[发明专利]一种孤岛模式下的无储能风光柴互补供电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种孤岛模式下的无储能风光柴互补供电系统及方法，属于风光柴互补供电的技术领域。

背景技术

伴随着当前世界经济快速发展，能源危机和环境问题也日益凸显，已经成为人类所亟需解决的重大问题之一。在这种情况下，风能、太阳能、生物质能、地热能等新能源发电方式成为研究的热点，其中风能和太阳能这两种取之不尽、用之不竭的清洁、可再生资源更是受到人们的青睐。这些年来，对于这些新兴能源利用的研究也在不断深入。

作为一个产油大国，我国的油田大部分都分布于西北、东北及南部地区，这三个地区的油田又大多分布于戈壁、草原、滨海等开阔地带。这些区域一般都地处偏远，处于孤岛状态，依托大电网供电需要远距离铺设电缆、代价太高、经济效益差。目前这些地区大都通过柴油发电机组来满足抽油机组的供电需求，但随着能源危机的加剧以及新能源发电技术的迅速发展，如何以最经济的形式充分利用新能源、大幅减少柴油机组的油耗是当前迫切需要解决的问题；另一方面，这些区域日照时间长、光照充足、地势开阔、风力资源丰富，非常适合风光互补系统的接入。

我国科研人员目前针对这一情况开发了许多风光互补供电系统来利用新能源发电解决电力短缺的问题，他们大多采用风光柴电互补供电系统，虽然这样有效地利用了新能源，但是抽油机组本就是大功率消耗负载，风、光系统发电功率一般情况无法满足这个负载的需求，只能在短时间内超出整个负载的需求，对蓄电池组进行充电，所以蓄电池组充放电深度无法达到正常值，大大缩短了蓄电池组的寿命，且电能通过蓄电池存储和释放与加大了电能损耗，增加了系统的运维成本。其次风光柴电互补系统是离网型，储能和备用供电都是优先通过蓄电池，假如负载的规模扩大，那么蓄电池组就必须增加，因此整个系统的成本就大大提高了。最后现有的风光柴电互补系统采用的风光发电调度切换策略只是以使用风光发电节约柴油为目的，没有对新能源发电进行最大化利用以达到最大的节省柴油的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种孤岛模式下的无储能风光柴互补供电系统，解决现有系统在离网型基础下储能和备用供电都是优先通过蓄电池，需要依赖对蓄电池组进行充电，及以使用风光发电节约柴油为目的，无法对新能源发电进行最大化利用的问题。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种孤岛模式下的无储能风光柴互补供电系统，包括：

光伏发电系统和风力发电系统，分别用于光伏发电和风力发电获得电能；

能量转化单元，用于对光伏发电和风力发电获得电能转换至交流电能输出；

柴油发电机组，用于作为系统负载启动的主要供电单元，并在系统正常运行时维持电网的频率及电压稳定，且其输出功率根据接收的控制参数进行调整；

抽油机组，用于作为系统的负载；

智能功率控制单元，用于检测能量转化单元输出的交流电能获得光伏发电功率和风力发电功率，及检测抽油机组的运行状态获得抽油机组的输出实际功率；并判断所得光伏发电功率和风力发电功率、抽油机组的输出实际功率是否处于正常状态，并在判断均处于正常状态时根据光伏发电功率和风力发电功率分别与预设阈值的比较结果，控制将能量转化单元输出的交流电能并网，或生成和输出调节柴油发电机组输出功率以满足当前负荷需求的控制参数；

智能监控单元，用于接收和显示智能功率控制单元所得抽油机组的输出实际功率、光伏发电功率、风力发电功率，及柴油发电机的输出功率。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述能量转化单元包括光伏控制器、风电控制器，及分别与光伏控制器、风电控制器相连的逆变控制一体机。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述智能功率控制单元包括功率智能分配单元和并机单元。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述智能功率控制单元还包括用于将交流电能导出的卸荷器。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述智能监控单元采用移动终端。

本发明还提出一种孤岛模式下的无储能风光柴互补供电方法，包括以下步骤：

初始化启动供电系统，并根据当前负荷需求调节柴油发电机组的输出功率；

控制将光伏发电和风力发电获得电能转换至交流电能，及检测所得交流电能获得光伏发电功率和风力发电功率；及检测所负载的抽油机组的运行状态，获得抽油机组的输出实际功率；