[發(fā)明專利]一種分布式離網(wǎng)風(fēng)電獨(dú)立供能的冷熱雙效蓄能系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811620547.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN111379667A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明;曾林濱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): F03D9/17
• 分類號(hào): F03D9/17;F03D9/18;F03D9/11;F03D17/00;F28D20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種分布式離網(wǎng)風(fēng)電獨(dú)立供能的冷熱雙效蓄能系統(tǒng)，其特征在于采用分布式離網(wǎng)風(fēng)電獨(dú)立供能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，有效緩解電網(wǎng)壓力，充分利用分布式風(fēng)力資源，以水為儲(chǔ)能工質(zhì)，通過制冷/制熱的方式取代蓄電池進(jìn)行蓄能，大幅降低成本，解決環(huán)境污染問題，為提高系統(tǒng)能量綜合利用效率，對(duì)風(fēng)能最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤捕獲并優(yōu)化控制方式，對(duì)供能、蓄能、用能和輔助蓄電池容量進(jìn)行耦合匹配，根據(jù)風(fēng)況對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行模式進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，同時(shí)對(duì)功能單一的制冷/制熱系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)冷熱雙效蓄能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用分布式離風(fēng)電獨(dú)立供能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，其特征在于系統(tǒng)所需能量全部由風(fēng)電供給，采用AC/DC三相整流橋?qū)⒂来磐斤L(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相電整流為直流電；采用控制器對(duì)風(fēng)電最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤捕獲，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪始終保持最佳轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電轉(zhuǎn)化效率的提高；采用DC/DC升壓變換器對(duì)波動(dòng)性較大的直流電進(jìn)行升壓穩(wěn)壓，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的直流電輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過制冷/制熱的方式取代蓄電池進(jìn)行蓄能，其特征在于以水作為儲(chǔ)能工質(zhì)，取代蓄電池，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為冷水中的冷量或熱水中的熱量進(jìn)行存儲(chǔ)，但由于風(fēng)能的波動(dòng)性和間歇性，使用風(fēng)電作為單一驅(qū)動(dòng)電源難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，因此，增加低容量的輔助蓄電池，僅用于滿足控制器用電需求和在風(fēng)速波動(dòng)較大時(shí)維持壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，而不作為主要的儲(chǔ)能裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的對(duì)風(fēng)電最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤捕獲并優(yōu)化控制方式，其特征在于對(duì)現(xiàn)有的風(fēng)電最大功率點(diǎn)跟蹤爬山搜索法進(jìn)行優(yōu)化，利用風(fēng)速傳感儀發(fā)出的風(fēng)速信號(hào)計(jì)算風(fēng)速變化率，判斷實(shí)時(shí)風(fēng)況，并根據(jù)結(jié)果調(diào)節(jié)擾動(dòng)比例因子的大小，使得占空比調(diào)制步長(zhǎng)可根據(jù)風(fēng)速變化率自動(dòng)適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)控制器響應(yīng)速度的大幅提高，更快地將風(fēng)輪調(diào)整至最佳轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步提高風(fēng)電轉(zhuǎn)化效率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的對(duì)供能、蓄能、用能和輔助蓄電池容量進(jìn)行耦合匹配，其特征在于通過模擬計(jì)算選取最佳蓄電池容量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全天候連續(xù)運(yùn)行，對(duì)應(yīng)用地區(qū)的風(fēng)力資源進(jìn)行測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，模擬計(jì)算全年發(fā)電量，分析夏季供冷及冬季供熱需求，選擇合適功率的壓縮機(jī)，根據(jù)發(fā)電量及用電量，選擇輔助蓄電池容量，滿足壓縮機(jī)在短期無風(fēng)或低風(fēng)速工況時(shí)的用電需求。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根據(jù)風(fēng)況對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行模式進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，其特征在于控制器通過風(fēng)速傳感儀采判斷當(dāng)前風(fēng)況，自動(dòng)接通或斷開輔助蓄電池，使系統(tǒng)在浮充和直驅(qū)模式之間切換，系統(tǒng)需要借助輔助蓄電池保證連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，但是蓄電池端電壓對(duì)風(fēng)機(jī)輸出具有明顯的鉗制作用，控制器在無風(fēng)時(shí)，接通蓄電池作為主電源供電；低風(fēng)速且風(fēng)速較為穩(wěn)定時(shí)，斷開輔助蓄電池采用直驅(qū)模式，解除蓄電池端電壓對(duì)風(fēng)電輸出的鉗制作用；中高風(fēng)速時(shí)，接通輔助蓄電池采用浮充模式，在滿足壓縮機(jī)運(yùn)行功率的前提下，將剩余的風(fēng)電存入輔助蓄電池中，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，優(yōu)先將風(fēng)電用于制冷/制熱，有效提高風(fēng)-電-冷和風(fēng)-電-熱轉(zhuǎn)化效率。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)功能單一的制冷/制熱系統(tǒng)進(jìn)行改造，其特征在于加裝四通閥和三向電磁閥，通過控制器切換冷熱雙效系統(tǒng)的運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器和冷凝器的功能互換，在同一儲(chǔ)水箱內(nèi)儲(chǔ)存冷水或熱水，系統(tǒng)以制冷模式運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器吸熱制冷；以制熱模式運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器和冷凝器位置不變，功能互相調(diào)換，此時(shí)由蒸發(fā)器放熱制熱。