CN102738887B - 一种新能源电力与网电智能调配供电*** - Google Patents

一种新能源电力与网电智能调配供电*** Download PDF

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Abstract

本发明属于新能源电力发电和供电技术领域，具体涉及一种新能源电力与网电智能调配供电***。通过采样得知负载启动或大负载的需求信号和正常运行信号；通过电控开关以及电力热转换控制电路控制在线电力转换，实现网电和新能源电力相互转换；并且在网电无电时，利用新能源电力与蓄电合并为负载供电，减少蓄电池蓄电的消耗。由此，克服了现有技术与产品的缺陷，实现新能源电力与网电智能调配供电，在为同等用电负载供电并满足其使用要求的前提条件下，使新能源电力得到充分有效的利用，减少***规模，降低投资成本，为新能源电力***的应用提供了有效的解决方案和有益的贡献。

Description

一种新能源电力与网电智能调配供电***
技术领域
本发明属于新能源电力发电和供电技术领域，具体涉及一种新能源电力与网电智能调配供电***。
技术背景
新能源电力是全球发展的方向，也是一个新兴的产业，具有广阔的前景和持续的发展空间，尤其是太阳能发电和风能发电产业正在全球范围迅猛发展。新能源电力***技术不仅为边远无电地区提供电力来源，而且其新能源电力***技术的主要发展趋势之一，就是使现有电力用户用来替代传统(火电)电力，从而减少用户电网买电用电量，增加新能源电力的使用比例，逐步普及新能源电力的应用。
众所周知，光电、风电等新能源电力***可以为用户负载供电，在新能源电力***发电时，由新能源电力供电，无发电时，用原有的网电供电。为了正常使用新能源电力***，在***构成上现有技术是根据用户用电负载的启动功率进行***规划和组配的，通常带有电机类负载的启动功率是正常工作功率的3-5倍，甚至更多；对于供电方式现有技术采用通过储电的蓄电池蓄电后再进行逆变供电，所以储电的蓄电池其供电电量要在设计时，将组配的供电电量相应增大3-5倍以上(考察现有产品与***，通常蓄电池电力容量在正常供电给5KW功率的负载工作1个小时，若在6.3KW功率时，工作只有30分钟；而在负载为8.6KW功率进行工作时，就仅有不足1分钟的供电能力)，所以，在***设计时为使其满足负载启动的功率需求，需要加大***配置，这样就大大增加了***构成的规模，增加了投资成本，降低了投资回报。
为了克服上述现有技术与产品的缺陷，本发明提出了一种新能源电力与网电智能调配供电***，利用新能源电力与蓄电合并供电以及新能源电力与网电错时供电逐级调配方式，用网电解决负载启动所需的大功率电量，而在负载正常运行时，转为新能源电力。为此目的，本发明通过监测负载电力功率变化状态信号并通过电控开关以及电力热转换控制电路控制在线电力转换，实现由网电供电给负载启动功率的电力，正常运行时控制电控在线电力转换器将负载使用的网电在线转换成新能源电力供电或储电蓄电池供电，使得新能源电力供电***既能满足负载启动需求，又可以减少***配置，提高了***的性价比，节省了投资，提高了投资回报。
发明内容
为了克服上述现有技术与产品的缺陷，实现新能源电力与网电智能调配供电，在为同等用电负载供电并满足其使用要求的前提条件下，减少***规模，降低投资成本。为此，本发明的一种新能源电力与网电智能调配供电***，***由调控***模块、MPPT与充电模块、蓄电池组、逆变器模块、AC/DC转换模块、电力热转换控制电路、新能源电力、用户负载端口组、通信端口以及阈值电路1、阈值电路2、电控开关1、电控开关2、电控开关3、电控开关4、电控开关5和电表1及电表2组成；其特征是调控***模块与电力热转换控制电路、通信端口及电控开关1、电控开关2、电控开关3、电控开关4、电控开关5相连，按预存的调控策略通过相应控制指令使其通断，实现电力调配，新能源电力通过电控开关1及阈值电路1连接MPPT与充电模块，通过电控开关2连接逆变器模块，MPPT与充电模块与蓄电池组相连，蓄电池组通过电控开关3与逆变器模块相连，蓄电池组还经阈值电路2与逆变器模块相连接，逆变器模块与电力热转换控制电路相连并通过电控开关4与电表2相连，AC/DC转换模块与MPPT与充电模块相连接，电力热转换控制电路连接AC/DC转换模块及连接用户负载端口组，并通过电控开关5连接电表1；新能源电力和网电均通过电力热转换控制电路与用户负载端口组相连接，***通过设定的不同阈值在正常工作时，新能源电力处于导通状态，网电处理准备供电状态，在用户负载