[发明专利]一种多绿色能源组成的零污染电力微网系统

说明书

一种多绿色能源组成的零污染电力微网系统，包括太阳能发电装置、第一储能转化装置、第二储能转化装置和控制器。太阳能发电装置为负载和第一储能转化装置、第二储能转化装置供电；控制器实时采集各装置的状态参数，当太阳能发电装置的输出电流大于负载所需的输入电流时，启动第二储能转化装置，使其储能；当太阳能发电装置和第一储能转化装置的总输出电流小于负载的输入电流时，启动第二储能转化装置，使其为负载供电。第一储能转化装置在太阳能发电装置的输出电流大于负载的输入电流时储能，同时能够自动为负载即时供电。本发明能够实现能量的循环利用，不需要外部再提供除太阳能以外的能量，即可以提供稳定、绿色、环保的电力供应。

技术领域

本发明涉及一种多绿色能源组成的零污染电力微网系统，属于能源供应领域。

背景技术

当前的能源供应体系中，化石能源一家独大，化石能源使用过程中有大量二氧化碳排放，造成温室效应并伴有有毒有害气体产生，化石能源本身属于有限资源，不可再生，人们正逐步减小化石能源的供应比例，加大绿色能源的供应。

太阳能是自然界中存在的最广泛的能源，太阳能发电是最有前途的绿色零污染能源之一，但受光照强度和时长频繁变化的限制，太阳能发电自身的供电能力极为不稳定，实际可利用率很低。因此，太阳能发电不宜单独使用，将太阳能发电与其他形式能源进行组合、形成不受光照条件限制、可保持长期稳定输出的电力系统，是非常有必要和势在必行的。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服太阳能发电单独使用时受光照强度和时长频繁变化限制、供电输出能力极不稳定、实际利用效率低的缺陷，提出一种多绿色能源组成的零污染电力微网系统，该微网系统不受光照条件限制、能够保持长期稳定输出。

本发明的技术解决方案是：

一种多绿色能源组成的零污染电力微网系统，包括太阳能发电装置、第一储能转化装置、第二储能转化装置和控制器；

太阳能发电装置：作为所述微网系统的能量输入终端，利用太阳能发电，为负载和第一储能转化装置、第二储能转化装置供电；

第一储能转化装置：当太阳能发电装置的输出电流大于负载所需的输入电流时，第一储能转化装置自动充电；当太阳能发电装置的输出电流小于负载所需的输入电流，第一储能转化装置工作在全输出模式下、与太阳能发电装置一起为负载供电；

控制器：实时采集负载、太阳能发电装置、第一储能转化装置和第二储能转化装置的电流电压状态，结合预先设计的工作策略控制第二储能转化装置工作在转化储能模式或供能模式下，实现电力平顺稳定输出。

第二储能转化装置：在控制器的控制下工作，当控制器控制第二储能转化装置工作在转化储能模式时，第二储能转化装置将太阳能发电装置为负载和第一储能转化装置供电外的剩余电力转化为其他形式的能量进行存储；当控制器控制第二储能转化装置工作在供能模式时，第二储能转化装置将存储的能量转化为电能，与太阳能发电装置和第一储能转化装置一起为负载供电。

所述第一储能转化装置为超级电容。

所述第二储能转化装置由水电解制氢储氢部件和质子交换膜氢燃料电池发电部件组成；

第二储能转化装置工作在转化储能模式时，水电解制氢储氢部件启动，利用微网系统输出母线上的多余电力电解水制得氢气并储存，实现太阳能发电能量转化和存储；当第二储能转化装置工作在供能模式时，质子交换膜氢燃料电池发电部件启动，通过质子交换技术将储存的氢气转换为电力，并输出到微网系统输出母线。

所述预先设计的工作策略如下：

1)当太阳能发电装置的输出电流恰好等于负载所需的输入电流时，第一储能转化装置和第二储能转化装置均不启动，此时微网系统输出母线上只有太阳能发电装置供电和负载耗电；