[发明专利]一种风光储充一体化系统

说明书

一种风光储充一体化系统，包括DC/DC降压变换器、AC/DC变换器、超级电容器组、DC/AC逆变器、DC/DC升降压变换器、光伏阵列、风力发电机、油机/市电接口、交流负载和直流负载。光伏阵列通过DC/DC降压变换器与超级电容器组连接。风力发电机与油机/市电接口通过AC/DC变换器与超级电容器组连接。超级电容器组通过DC/AC逆变器给交流负载供电，通过DC/DC升降压变换器给直流负载供电。风力发电机包括动力源组、发电组以及蓄能组。本发明提供一种风光储充一体化系统；可以为配电网不能到达的偏远地区的通信系统、居民生活提供不间断供电，且其中的风力发电机可提高风能利用率及发电品质。

技术领域

本发明涉及一种风力发电、光伏发电互补供电系统，特别涉及一种风光储充一体化系统。

背景技术

随着能源危机的日益突出，风力发电、光伏发电等清洁可再生能源发电技术应用越来越广泛，由于风光资源的天然互补性，风力发电、光伏发电互补发电具有较大的发展前景。风光互补供电系统各发电单元可以独立控制也能协调工作，供电安全性和可靠性比较高，可以在沙漠、高原等偏远地区为通信设施和居民生活提供不间断电力。

光伏发电和风力发电分别受日照强度和风速变化的影响，由于自然界的太阳光和风速变化是不可预测的，所以风光互补系统的电力输出不稳定，通常需要配备一定容量的储能装置进行电能补偿以保持输出稳定。此外，当出现极端恶劣天气、线路故障等意外情况时，系统可能会停止对用户的电力供应，如果没有备用能量支撑，一些重要和敏感的设备将无法正常工作。一般的风光互补系统都配置了可充电蓄电池组，可以为直流母线提供一定时间的能量支撑。

目前，大多数液压蓄能式风力发电机在实际运行过程中由于风速变化范围大而引起发电机功率与风轮功率适应性不强，无法保证液压功率与发电机功率的相匹配，进而降低了风能利用率及发电品质。

发明内容

本发明的目的是克服现有的蓄电池作为储能装置应用于风光互补系统存在使用寿命低、系统成本高、严寒环境下出力困难、容易造成环境污染，且风力发电机无法适应不同大小的风速等缺点，提供一种风光储充一体化系统。本发明可为因风光条件的改变而导致的母线电压波动提供功率缓冲，以维持母线电压稳定，并可以在系统发电不足或出现故障等情况下提供短时能量支撑，以保障移动油机或其它外部供电系统顺利启动供电。本发明可以为配电网不能到达的偏远地区的通信系统、边防哨所、居民生活提供可靠的不间断供电，且本发明中的风力发电机可提高风能利用率及发电品质。

本发明由DC/DC降压变换器、AC/DC变换器、超级电容器组、DC/AC逆变器、DC/DC升降压变换器、光伏阵列、风力发电机和油机/市电接口组成。光伏阵列通过DC/DC降压变换器与超级电容器组连接，风力发电机通过AC/DC变换器与超级电容器组连接，油机/市电接口通过AC/DC变换器与超级电容器组连接，超级电容器组通过DC/AC逆变器与交流负载连接，超级电容器组通过DC/DC升降压变换器与直流负载连接；

所述风力发电机括动力源组、发电组以及蓄能组，所述动力源组包括风轮、与风轮传动配合的齿圈、与齿圈啮合的多个行星轮以及动力输入端与行星轮传动配合的恒压变量液压泵，所述恒压变量液压泵与行星轮之间设置有用于控制动力通断的离合器，所述发电组包括若干个液压马达以及与液压马达额定功率匹配并被驱动的发电机，所述各恒压变量液压泵的出液口通过进液主管与各液压马达进液口连接，所述各液压马达的出液口通过回液主管与各恒压变量液压泵的进液口连接；所述蓄能组用于在离合器闭合但无发电需求时蓄能，在离合器断开时放能驱动发电组发电。

本发明的DC/DC降压变换器采用BUCK变换电路，包括一个功率开关管，一个滤波电容器，一个电感器和一个功率二极管。当功率开关管导通时，电感器储存电能，电容器处于充电状态。当功率开关管断开时，电感器经功率二极管给滤波电容器储能。