端口组的功率大于新能源电力所供功率时，新能源电力电压降低至设定新能源电力阈值以下，而网电电压高于设定的相应电网电力阈值时，为用户负载端口组供电的新能源电力转换成网电电力供电，中断电路发出中断请求信号，通知微处理器电路以及嵌入式微处理器电路，当用户负载端口组稳定用电时，由微处理器电路和嵌入式微处理器电路(11)根据电性能参数采样电路及模数转换电路采集的电性能参数，判断用户负载端口组用电方式，区分启动用电和平稳用电，以及多负载时工作的用户负载端口组负载的电力路径，并调用预存的调控策略发出相应调配电力的控制指令；在用户负载端口组平稳工作时，用电功率减少时，控制电路经安全延时后，将网电在线转换为新能源电力供电，也可通过控制电力线端口组和负载端口组，使新能源电力为部分较小功率负载供电，而网电为大功率负载供电。
本发明所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其调控***模块是由嵌入式微处理器电路、电源、时钟、存储器、I/O驱动与开关控制电路、人工操控与显示驱动电路、通信端口以及总线电路组成，其特征是嵌入式微处理器电路通过总线电路与时钟、存储器、I/O驱动与开关控制电路、人工操控与显示驱动电路及通信端口相连，嵌入式微处理器电路还与电源连接。
本发明所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其电力热转换控制电路由微处理器电路、电源、时钟、存储器、中断电路、I/O驱动电路、模数转换电路、通信端口、总线电路以及电力信号比较与电力线转换电路、电力线端口组和电性能参数采样电路组成，其特征是微处理器电路与电源相连，并通过总线电路与时钟、存储器、中断电路、I/O驱动电路、模数转换电路、通信端口相连，I/O驱动电路与电力信号比较与电力线转换电路相连，电力信号比较与电力线转换电路连接电力线端口组，模数转换电路与电性能参数采样电路相连接，其特征还在于电力线端口组具有多对电力线输入输出端口，根据内置阈值电路的阈值，连通相应电力线，或根据微处理器电路发出的控制指令使相应电力线连通和断开。
本发明所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其特征是用户负载端口组具有至少两路供电输入端口和多路负载连接端口，每路供电输入端口按嵌入式微处理器电路发出的控制指令与部分或全部的负载连接端口连通，使新能源电力合理为相应数量的负载连接端口供电，不足部分由网电及另一路供电来满足负载用电需求。
本发明所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其调控***模块(1)的特征还在于通信端口至少设有双向通信的标准通信端口两个，其中一个为***内部通信连接使用，另一个为***外部连接和通信使用。
本发明的一种新能源电力与网电智能调配供电***，通过采样得知负载启动或大负载的需求信号和正常运行信号；通过电控开关以及电力热转换控制电路控制在线电力转换，实现网电和新能源电力相互转换；并且在网电无电时，利用新能源电力与蓄电合并为负载供电，减少蓄电池蓄电的消耗。由此，克服了上述现有技术与产品的缺陷，实现新能源电力与网电智能调配供电，在为同等用电负载供电并满足其使用要求的前提条件下，使新能源电力得到充分有效的利用，减少***规模，降低投资成本，为新能源电力***的应用提供了有效的解决方案和有益的贡献。
附图说明
图1为新能源电力与网电智能调配供电***原理功能示意框图；
图2为调控***模块的功能原理示意图；
图3为电力热转换控制电路的功能原理示意图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种新能源电力与网电智能调配供电***与方法给予说明，但是，本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
