(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110808601 A(43)申请公布日 2020.02.18
(21)申请号 201911245953.3(22)申请日 2019.12.07
(71)申请人 珠海德光源新能源科技有限公司
地址 519000 广东省珠海市金湾区红旗镇
珠海大道6898号4#厂房5层501室(72)发明人 孙士清 尹宏文 (51)Int.Cl.
H02J 3/32(2006.01)H02J 3/38(2006.01)H02B 1/24(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图5页
CN 110808601 A(54)发明名称
风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器
(57)摘要
本发明公开了一种风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器，包括包括母排、若干个光伏控制器、风电直流汇流箱、柴电直流切换箱、柴电自动启停控制分配箱，光伏控制器用于与光伏阵列组相连接，风电直流汇流箱用于通过风电控制器与风力发电机相连接，柴电直流切换箱用于通过柴电直流稳压电源与柴电交流配电箱相连接，并通过柴电交流配电箱与柴油发电机相连接，柴电自动启停控制分配箱用于向柴电交流配电箱发送柴电自动启停控制分配电流信号，全部光伏控制器后的母排上设有光考核电流互感器，
柴油发电机母排的后端设有总计量电流互感器，
与柴电交流配电箱间设有柴电压互感器，母排尾端用于连接若干个电池组以及用于与外界进行无线远程通讯以进行远程监控、计量、远程抄表的通讯设备组。
CN 110808601 A
权 利 要 求 书
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1.一种风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器，其特征在于：包括母排(1)、若干个光伏控制器(2)、风电直流汇流箱(6)、柴电直流切换箱(7)、柴电自动启停控制分配箱(75)，所述光伏控制器(2)与所述母排(1)相连接，并用于通过光伏控制器开关(20)与防爆接线盒(3)相连接，并通过所述防爆接线盒(3)与光伏阵列组(4)相连接，所述风电直流汇流箱(6)依次通过风电接入开关(60)、风考核电流互感器(52)与所述母排(1)相连接，并用于通过风电控制器(61)与风力发电机(62)相连接，所述柴电直流切换箱(7)依次通过柴电接入开关(70)、柴考核电流互感器(53)与所述母排(1)相连接，并用于通过柴电直流稳压电源(73)与柴电交流配电箱(72)相连接，并通过所述柴电交流配电箱(72)与柴油发电机(71)相连接，所述柴电自动启停控制分配箱(75)通过柴电控制信号取样源(76)与所述母排(1)相连接，并与所述柴油发电机(71)相连接，并用于向所述柴电交流配电箱(72)发送柴电自动启停控制分配电流信号，全部所述光伏控制器(2)后的所述母排(1)上设有光考核电流互感器(51)，所述母排(1)的后端还设有总计量电流互感器(50)，所述柴油发电机(71)与所述柴电交流配电箱(72)之间设有柴电压互感器(74)，所述母排(1)的尾端用于连接若干个存储电能的电池组(11)以及用于与外界进行无线远程通讯，以进行远程监控、计量、远程抄表的通讯设备组(100)。
2.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器，其特征在于：所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器(10)还包括与所述母排(1)相连接的自动调节支架系统控制箱(8)，所述自动调节支架系统控制箱(8)用于通过控制液压泵(82)，使所述液压升降器(81)动作，以使所述光伏阵列组(4)在所述液压升降器(81)的带动下实现升降。
3.根据权利要求2所述的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器，其特征在于：所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器(10)还包括与所述母排(1)相连接的气象站仪及控制器(9)，所述气象站仪及控制器(9)用于接收当地气象预警信息，并在收到恶劣天气预警信息时，向所述自动调节支架系统控制箱(8)发送信号，控制所述液压升降器(81)下降，实现所述光伏阵列组(4)的自动保护。
4.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器，其特征在于：所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器(10)还包括分别与所述母排(1)相连接的风电备用线路及开关(68)、柴电备用线路及开关(78)。
5.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器，其特征在于：所述光伏控制器(2)包括备用光伏控制器(21)。
6.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器，其特征在于：所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器(10)的柜体底部设有地脚层(19)，顶部设有散热风扇(18)，侧面设有外门(16)、内门(17)。
7.根据权利要求1所述的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器，其特征在于：所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器(10)的柜体内部分为控制元器件仓、母线仓、开关仓。
8.根据权利要求1～5任意一项所述的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器，其特征在于：所述母排(1)上的电压为直流48V；所述柴电交流配电箱(72)为380V配电箱。
9.根据权利要求1～5任意一项所述的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器，
