專利名稱：新型的準并網風光電互補電站的制作方法
技術領域：
本發明關于新型的準并網風光電互補電站，屬于新能源發電裝置。
背景技術：
為改善風能和光能電站的電能輸出不穩現象，離網式的解決方案是采用蓄電池儲能，這種電站的投資和維護成本很高，無法在大功率領域應用；并網式由于技術等等原因， 現階段無法廣泛推廣應用。
發明內容
本發明的目的是提出新型準并網風光電互補電站，這種電站不儲能和不并網， 利用網電實時補償風電和光電的波動，能夠向用戶局域電網提供穩定的電能的新型風光電站。本發明的方法是利用準并網變壓器實現風電、光電和網電的功率集成，風電和光電的輸出波動由網電實時補償，最大化地利用風能和光能，達到節能環保的效果。本發明的具體實現方案一是所述的風光電互補電站有風力發電機、風機控制器、光伏發電堆、準并網逆變器、準并網變壓器和控制單元組成；光伏發電堆輸出的電能由準并網逆變器逆變為可并網電能，接到準并網變壓器的第一個輸入繞組，風力發電機輸出的電能接到準并網變壓器的第二個輸入繞組，網電接到準并網變壓器的第三個輸入繞組， 準并網變壓器的輸出供給用戶局域電網；控制單元通過用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器和風力發電機側的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關電量信息，控制單元的輸出控制信號分別與準并網逆變器和風機控制器相連接。本發明的具體實現方案二是所述的風電互補電站有風力發電機、風機控制器、準并網變壓器和控制單元組成；風力發電機輸出的電能接到準并網變壓器的第一個輸入繞組，網電接到準并網變壓器的第二個輸入繞組，變壓器的輸出接到用戶局域電網；控制單元通過用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器和風力發電機側的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關電量信息，控制單元的輸出控制信號與風機控制器相連接。本發明的具體實現方案三是所述的光電互補電站有光伏發電堆、準并網逆變器、準并網變壓器和控制單元組成；光伏發電堆輸出的電能由準并網逆變器逆變為可并網電能，接到準并網變壓器的第一個輸入繞組，網電接到準并網變壓器的第二個輸入繞組，準并網變壓器的輸出接到用戶局域電網；控制單元通過用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器和光伏發電堆側的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關電量信息，控制單元的輸出控制信號與準并網逆變器相連接。在本發明的第一方案中控制單元由用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器、風力發電機側的輸出電量傳感器和計算機系統構成；電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器、風力發電機側的輸出電量傳感器分別接到控制單元的計算機輸入接口 ；控制單元的計算機的一組輸出控制端接到準并網逆變器的輸入控制端，控制準并網逆變器的功率輸出，另一組控制端與風機控制器相連接，控制風力發電機的電能輸出。在本發明的第二方案中控制單元由用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器、風力發電機側的輸出電量傳感器和計算機系統構成；電網輸入側的電量傳感器、風力發電機側的輸出電量傳感器分別接到控制單元的計算機輸入接口，計算機的輸出控制端與風機控制器相連接，控制風力發電機的電能輸出。在本發明的第三方案中控制單元由用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器和計算機系統構成；電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器、分別接到控制單元的計算機系統的輸入接口，計算機的輸出控制端接到準并網逆變器的輸入控制端，控制準并網逆變器的電能輸出。在本發明的第一和第二方案中所述的風力發電機為異步發電機，該發電機的輸出接準并網變壓器。在本發明的第一和第二方案中所述的風力發電機為非異步發電機，該發電機的輸出經過準并網逆變器后接準并網變壓器。在本發明的第一方案中所述的準并網變壓器是一個具有三個輸入繞組的電力變壓器。