本发明具体实施方式结合附图说明如下，如图1所示，一种新能源电力与网电智能调配供电***，***由调控***模块(1)、MPPT与充电模块(2)、蓄电池组(3)、逆变器模块(4)、AC/DC转换模块(5)、电力热转换控制电路(6)、新能源电力(7)、用户负载端口组(8)、通信端口(12)以及阈值电路1(91)和阈值电路2(92)、电控开关1(101)、电控开关2(102)、电控开关3(103)、电控开关4(104)、电控开关5(105)和电表1(111)及电表2(112)组成；其特征是调控***模块(1)与电力热转换控制电路(6)、通信端口(12)及电控开关1(101)、电控开关2(102)、电控开关3(103)、电控开关4(104)、电控开关5(105)相连，按预存的调控策略通过相应控制指令使其通断，实现电力调配，新能源电力(7)通过电控开关1(101)及阈值电路1(91)连接MPPT与充电模块(2)，通过电控开关2(102)连接逆变器模块(4)，MPPT与充电模块(2)与蓄电池组(3)相连，蓄电池组(3)通过电控开关3(103)与逆变器模块(4)相连，蓄电池组(3)还经阈值电路2(92)与逆变器模块(4)相连接，逆变器模块(4)与电力热转换控制电路(6)相连并通过电控开关4(104)与电表2(112)相连，AC/DC转换模块(5)与MPPT与充电模块(2)相连接，电力热转换控制电路(6)连接AC/DC转换模块(5)及连接用户负载端口组(8)，并通过电控开关5(105)连接电表1(111)；新能源电力(7)和网电均通过电力热转换控制电路(6)与用户负载端口组(8)相连接，***通过设定的不同阈值在正常工作时，新能源电力(7)处于导通状态，网电处理准备供电状态，在用户负载端口组(8)的功率大于新能源电力(7)所供功率时，新能源电力(7)电压降低至设定新能源电力阈值以下，而网电电压高于设定的相应电网电力阈值时，为用户负载端口组(8)供电的新能源电力(7)转换成网电电力供电，中断电路(65)发出中断请求信号，通知微处理器电路(61)以及嵌入式微处理器电路(11)，当用户负载端口组(8)稳定用电时，由微处理器电路(61)和嵌入式微处理器电路(11)根据电性能参数采样电路(603)及模数转换电路(67)采集的电性能参数，判断用户负载端口组(8)用电方式，区分启动用电和平稳用电，以及多负载时工作的用户负载端口组(8)负载的电力路径，并调用预存的调控策略发出相应调配电力的控制指令；在用户负载端口组(8)平稳工作时，用电功率减少时，控制电路经安全延时后，将网电在线转换为新能源电力(7)供电，也可通过控制电力线端口组(602)和负载端口组(8)，使新能源电力(7)为部分较小功率负载供电，而网电为大功率负载供电。
本发明所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其调控***模块(1)如图2所示，是由嵌入式微处理器电路(11)、电源(12)、时钟(13)、存储器(14)、I/O驱动与开关控制电路(15)、人工操控与显示驱动电路(16)、通信端口(18)以及总线电路(17)组成，其特征是嵌入式微处理器电路(11)通过总线电路(17)与时钟(13)、存储器(14)、I/O驱动与开关控制电路(15)、人工操控与显示驱动电路(16)及通信端口(18)相连，嵌入式微处理器电路(11)还与电源(12)连接。
本发明所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其电力热转换控制电路(6)如图3所示，由微处理器电路(61)、电源(62)、时钟(63)、存储器(64)、中断电路(65)、I/O驱动电路(66)、模数转换电路(67)、通信端口(68)、总线电路(69)以及电力信号比较与电力线转换电路(601)、电力线端口组(602)和电性能参数采样电路(603)组成，其特征是微处理器电路(61)与电源(62)相连，并通过总线电路(69)与时钟(63)、存储器(64)、中断电路(65)、I/O驱动电路(66)、模数转换电路(67)、通信端口(68)相连，I/O驱动电路(66)与电力信号比较与电力线转换电路(601)相连，电力信号比较与电力线转换电路(601)连接电力线端口组(602)，模数转换电路(67)与电性能参数采样电路(603)相连接，其特征还在于电力线端口组(602)具有多对电力线输入输出端口，根据内置阈值电路的阈值，连通相应电力线，或根据微处理器电路(61)发出的控制指令使相应电力线连通和断开。
本发明所述的一种新能源电力与网电智能调配供电***及调控***模块(1)，其特征是用户负载端口组(8)具有至少两路供电输入端口和多路负载连接端口，每路供电输入端口按嵌入式微处理器电路(11)发出的控制指令与部分或全部的负载连接端口连通，使新能源电力合理为相应数量的负载连接端口供电，不足部分由网电及另一路供电来满足负载用电需求。
本发明所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其调控***模块(1)的特征还在于通信端口(18)至少设有双向通信的标准通信端口两个，其中一个为***内部通信连接使用，另一个为***外部连接和通信使用。

