[实用新型]一种可再生能源微型电网

说明书

技术领域

本发明属于微型电网基层组成结构，它涉及微型电网不同发电性质发电源的组合系统。

背景技术

微型电网是指将一定区域内拥有的分散的发电资源(例如自行供电的发电设备或备用发电机组、太阳能发电装置、风力发电设备、柴油发电设备等发电装置)联结起来的系统，它可以向用户供电，也可以通过配电环节与主干大型电力网并联运行。

微型电网的的研究已经有了较大的发展，如风力发电机、光伏电池和柴油机做动力的多能源互补网络体系结构的微型电网(Renewable Energy，Volume：9，Issue：1-4，September 12，pp.836-847，1996.)，燃料电池和微汽轮机混合的电厂(IEEE Transactions on Energy Conversion，Vol.18，No.2，June 2003.)，风机和柴油机混合电厂(IEEE Transactions on Energy Conversion，Vol.13，No.3，September 1998.)

在风力发电、太阳能发电领域，中国专利ZL88202956.8，风电-光电互补装置，将上述两类发电装置结合为一体，共用一台通用控制器。

目前微型电网发电源一般为可再生能源(如风力、太阳能、潮汐能、地热能)和常规能源(如石油、煤炭)，这样的微型电网发展有这样的缺陷：

首先，这类微型电网含有常规能源，对环境会造成一定的污染，而且随着常规能源的不断大量消耗，这类微型电网会不断减少。

其次，可再生能源中风能和光能具有能量密度低、随机性强、不稳定等特征，在形成微型电网或与大电网连接进行能量转换的过程中，必然会影响系统的稳定性，导致电能的生产、传输和利用效率降低，部分设备使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。

最后，如果只采用风光可再生能源组成微型电网，这类电网制约于天气，不能实现连续全天候供电，而且单位功率造价成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷提供一种高电能质量和较低成本的可再生能源微型电网。

本发明的技术方案是：

一种可再生能源微型电网系统，其特征在于包括太阳能发电单元、风力发电单元和沼气发电单元；太阳能发电单元、风力发电单元和沼气发电单元均与直流总线和系统控制器相连，系统控制器通过检测风力发电单元和太阳能发电单元的功率输出来计算调节沼气发电单元的功率输出。

进一步地，还包括并网逆变器，并网逆变器与直流总线相连，受系统控制器控制。

进一步地，还包括蓄电池，蓄电池通过受系统控制器控制的DC-DC变换器与直流总线相连。

本实用新型首先确定微型电网所在地区的风能和太阳能含量，根据可利用率和单位功率成本来确定太阳能和风力发电容量，在这基础上根据负载来确定沼气(生物质能)发电容量，这样形成了风-光-沼气微型电网。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

首先，这种可再生能源微型电网具有广阔的发展前景，它不依赖于常规能源，对环境污染小。

其次，这种微型电网采用了风光沼气，受天气影响小，可以全天候供电，而且通过控制沼气发电来控制微型电网的电压和输出功率，具有很高的电能质量。

最后，这种微型电网单位功率造价成本比风光微型电网低，而且供电稳定。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细地描述。

如图1所示，一种可再生能源微型电网系统，包括太阳能发电单元、风力发电单元和沼气发电单元；太阳能发电单元、风力发电单元和沼气发电单元均与直流总线和系统控制器相连，系统控制器通过检测风力发电单元和太阳能发电单元的功率输出来计算调节沼气发电单元的功率输出。

风力发电机组控制器通过控制发电机转速来获取最大输出功率，再通过AC-DC变换器将输出电压控制在500v，风力发电单元的功率是不可控量，风力发电机组控制器将电压、电流瞬时状态量通过通信网络发送给系统控制器。

太阳能电池阵列通过DC-DC变换器将输出电压控制在500v，太阳能电池控制器进行最大功率追踪控制，将电压、电流瞬时状态量通过通信网络发送给系统控制器。

内燃机发电机通过燃烧沼气产生电能，再通过AC/DC变换器将输出电压控制在500v，沼气发电机控制器进行恒转速控制和变功率控制，将电压、电流瞬时状态量通过通信网络发送给系统控制器。