[發明專利]一種風光儲充一體化系統

在審

• 申請號: 202011586128.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112636393A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 石雪倩;湯睿;歐陽飆;唐國華;嚴海;唐英才
• 申請（專利權）人: 湘投云儲科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;H02J3/02;H02J15/00;H02J7/34;H02J7/35;H02S10/12;H02S10/20;H02K7/18;H02K7/116
• 代理公司: 長沙中科啟明知識產權代理事務所(普通合伙) 43226
• 代理人: 譚勇

一種風光儲充一體化系統，包括DC/DC降壓變換器、AC/DC變換器、超級電容器組、DC/AC逆變器、DC/DC升降壓變換器、光伏陣列、風力發電機、油機/市電接口、交流負載和直流負載。光伏陣列通過DC/DC降壓變換器與超級電容器組連接。風力發電機與油機/市電接口通過AC/DC變換器與超級電容器組連接。超級電容器組通過DC/AC逆變器給交流負載供電，通過DC/DC升降壓變換器給直流負載供電。風力發電機包括動力源組、發電組以及蓄能組。本發明提供一種風光儲充一體化系統；可以為配電網不能到達的偏遠地區的通信系統、居民生活提供不間斷供電，且其中的風力發電機可提高風能利用率及發電品質。

技術領域

本發明涉及一種風力發電、光伏發電互補供電系統，特別涉及一種風光儲充一體化系統。

背景技術

隨著能源危機的日益突出，風力發電、光伏發電等清潔可再生能源發電技術應用越來越廣泛，由于風光資源的天然互補性，風力發電、光伏發電互補發電具有較大的發展前景。風光互補供電系統各發電單元可以獨立控制也能協調工作，供電安全性和可靠性比較高，可以在沙漠、高原等偏遠地區為通信設施和居民生活提供不間斷電力。

光伏發電和風力發電分別受日照強度和風速變化的影響，由于自然界的太陽光和風速變化是不可預測的，所以風光互補系統的電力輸出不穩定，通常需要配備一定容量的儲能裝置進行電能補償以保持輸出穩定。此外，當出現極端惡劣天氣、線路故障等意外情況時，系統可能會停止對用戶的電力供應，如果沒有備用能量支撐，一些重要和敏感的設備將無法正常工作。一般的風光互補系統都配置了可充電蓄電池組，可以為直流母線提供一定時間的能量支撐。

目前，大多數液壓蓄能式風力發電機在實際運行過程中由于風速變化范圍大而引起發電機功率與風輪功率適應性不強，無法保證液壓功率與發電機功率的相匹配，進而降低了風能利用率及發電品質。

發明內容

本發明的目的是克服現有的蓄電池作為儲能裝置應用于風光互補系統存在使用壽命低、系統成本高、嚴寒環境下出力困難、容易造成環境污染，且風力發電機無法適應不同大小的風速等缺點，提供一種風光儲充一體化系統。本發明可為因風光條件的改變而導致的母線電壓波動提供功率緩沖，以維持母線電壓穩定，并可以在系統發電不足或出現故障等情況下提供短時能量支撐，以保障移動油機或其它外部供電系統順利啟動供電。本發明可以為配電網不能到達的偏遠地區的通信系統、邊防哨所、居民生活提供可靠的不間斷供電，且本發明中的風力發電機可提高風能利用率及發電品質。

本發明由DC/DC降壓變換器、AC/DC變換器、超級電容器組、DC/AC逆變器、DC/DC升降壓變換器、光伏陣列、風力發電機和油機/市電接口組成。光伏陣列通過DC/DC降壓變換器與超級電容器組連接，風力發電機通過AC/DC變換器與超級電容器組連接，油機/市電接口通過AC/DC變換器與超級電容器組連接，超級電容器組通過DC/AC逆變器與交流負載連接，超級電容器組通過DC/DC升降壓變換器與直流負載連接；

所述風力發電機括動力源組、發電組以及蓄能組，所述動力源組包括風輪、與風輪傳動配合的齒圈、與齒圈嚙合的多個行星輪以及動力輸入端與行星輪傳動配合的恒壓變量液壓泵，所述恒壓變量液壓泵與行星輪之間設置有用于控制動力通斷的離合器，所述發電組包括若干個液壓馬達以及與液壓馬達額定功率匹配并被驅動的發電機，所述各恒壓變量液壓泵的出液口通過進液主管與各液壓馬達進液口連接，所述各液壓馬達的出液口通過回液主管與各恒壓變量液壓泵的進液口連接；所述蓄能組用于在離合器閉合但無發電需求時蓄能，在離合器斷開時放能驅動發電組發電。

本發明的DC/DC降壓變換器采用BUCK變換電路，包括一個功率開關管，一個濾波電容器，一個電感器和一個功率二極管。當功率開關管導通時，電感器儲存電能，電容器處于充電狀態。當功率開關管斷開時，電感器經功率二極管給濾波電容器儲能。