Claims (5)

1.一种新能源电力与网电智能调配供电***，***由调控***模块(1)、MPPT与充电模块(2)、蓄电池组(3)、逆变器模块(4)、AC/DC转换模块(5)、电力热转换控制电路(6)、新能源电力(7)、用户负载端口组(8)、通信端口(12)以及阈值电路1(91)和阈值电路2(92)、电控开关1(101)、电控开关2(102)、电控开关3(103)、电控开关4(104)、电控开关5(105)和电表1(111)及电表2(112)组成；其特征是调控***模块(1)与电力热转换控制电路(6)、通信端口(12)及电控开关1(101)、电控开关2(102)、电控开关3(103)、电控开关4(104)、电控开关5(105)相连，按预存的调控策略通过相应控制指令使其通断，实现电力调配，新能源电力(7)通过电控开关1(101)及阈值电路1(91)连接MPPT与充电模块(2)，通过电控开关2(102)连接逆变器模块(4)，MPPT与充电模块(2)与蓄电池组(3)相连，蓄电池组(3)通过电控开关3(103)与逆变器模块(4)相连，蓄电池组(3)还经阈值电路2(92)与逆变器模块(4)相连接；逆变器模块(4)与电力热转换控制电路(6)相连并通过电控开关4(104)与电表2(112)相连，AC/DC转换模块(5)与MPPT与充电模块(2)相连接，电力热转换控制电路(6)连接AC/DC转换模块(5)及连接用户负载端口组(8)，并通过电控开关5(105)连接电表1(111)；新能源电力(7)和网电均通过电力热转换控制电路(6)与用户负载端口组(8)相连接，***通过设定的不同阈值在正常工作时，新能源电力(7)处于导通状态，网电处理准备供电状态，在用户负载端口组(8)的功率大于新能源电力(7)所供功率时，新能源电力(7)电压降低至设定新能源电力阈值以下，而网电电压高于设定的相应电网电力阈值时，为用户负载端口组(8)供电的新能源电力(7)转换成网电电力供电，中断电路(65)发出中断请求信号，通知微处理器电路(61)以及嵌入式微处理器电路(11)，当用户负载端口组(8)稳定用电时，由微处理器电路(61)和嵌入式微处理器电路(11)根据电性能参数采样电路(603)及模数转换电路(67)采集的电性能参数，判断用户负载端口组(8)用电方式，区分启动用电和平稳用电，以及多负载时工作的用户负载端口组(8)负载的电力路径，并调用预存的调控策略发出相应调配电力的控制指令；在用户负载端口组(8)平稳工作时，用电功率减少时，控制电路经安全延时后，将网电在线转换为新能源电力(7)供电，也可通过控制电力线端口组(602)和用户负载端口组(8)，使新能源电力(7)为部分较小功率负载供电，而网电为大功率负载供电。
2.根据权利要求1所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其调控***模块(1)是由嵌入式微处理器电路(11)、电源(12)、时钟(13)、存储器(14)、I/O驱动与开关控制电路(15)、人工操控与显示驱动电路(16)、通信端口(18)以及总线电路(17)组成，其特征是嵌入式微处理器电路(11)通过总线电路(17)与时钟(13)、存储器(14)、I/O驱动与开关控制电路(15)、人工操控与显示驱动电路(16)及通信端口(18)相连，嵌入式微处理器电路(11)还与电源(12)连接。
3.根据权利要求1所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其电力热转换控制电路(6)由微处理器电路(61)、电源(62)、时钟(63)、存储器(64)、中断电路(65)、I/O驱动电路(66)、模数转换电路(67)、通信端口(68)、总线电路(69)以及电力信号比较与电力线转换电路(601)、电力线端口组(602)和电性能参数采样电路(603)组成，其特征是微处理器电路(61)与电源(62)相连，并通过总线电路(69)与时钟(63)、存储器(64)、中断电路(65)、I/O驱动电路(66)、模数转换电路(67)、通信端口(68)相连，I/O驱动电路(66)与电力信号比较与电力线转换电路(601)相连，电力信号比较与电力线转换电路(601)连接电力线端口组(602)，模数转换电路(67)与电性能参数采样电路(603)相连接，其特征还在于电力线端口组(602)具有多对电力线输入输出端口，根据内置阈值电路的阈值，连通相应电力线，或根据微处理器电路(61)发出的控制指令使相应电力线连通和断开。
4.根据权利要求1所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其特征是用户负载端口组(8)具有至少两路供电输入端口和多路负载连接端口，每路供电输入端口按嵌入式微处理器电路(11)发出的控制指令与部分或全部的负载连接端口连通，使新能源电力合理为相应数量的负载连接端口供电，不足部分由网电及另一路供电来满足负载用电需求。
5.根据权利要求2所述一种新能源电力与网电智能调配供电***，其所述调控***模块(1)的特征还在于通信端口(18)至少设有双向通信的标准通信端口两个，其中一个为***内部通信连接使用，另一个为***外部连接和通信使用。
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