳定的电能的新型风光电站。
本发明的方法是：利用准并网变压器实现风电、光电和网电的功率集成，风电和光电的输出波动由网电实时补偿，最大化地利用风能和光能，达到节能环保的效果。
本发明的具体实现方案一是：所述的风光电互补电站有风力发电机、风机控制器、光伏发电堆、准并网逆变器、准并网变压器和控制单元组成；光伏发电堆输出的电能由准并网逆变器逆变为可并网电能，接到准并网变压器的第一个输入绕组，风力发电机输出的电能接到准并网变压器的第二个输入绕组，网电接到准并网变压器的第三个输入绕组，准并网变压器的输出供给用户局域电网；控制单元通过用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器和风力发电机侧的输出电量传感器与控制单元相连接，采集相关电量信息，控制单元的输出控制信号分别与准并网逆变器和风机控制器相连接。
本发明的具体实现方案二是：所述的风电互补电站有风力发电机、风机控制器、准并网变压器和控制单元组成；风力发电机输出的电能接到准并网变压器的第一个输入绕组，网电接到准并网变压器的第二个输入绕组，变压器的输出接到用户局域电网；控制单元通过用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器和风力发电机侧的输出电量传感器与控制单元相连接，采集相关电量信息，控制单元的输出控制信号与风机控制器相连接。
本发明的具体实现方案三是：所述的光电互补电站有光伏发电堆、准并网逆变器、准并网变压器和控制单元组成；光伏发电堆输出的电能由准并网逆变器逆变为可并网电能，接到准并网变压器的第一个输入绕组，网电接到准并网变压器的第二个输入绕组，准并网变压器的输出接到用户局域电网；控制单元通过用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器和光伏发电堆侧的输出电量传感器与控制单元相连接，采集相关电量信息，控制单元的输出控制信号与准并网逆变器相连接。
在本发明的第一方案中：控制单元由用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器、风力发电机侧的输出电量传感器和计算机***构成；电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器、风力发电机侧的输出电量传感器分别接到控制单元的计算机输入接口；控制单元的计算机的一组输出控制端接到准并网逆变器的输入控制端，控制准并网逆变器的功率输出,另一组控制端与风机控制器相连接,控制风力发电机的电能输出。
在本发明的第二方案中：控制单元由用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器、风力发电机侧的输出电量传感器和计算机***构成；电网输入侧的电量传感器、风力发电机侧的输出电量传感器分别接到控制单元的计算机输入接口，计算机的输出控制端与风机控制器相连接，控制风力发电机的电能输出。
在本发明的第三方案中：控制单元由用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器和计算机***构成；电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器、分别接到控制单元的计算机***的输入接口，计算机的输出控制端接到准并网逆变器的输入控制端，控制准并网逆变器的电能输出。
在本发明的第一和第二方案中：所述的风力发电机为异步发电机，该发电机的输出接准并网变压器。
在本发明的第一和第二方案中：所述的风力发电机为非异步发电机，该发电机的输出经过准并网逆变器后接准并网变压器。
在本发明的第一方案中：所述的准并网变压器是一个具有三个输入绕组的电力变压器。
在本发明的第二和第三方案中：所述的准并网变压器是一个具有二个输入绕组的电力变压器。
在本发明的第一和第三方案中：所述的准并网逆变器的输出频率和相位与电网同步，准并网逆变器至少具有受控于计算机的控制输入端口。
本发明突出优点在于没有昂贵的储能单元和不并网，率先提出的准并网概念，在负载侧等效并网；利用准并网变压器形成功率节点，风能、光能和网电在该节点交流集成，通过功率流向控制，确保不向电网回送功率。
本发明最便捷和最大化地利用风能和光能，达到节能环保的效果，为推广风能和光能的应用提供了新的技术路线，具有极大的理论和实际意义。依据本发明的电站可以广泛用于油田和工矿等场所，作为一些高能耗企业的自备电厂。
附图说明
图1为准并网风光电互补电站示意图。
图2为异步发电机的准并网风电互补电站示意图。
图3 为非异步类发电机的准并网风电互补电站示意图。
图4 为准并网光电互补电站示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
图1-4中，A1为网电，A2为光伏发电堆， A3为风力发电机，A4为用户局域电网，B1为准并网变压器， B2为准并网逆变器，B3为风机控制器， B4为计算机控制单元；P1电网侧输入电量传感器，P2光伏发电堆侧输出电量传感器，P3风力发电机侧输出电量传感器，P4为用户局域电网侧的电量传感器。
图1所示的准并网风光电互补电站的工作过程是：光伏发电堆A2的电能经准并网逆变器B2逆变为与网电同频率同相位的电能，接到准并网变压器B1的第二个输入绕组，风力发电机A3受控于风机控制器B3，其输出风能接到准并网变压器B1的第三个输入绕组，网电A1直接接到准并网变压器B4的第一个绕组，准并网变压器的输出绕组接到用户局域网A4。