在本發明的第二和第三方案中所述的準并網變壓器是一個具有二個輸入繞組的電力變壓器。在本發明的第一和第三方案中所述的準并網逆變器的輸出頻率和相位與電網同步，準并網逆變器至少具有受控于計算機的控制輸入端口。本發明突出優點在于沒有昂貴的儲能單元和不并網，率先提出的準并網概念，在負載側等效并網；利用準并網變壓器形成功率節點，風能、光能和網電在該節點交流集成， 通過功率流向控制，確保不向電網回送功率。本發明最便捷和最大化地利用風能和光能，達到節能環保的效果，為推廣風能和光能的應用提供了新的技術路線，具有極大的理論和實際意義。依據本發明的電站可以廣泛用于油田和工礦等場所，作為一些高能耗企業的自備電廠。
圖1為準并網風光電互補電站示意圖。圖2為異步發電機的準并網風電互補電站示意圖。圖3為非異步類發電機的準并網風電互補電站示意圖。圖4為準并網光電互補電站示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。圖1-4中，Al為網電，A2為光伏發電堆，A3為風力發電機，A4為用戶局域電網，Bl 為準并網變壓器，B2為準并網逆變器，B3為風機控制器，B4為計算機控制單元；Pl電網側輸入電量傳感器，P2光伏發電堆側輸出電量傳感器，P3風力發電機側輸出電量傳感器，P4 為用戶局域電網側的電量傳感器。圖1所示的準并網風光電互補電站的工作過程是光伏發電堆A2的電能經準并網逆變器B2逆變為與網電同頻率同相位的電能，接到準并網變壓器Bl的第二個輸入繞組，風力發電機A3受控于風機控制器B3，其輸出風能接到準并網變壓器Bl的第三個輸入繞組，網電Al直接接到準并網變壓器B4的第一個繞組，準并網變壓器的輸出繞組接到用戶局域網 A4。電量傳感器P1、P2、P3和P4檢測網電、光電、風電和用戶局域電網的實時發電和需求電量，送給控制單元的計算機系統B4，如局域電網內的負載P4大于光電和風電額定輸出總和P2+P3時，電網通過并網變壓器Bl向用戶局域電網補充其不足的電量Pl ；當局域電網內的負載P4小于光電和風電額定輸出時，計算機系統將控制光電和風電輸出，并將網電維持到最小電量Pl。圖2是采用異步發電機的實現準并網的風電互補電站示意圖，其工作原理與圖1 類同。圖3是采用非異步發電機類的發電機的準并網的風電互補電站示意圖，這類發電機需要增加一個準并網逆變器，將風電逆變為與網電同頻率同相位的電能，其工作原理與圖1類同。圖4是采用光伏發電堆和準并網逆變器的準并網光電互補電站示意圖，其工作原理與圖1類同。雖然本發明以較佳實施例公開如上，但實施例和附圖并不是用來限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和范圍內，自當可作各種變化或潤飾，但同樣在本發明的保護范圍之內。因此本發明的保護范圍應當以本申請的權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種準并網風光電互補電站，其特征在于電站包括有風力發電機、風機控制器、光伏發電堆、準并網逆變器、準并網變壓器和控制單元組成；光伏發電堆輸出的電能由準并網逆變器逆變為可并網電能，接到準并網變壓器的第一個輸入繞組，風力發電機輸出的電能接到準并網變壓器的第二個輸入繞組，網電接到準并網變壓器的第三個輸入繞組，準并網變壓器的輸出供給用戶局域電網；控制單元通過用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器和風力發電機側的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關電量信息，控制單元的輸出控制信號分別與準并網逆變器和風機控制器相連接。
2.根據權利要求1所述的準并網風光電互補電站，其特征在于所述控制單元由用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器、風力發電機側的輸出電量傳感器和計算機系統構成；電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器、風力發電機側的輸出電量傳感器分別接到控制單元的計算機輸入接口 ；控制單元的計算機的一組輸出控制端接到準并網逆變器的輸入控制端，控制準并網逆變器的電能輸出，另一組控制端與風機控制器相連接，控制風力發電機的電能輸出。
