[发明专利]一种基于太阳能系统的混合能源供电系统和方法

权利要求书

1.一种基于太阳能的混合能源供电系统，其特征在于，包括：

太阳能子系统，用于将太阳能转换为电能，为负载和储能单元提供电能；

所述储能单元，用于储存电能，为所述负载提供备用电能；

互补能源子系统，用于当所述储能单元容量不足时为所述负载提供电能；

混合能源控制子系统，用于当所述太阳能子系统正常工作时，调度所述太阳能子系统为所述负载和所述储能单元提供电能；当所述太阳能子系统不能正常工作时，调度所述储能单元为所述负载提供电能；当确定所述储能单元的放电容量低于预定值时，调度所述互补能源子系统为所述负载提供电能，当所述互补能源子系统为所述负载提供电能时，基本不向所述储能单元提供电能；当所述太阳能子系统恢复正常工作时，停止所述互补能源子系统为所述负载提供电能。

2.根据权利要求1所述的混合能源供电系统，其特征在于，所述太阳能子系统以当地的平均光照时间和负载的平均功耗为基准配置太阳能电池板数量，使得当太阳光照时间在平均光照时间的预定范围以上时，配置的太阳能子系统能够满足负载24小时工作供电需求；所述储能单元备电时间为24小时减去平均光照时间，并提供一定比例的额外备用时间。

3.根据权利要求1所述的混合能源供电系统，其特征在于，所述当确定所述储能单元的放电容量低于预定值时，调度所述互补能源子系统为所述负载提供电能中的预定值为所述储能单元总容量的20％～40％中的一个值。

4.根据权利要求1所述的混合能源供电系统，其特征在于，当满足如下条件时，所述混合能源控制子系统调度所述互补能源子系统停止为所述负载提供电能：所述太阳能子系统输出的电流值大于负载工作需要的电流值且延迟0～60min，或者储能单元的容量状态达到总容量值30～70％SOC。

5.根据权利要求1所述的混合能源供电系统，其特征在于，所述混合能源控制子系统包括：

太阳能输入接口，用于接收所述太阳能子系统的电功率输入；

互补能源输入接口，用于接收所述互补能源子系统的电功率输入；

配电单元，用于对通过所述太阳能输入接口和所述互补能源输入接口接收的电功率输入进行统一配电，输出到DC/DC功率变换器；

能源调度控制单元，用于实现太阳能子系统、互补能源系统和储能单元的自动切换供电调度控制管理；

功率变换器，用于对来自所述配电单元和所述储能单元的电能变压后输出到负载，为负载提供电能。

6.根据权利要求1所述的混合能源供电系统，其特征在于，

在所述混合能源控制子系统中设置所述储能单元定期定时满充电；所述混合能源控制子系统调度所述互补能源子系统定期向所述储能单元满充电；

当满足如下条件时，所述混合能源控制子系统调度所述互补能源子系统停止向所述储能单元满充电：

所述储能单元电压达到预定值并延时0～60min或者所述互补能源子系统启动最长运行时间到。

7.根据权利要求1所述的混合能源供电系统，其特征在于，还包括风机子系统，用于将风能转换为电能，为所述负载和储能单元提供电能；

所述混合能源控制子系统统一调度所述太阳能子系统和所述风机子系统输出的电能，为负载和所述储能单元提供电能。

8.根据权利要求1所述的混合能源供电系统，其特征在于，所述互补能源子系统为燃料电池、汽油发电机或者小型柴油发电机。

9.根据权利要求8所述混合能源供电系统，其特征在于，所述燃料电池为质子交换膜氢燃料电池系统、直接甲醇燃料电池系统或固体氧化物燃料电池系统

10.根据权利要求1所述的混合能源供电系统，其特征在于，所述储能单元为镍镉电池、镍氢电池、阀控铅酸蓄电池、锂电池、或富液式电池。