电量传感器P1、P2、P3和P4检测网电、光电、风电和用户局域电网的实时发电和需求电量，送给控制单元的计算机***B4，如局域电网内的负载P4大于光电和风电额定输出总和P2+P3时，电网通过并网变压器B1向用户局域电网补充其不足的电量P1；当局域电网内的负载P4小于光电和风电额定输出时，计算机***将控制光电和风电输出，并将网电维持到最小电量P1。
图2是采用异步发电机的实现准并网的风电互补电站示意图，其工作原理与图1类同。
图3是采用非异步发电机类的发电机的准并网的风电互补电站示意图，这类发电机需要增加一个准并网逆变器，将风电逆变为与网电同频率同相位的电能，其工作原理与图1类同。
图4是采用光伏发电堆和准并网逆变器的准并网光电互补电站示意图，其工作原理与图1类同。
虽然本发明以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种准并网风光电互补电站，其特征在于：电站包括有风力发电机、风机控制器、光伏发电堆、准并网逆变器、准并网变压器和控制单元组成；光伏发电堆输出的电能由准并网逆变器逆变为可并网电能，接到准并网变压器的第一个输入绕组，风力发电机输出的电能接到准并网变压器的第二个输入绕组，网电接到准并网变压器的第三个输入绕组，准并网变压器的输出供给用户局域电网；控制单元通过用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器和风力发电机侧的输出电量传感器与控制单元相连接，采集相关电量信息，控制单元的输出控制信号分别与准并网逆变器和风机控制器相连接。
2.根据权利要求1所述的准并网风光电互补电站，其特征在于：所述控制单元由用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器、风力发电机侧的输出电量传感器和计算机***构成；电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器、风力发电机侧的输出电量传感器分别接到控制单元的计算机输入接口；控制单元的计算机的一组输出控制端接到准并网逆变器的输入控制端，控制准并网逆变器的电能输出,另一组控制端与风机控制器相连接,控制风力发电机的电能输出。
3.根据权利要求1或2所述的准并网风光电互补电站，其特征在于：所述风力发电机为异步发电机，该异步发电机的输出接准并网变压器；所述准并网变压器是一个具有三个输入绕组的电力变压器；所述准并网逆变器的输出频率和相位与电网同步，准并网逆变器至少具有受控于计算机的控制输入端口。
4.根据权利要求1或2所述的准并网风光电互补电站，其特征在于：所述风力发电机为非异步发电机，该非异步发电机的输出经过准并网逆变器后接准并网变压器；所述准并网变压器是一个具有三个输入绕组的电力变压器；所述准并网逆变器的输出频率和相位与电网同步，准并网逆变器至少具有受控于计算机的控制输入端口。
5.一种准并网风光电互补电站，其特征在于：电站包括有风力发电机、风机控制器、准并网变压器和控制单元组成；风力发电机输出的电能接到准并网变压器的第一个输入绕组，网电接到准并网变压器的第二个输入绕组，变压器的输出供给用户局域电网；控制单元通过用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器和风力发电机侧的输出电量传感器与控制单元相连接，采集相关电量信息，控制单元的输出控制信号与风机控制器相连接。
6.根据权利要求5所述的准并网风光电互补电站，其特征在于：所述控制单元由用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器、风力发电机侧的输出电量传感器和计算机***构成；电网输入侧的电量传感器、风力发电机侧的输出电量传感器分别接到控制单元的计算机输入接口，计算机的输出控制端与风机控制器相连接,控制风力发电机的电能输出。
7.根据权利要求5或6所述的准并网风光电互补电站，其特征在于：所述风力发电机为异步发电机，该异步发电机的输出接准并网变压器；所述准并网变压器是一个具有二个输入绕组的电力变压器。
8.根据权利要求5或6所述的准并网风光电互补电站，其特征在于：所述风力发电机为非异步发电机，该非异步发电机的输出经过准并网逆变器后接准并网变压器；所述准并网变压器是一个具有二个输入绕组的电力变压器。
9.一种准并网风光电互补电站，其特征在于：电站包括有光伏发电堆、准并网逆变器、准并网变压器和控制单元组成；光伏发电堆输出的电能由准并网逆变器逆变后，接到准并网变压器的第一个输入绕组，网电接到准并网变压器的第二个输入绕组，准并网变压器的输出接用户局域电网；控制单元通过用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器和光伏发电堆侧的输出电量传感器与控制单元相连接，采集相关电量信息，控制单元的输出控制信号与准并网逆变器相连接。
10.根据权利要求9所述的准并网风光电互补电站，其特征在于：所述控制单元由由用户局域电网侧的电量传感器、电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器和计算机***构成；电网输入侧的电量传感器、光伏发电堆侧的输出电量传感器、分别接到控制单元的计算机***的输入接口，计算机的输出控制端接到准并网逆变器的输入控制端，控制准并网逆变器的电能输出。
11.根据权利要求9或10所述的准并网风光电互补电站，其特征在于：所述准并网变压器是一个具有二个输入绕组的电力变压器；所述准并网逆变器的输出频率和相位与电网同步，准并网逆变器至少具有受控于计算机的控制输入端口。
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