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其特征在于：所述光伏阵列组(4)的单块光伏组件(41)的功率为285Wp，电压为38V；每台所述柴油发电机(71)的功率为30kW；每个所述电池组(11)包括24块额定电压2V、容量2500Ah的蓄电池；所述通讯设备组(100)的额定电压为48V、额定功率为5kW。
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风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器
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技术领域
[0001]本发明涉及一种离网微电网控制器，尤其涉及一种风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器。
背景技术
[0002]光伏发电系统以光伏电池板为发电部件，通过控制器对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载，蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充，当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池，蓄电池可以贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。但是现有的光伏发电系统在地面应用时有间歇性和随机性，发电量与气候条件有关，在晚上或阴雨天就不能或很少发电；而且能量密度较低，在标准条件下，大规模使用时，需要占用较大面积。
[0003]在很多没有电网覆盖的区域有很多需要电力供应的需求，如：海岛、高山、边防哨所、偏僻乡村等这些地方的人们的生活和工作都是急需要电力供应的，特别是在现代社会，通讯系统是每个人都离不开的生活必备品，还有诸如科考、勘探、勘测、安保、消防等，这些设备的运行都是依靠电力来完成的。因此要有能够在以上场合为所有设备提供电力的设施、设备，才能让人们的生活、工作得到基本保障。在这些场合，太阳能系统连接到主电网不允许或不实际，因此只能配置离网型光伏发电系统，简称离网系统。离网系统在系统提供的电量超过所需的电量时，剩余电量可用于为蓄电池充电，依靠发电机或蓄电池在太阳能电池板产生的电量少于所需电力的日子里提供电力，如在阴天或夜间。传统的离网系统结构简单，粗糙、易损坏，工作效率低，寿命短暂。发明内容
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种集成度高、安全性高、工作效率高、长寿命、全天候供电的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器。[0005]本发明所采用的技术方案是：本发明包括母排、若干个光伏控制器、风电直流汇流箱、柴电直流切换箱、柴电自动启停控制分配箱，所述光伏控制器与所述母排相连接，并用于通过光伏控制器开关与防爆接线盒相连接，并通过所述防爆接线盒与光伏阵列组相连接，所述风电直流汇流箱依次通过风电接入开关、风考核电流互感器与所述母排相连接，并用于通过风电控制器与风力发电机相连接，所述柴电直流切换箱依次通过柴电接入开关、柴考核电流互感器与所述母排相连接，并用于通过柴电直流稳压电源与柴电交流配电箱相连接，并通过所述柴电交流配电箱与柴油发电机相连接，所述柴电自动启停控制分配箱通过柴电控制信号取样源与所述母排相连接，并与所述柴油发电机相连接，并用于向所述柴电交流配电箱发送柴电自动启停控制分配电流信号，全部所述光伏控制器后的所述母排上设有光考核电流互感器，所述母排的后端还设有总计量电流互感器，所述柴油发电机与所
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述柴电交流配电箱之间设有柴电压互感器，所述母排的尾端用于连接若干个存储电能的电池组以及用于与外界进行无线远程通讯，以进行远程监控、计量、远程抄表的通讯设备组。[0006]所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器还包括与所述母排相连接的自动调节支架系统控制箱，所述自动调节支架系统控制箱用于通过控制液压泵，使所述液压升降器动作，以使所述光伏阵列组在所述液压升降器的带动下实现升降。
[0007]所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器还包括与所述母排相连接的气象站仪及控制器，所述气象站仪及控制器用于接收当地气象预警信息，并在收到恶劣天气预警信息时，向所述自动调节支架系统控制箱发送信号，控制所述液压升降器下降，实现所述光伏阵列组的自动保护。
[0008]所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器还包括分别与所述母排相连接的风电备用线路及开关、柴电备用线路及开关。[0009]所述光伏控制器包括备用光伏控制器。
[0010]所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器的柜体底部设有地脚层，顶部设有散热风扇，侧面设有外门、内门。
[0011]所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器的柜体内部分为控制元器件仓、母线仓、开关仓。
