CN102299547A - 非并网风电多能源协同供电方法和装置 - Google Patents

非并网风电多能源协同供电方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非并网风电多能源协同供电方法，首先将风力发电机、太阳能发电装置、生物质发电装置以及氢内燃机等新能源发电装置分别与第一、二、三整流器相连接，其次第一、二、三整流器分别与非并网多能源协同供电智能控制器相连接，还连接有逆变器；本发明还公开了一种非并网风电多能源协同供电装置，包括风力发电机、太阳能发电装置、生物质发电装置、氢内燃机发电装置、直流变换器、接触式开关、逆变器、非并网多能源协同供电智能控制器和第一、二、三整流器。本发明实现可再生能源电力联网不并网，高效优先利用，柔性对接，对电网冲击小；可同时接入四个能源发电，并具可再生能源电力100％优先利用、不足部分氢内燃机发电装置自动补充的功能。

Description

非并网风电多能源协同供电方法和装置
背景技术
风力发电、太阳能发电等可再生能源电力具有不稳定性、波动性和间歇性特点，如何100％、高效、低成本应用是一个难题。风力发电、太阳能发电直接并网，对电网冲击大、成本高，采用多种能源互补供电是一种有效方法。目前，多能源互补供电方式主要有两种：一是可再生能源电力与蓄电池结合，即可再生能源发出来的电给蓄电池充电，充满后再供给负载，蓄电池与化石能源电力采取切换式供电。此种方式一方面蓄电池成本高、使用寿命短，另一方面蓄电池充放电一次能量损失25％左右，可再生能源电力利用效率低；二是可再生能源电力与化石能源电力相互切换，如设定可再生能源电力切入值为DC480V时，化石能源电力断开，只使用可再生能源电力。此时可再生能源电力功率得不到化石能源电力补充，由于负载功率大于可再生能源电力功率，单靠可再生能源电力不能完全满足负载要求，就会导致负载工作失常，甚至来回切换，引发设备故障。而当可再生能源电力电压低于设定切换电压时，则断开可再生能源电力全部使用化石能源电力，又造成可再生能源电力的浪费。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种能够实现可再生能源电力100％优先高效利用，不足部分由发电装置或者电池自动补充的非并网风电多能源协同供电方法，以及一种非并网风电多能源协同供电装置。 
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为： 
一种非并网风电多能源协同供电方法，包括以下步骤： 
首先，将风力发电机的输出端与第一整流器的输入端相连接，第一整流器输出端输出直流电；同时将太阳能发电装置或者氢燃料电池的输出端与直流变换器的输入端相连接，直流变换器的输出端输出直流电；同时将生物质发电装置的输出端与第二整流器相连接，第二整流器的输出端输出直流电；同时将氢内燃机发电装置或者沼气发电装置或者燃料电池的输出端与第三整流器相连接，第三整流器的输出端输出直流电； 
其次，分别将第一整流器的输出端、第二整流器的输出端、第三整流器的输出端以及直流变换器的输出端分别与非并网多能源协同供电智能控制器的输入端相连接，使用时，将非并网多能源协同供电智能控制器的输出端与负载的输入端相连接。 
作为本发明非并网风电多能源协同供电方法进一步改进的技术方案，在非并网多能源协同供电智能控制器的输出端与负载之间还连接有逆变器。 
一种非并网风电多能源协同供电***，包括风力发电机、太阳能发电装置或者氢燃料电池、生物质发电装置、化石能源发电装置、直流变换器、接触式开关、第一整流器、第二整流器、第三整流器和用于将非并网多能源进行直流互补的非并网多能源协同供电智能控制器；风力发电机的输出端与第一整流器的输入端相连接，第一整流器输出端输出直流电；太阳能发电装置者或氢燃料电池的输出端与直流变换器的输入端相连接，直流变换器的输出端输出直流电；生物质发电装置的输出端与第二整流器相连接，第二整流器的输出端输出直流电；氢内燃机发电装置或者沼气发电装置或者燃料电池的输出端与第三整流器相连接，第三整流器的输出端输出直流电；第一整流器的输出端、第一整流器的输出端、第一整流器的输出端以及直流变换器的输出端分别与非并网多能源协同供电智能控制器的输入端相连接，非并网多能源协同供电智能控制器的输出端输出直流电。 
作为本发明非并网风电多能源协同供电方法进一步改进的技术方案，还包括逆变器，所述逆变器连接在非并网多能源协同供电智能控制器的输出端与负载之间。 
所述生物质发电装置采用沼气发电装置。所述能源装置包括风力发电机、太阳能发电装置或者氢燃料电池)、生物质发电装置、氢内燃机发电装置或者沼气发电装置或者燃料电池、直流变换器、接触式开关、第一整流器、第二整流器、第三整流器均为现有技术，可采用市场上的现有设备和技术；非并网多能源协同供电智能控制器可以通过微控制器实现。 
本发明采用非并网供电方式，可再生能源电力联网不并网，高效优先利用，柔性对接，对电网冲击小；所述非并网多能源协同供电智能控制器，具有多路电源输入接口，可同时接入风力发电、太阳能发电、生物质发电和氢内燃机发电装置或者沼气发电装置发电，并具可再生能源电力100％优先利用、不足部分由氢内燃机发电装置或者沼气发电装置或者燃料电池的电力自动补充的功能。具体而言，通过控制各种供电电压的高低，可实现风力发电优先，或者太阳能发电优先、生物质发电次之、氢内燃机发电装置或者沼气发电装置发电补充的智能协同供电效果。 
附图说明
图1为本发明的连接示意图。 
具体实施方式
实施例1 
参见图1，本非并网风电多能源协同供电方法，包括以下步骤： 
首先，将风力发电机(1)的输出端与第一整流器(6)的输入端相连接，第一整流器(6)输出端输出直流电；同时将太阳能发电装置(2)的输出端与直流变换器(7)的输入端相连接，直流变换器(7)的输出端输出直流电；同时将生物质发电装置(3)的输出端与第二整流器(10)相连接，第二整流器(11)的输出端输出直流电；同时将氢内燃机发电装置(4)的输出端与第三整流器(11)相连接，第三整流器(11)的输出端输出直流电； 
其次，分别将第一整流器(6)的输出端、第二整流器(10)的输出端、第三整流器(11)的输出端以及直流变换器(7)的输出端分别与非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输入端相连接，使用时，可以将非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输出端与负载(9)的输入端相连接；也可以设置一个逆变器(8)，即在非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输出端与负载(9)之间连接有逆变器(8)。逆变器(8)将直流电变成交流电，然后输出交流电供给作为负载(9)的用户使用；在本实施例中，采用后者。 
在本实施例中，为了使各能源能够灵活的与非并网多能源协同供电智能控制器(5)断开或者连接，也为了安全，在第一整流器(6)的输出端与非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输入端之间、第二整流器(10)的输出端与非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输入端之间、第三整流器(11)的输出端与非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输入端之间，以及直流变换器(7)的输出端与非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输入端之间分别安装一个接触式手动开关。 
实施例2 
参见图1，本非并网风电多能源协同供电装置，包括风力发电机(1)、太阳能发电装置(2)、生物质发电装置(3)、氢内燃机发电装置(4)、直流变换器(7)、接触式开关(9)、第一整流器(6)、第二整流器(10)、第三整流器(11)和用于将非并网多能源进行直流互补的非并网多能源协同供电智能控制器(5)；风力发电机(1)的输出端与第一整流器(6)的输入端电连接，第一整流器(6)输出端输出直流电；太阳能发电装置(2)的输出端与直流变换器(7)的输入端电连接，直流变换器(7)的输出端输出直流电；生物质发电装置(3)的输出端与第二整流器(10)电连接，第二整流器(10)的输出端输出直流电；氢内燃机发电装置(4)的输出端与第三整流器(11)电连接，第三整流器(11) 的输出端输出直流电；第一整流器(6)的输出端、第二整流器的输出端(10)、第三整流器(11)的输出端以及直流变换器(7)的输出端分别与非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输入端电连接，非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输出端输出直流电。还包括逆变器(8)，所述非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输出端与逆变器(8)的输入端电连接。逆变器(8)将直流电变成交流电，然后输出交流电供给作为负载(9)的用户使用；所述生物质发电装置(3)采用沼气发电装置。 
在本实施例中，为了使各能源能够灵活的与非并网多能源协同供电智能控制器(5)断开或者连接，也为了安全，在第一整流器(6)的输出端与非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输入端之间、第二整流器(10)的输出端与非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输入端之间、第三整流器(11)的输出端与非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输入端之间，以及直流变换器(7)的输出端与非并网多能源协同供电智能控制器(5)的输入端之间分别安装一个接触式手动开关。 
本非并网风电多能源协同供电装置所使用的各组成单元，与实施例1相同，不再详述。 