3.根據權利要求1或2所述的準并網風光電互補電站，其特征在于所述風力發電機為異步發電機，該異步發電機的輸出接準并網變壓器；所述準并網變壓器是一個具有三個輸入繞組的電力變壓器；所述準并網逆變器的輸出頻率和相位與電網同步，準并網逆變器至少具有受控于計算機的控制輸入端口。
4.根據權利要求1或2所述的準并網風光電互補電站，其特征在于所述風力發電機為非異步發電機，該非異步發電機的輸出經過準并網逆變器后接準并網變壓器；所述準并網變壓器是一個具有三個輸入繞組的電力變壓器；所述準并網逆變器的輸出頻率和相位與電網同步，準并網逆變器至少具有受控于計算機的控制輸入端口。
5.一種準并網風光電互補電站，其特征在于電站包括有風力發電機、風機控制器、準并網變壓器和控制單元組成；風力發電機輸出的電能接到準并網變壓器的第一個輸入繞組，網電接到準并網變壓器的第二個輸入繞組，變壓器的輸出供給用戶局域電網；控制單元通過用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器和風力發電機側的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關電量信息，控制單元的輸出控制信號與風機控制器相連接。
6.根據權利要求5所述的準并網風光電互補電站，其特征在于所述控制單元由用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器、風力發電機側的輸出電量傳感器和計算機系統構成；電網輸入側的電量傳感器、風力發電機側的輸出電量傳感器分別接到控制單元的計算機輸入接口，計算機的輸出控制端與風機控制器相連接，控制風力發電機的電能輸出。
7.根據權利要求5或6所述的準并網風光電互補電站，其特征在于所述風力發電機為異步發電機，該異步發電機的輸出接準并網變壓器；所述準并網變壓器是一個具有二個輸入繞組的電力變壓器。
8.根據權利要求5或6所述的準并網風光電互補電站，其特征在于所述風力發電機為非異步發電機，該非異步發電機的輸出經過準并網逆變器后接準并網變壓器；所述準并網變壓器是一個具有二個輸入繞組的電力變壓器。
9.一種準并網風光電互補電站，其特征在于電站包括有光伏發電堆、準并網逆變器、 準并網變壓器和控制單元組成；光伏發電堆輸出的電能由準并網逆變器逆變后，接到準并網變壓器的第一個輸入繞組，網電接到準并網變壓器的第二個輸入繞組，準并網變壓器的輸出接用戶局域電網；控制單元通過用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器和光伏發電堆側的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關電量信息，控制單元的輸出控制信號與準并網逆變器相連接。
10.根據權利要求9所述的準并網風光電互補電站，其特征在于所述控制單元由由用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器和計算機系統構成；電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器、分別接到控制單元的計算機系統的輸入接口，計算機的輸出控制端接到準并網逆變器的輸入控制端，控制準并網逆變器的電能輸出。
11.根據權利要求9或10所述的準并網風光電互補電站，其特征在于所述準并網變壓器是一個具有二個輸入繞組的電力變壓器；所述準并網逆變器的輸出頻率和相位與電網同步，準并網逆變器至少具有受控于計算機的控制輸入端口。
全文摘要
本發明風光電互補電站由風力發電機、風機控制器、光伏發電堆、準并網逆變器、準并網變壓器和控制單元組成；光伏電能由準并網逆變器逆變為可并網電能，接到準并網變壓器的第一個輸入繞組，風力發電機輸出的電能接到準并網變壓器的第二個輸入繞組，網電接到準并網變壓器的第三個輸入繞組，變壓器的輸出供給用戶局域電網；控制單元通過用戶局域電網側的電量傳感器、電網輸入側的電量傳感器、光伏發電堆側的輸出電量傳感器和風力發電機側的輸出電量傳感器與控制單元相連接，采集相關電量信息，控制單元的輸出控制信號分別與準并網逆變器和風機控制器相連接。本發明優點不儲存和不并網，最便捷和最大化地使用風能和光能，節能環保。
文檔編號H02N6/00GK102185526SQ20111010236
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月24日 優先權日2011年4月24日
發明者薛建仁, 薛韜 申請人:薛建仁, 薛韜