Claims (4)

1.一种非并网风电多能源协同供电方法，包括以下步骤：
首先，将风力发电机的输出端与第一整流器的输入端相连接，第一整流器输出端输出直流电；同时将太阳能发电装置或者氢燃料电池的输出端与直流变换器的输入端相连接，直流变换器的输出端输出直流电；同时将生物质发电装置的输出端与第二整流器相连接，第二整流器的输出端输出直流电；同时将氢内燃机发电装置或者沼气发电装置或者燃料电池的输出端与第三整流器相连接，第三整流器的输出端输出直流电；
其次，分别将第一整流器的输出端、第二整流器的输出端、第三整流器的输出端以及直流变换器的输出端分别与非并网多能源协同供电智能控制器的输入端相连接，使用时，将非并网多能源协同供电智能控制器的输出端与负载的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的非并网风电多能源协同供电方法，其特征在于：在非并网多能源协同供电智能控制器的输出端与负载之间还连接有逆变器。
3.一种非并网风电多能源协同供电***，其特征在于：包括风力发电机、太阳能发电装置或者氢燃料电池、生物质发电装置、氢内燃机发电装置或者沼气发电装置、直流变换器、接触式开关、第一整流器、第二整流器、第三整流器和用于将非并网多能源进行直流互补的非并网多能源协同供电智能控制器；风力发电机的输出端与第一整流器的输入端相连接，第一整流器输出端输出直流电；太阳能发电装置或者氢燃料电池的输出端与直流变换器的输入端相连接，直流变换器的输出端输出直流电；生物质发电装置的输出端与第二整流器相连接，第二整流器的输出端输出直流电；氢内燃机发电装置或者沼气发电装置或者燃料电池的输出端与第三整流器相连接，第三整流器的输出端输出直流电；第一整流器的输出端、第一整流器的输出端、第一整流器的输出端以及直流变换器的输出端分别与非并网多能源协同供电智能控制器的输入端相连接，非并网多能源协同供电智能控制器的输出端输出直流电。
4.根据权利要求1所述的非并网风电多能源协同供电***，其特征在于：还包括逆变器，所述逆变器连接在非并网多能源协同供电智能控制器的输出端与负载之间。
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