[0012]所述母排上的电压为直流48V；所述柴电交流配电箱为380V配电箱。[0013]所述光伏阵列组的单块光伏组件的功率为285Wp，电压为38V；每台所述柴油发电机的功率为30kW；每个所述电池组包括24块额定电压2V、容量2500Ah的蓄电池；所述通讯设备组的额定电压为48V、额定功率为5kW。[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于本发明包括母排、若干个光伏控制器、风电直流汇流箱、柴电直流切换箱、柴电自动启停控制分配箱，所述光伏控制器与所述母排相连接，并用于通过光伏控制器开关与防爆接线盒相连接，并通过所述防爆接线盒与光伏阵列组相连接，所述风电直流汇流箱依次通过风电接入开关、风考核电流互感器与所述母排相连接，并用于通过风电控制器与风力发电机相连接，所述柴电直流切换箱依次通过柴电接入开关、柴考核电流互感器与所述母排相连接，并用于通过柴电直流稳压电源与柴电交流配电箱相连接，并通过所述柴电交流配电箱与柴油发电机相连接，所述柴电自动启停控制分配箱通过柴电控制信号取样源与所述母排相连接，并与所述柴油发电机相连接，并用于向所述柴电交流配电箱发送柴电自动启停控制分配电流信号，全部所述光伏控制器后的所述母排上设有光考核电流互感器，所述母排的后端还设有总计量电流互感器，所述柴油发电机与所述柴电交流配电箱之间设有柴电压互感器，所述母排的尾端用于连接若干个存储电能的电池组以及用于与外界进行无线远程通讯，以进行远程监控、计量、远程抄表的通讯设备组；本发明突破了本领域现有技术的固有思维，克服了现有技术的缺陷和不足，所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器能够控制以光伏发电和风力发电两个个发电单元为主能源来源，以柴油发电机为备用应急发电单元，如果现场有水力资源可以利用，还可以接入水力发电单元的综合集成统一控制，实现多能互补，再加上储能系统，多系统叠加起来，以确保该系统稳定、高质量的为负载提供优质的能源供应，本集成控制器可以是直流系统和交流系统两种工作模式运行，它的规模可大可小，可根据实际需要进行设计、安装，它可以适应一切没有电网覆盖的场所，包括有腐蚀、易燃易爆等场所，可根
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据现场特殊情况做特殊配置及封装，特别是在通讯基站、森林防火监测、科考、勘探、应急救援等有移动式能源需求的领域，它的控制器高度集成，使得本发明的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器具备充、放电控制、电压、电流监测、远程监控、超压欠压自动报警、通讯、自动保护、计量、远程抄表等功能，易于安装维护，性能稳定、效率高，它的自动保护系统可以在遇到极端天气如台风等时，可以立即起动保护系统来保护自己以减少损失，而且部分断电失效，不影响其他部分正常运行，是一个广泛用于各领域能源供应的优先选择的设备系统，本项目通过自主设计，试生产，项目现场实际试用，对试用效果进行抗风、抗倒伏、风、光发电能力及效率、电能质量等多方面试验，各方面性能都达到设计要求，效果十分显著，取得完美成功；故本发明是一种集成度高、安全性高、工作效率高、长寿命、全天候供电的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器。
附图说明
[0015]图1是本发明实施例的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器与能源单元的一次接线示意图；
[0016]图2是本发明实施例的通信基站交流配电工艺流程图；[0017]图3是本发明实施例的通信基站直流配电工艺流程图；
[0018]图4是本发明实施例的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器的正面结构示意图；
[0019]图5是本发明实施例的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器的侧面结构示意图；
[0020]图6是本发明实施例的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器的侧剖面结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0022]如图1～图6所示，本实施例的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器包括母排1、若干个光伏控制器2、风电直流汇流箱6、柴电直流切换箱7、柴电自动启停控制分配箱75，所述光伏控制器2与所述母排1相连接，并用于通过光伏控制器开关20与防爆接线盒3相连接，并通过所述防爆接线盒3与光伏阵列组4相连接，所述风电直流汇流箱6依次通过风电接入开关60、风考核电流互感器52与所述母排1相连接，并用于通过风电控制器61与风力发电机62相连接，所述柴电直流切换箱7依次通过柴电接入开关70、柴考核电流互感器53与所述母排1相连接，并用于通过柴电直流稳压电源73与柴电交流配电箱72相连接，并通过所述柴电交流配电箱72与柴油发电机71相连接，所述柴电自动启停控制分配箱75通过柴电控制信号取样源76与所述母排1相连接，并与所述柴油发电机71相连接，并用于向所述柴电交流配电箱72发送柴电自动启停控制分配电流信号，全部所述光伏控制器2后的所述母排1上设有光考核电流互感器51，所述母排1的后端还设有总计量电流互感器50，所述柴油发电机
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71与所述柴电交流配电箱72之间设有柴电压互感器74，所述母排1的尾端用于连接若干个存储电能的电池组11以及用于与外界进行无线远程通讯，以进行远程监控、计量、远程抄表的通讯设备组100；所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器10还包括与所述母排1相连接的自动调节支架系统控制箱8，所述自动调节支架系统控制箱8用于通过控制液压泵82，使所述液压升降器81动作，以使所述光伏阵列组4在所述液压升降器81的带动下实现升降；所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器10还包括与所述母排1相连接的气象站仪及控制器9，所述气象站仪及控制器9用于接收当地气象预警信息，并在收到恶劣天气预警信息时，向所述自动调节支架系统控制箱8发送信号，控制所述液压升降器81下降，实现所述光伏阵列组4的自动保护；所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器10还包括分别与所述母排1相连接的风电备用线路及开关68、柴电备用线路及开关78；所述光伏控制器2包括备用光伏控制器21；所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器10的柜体底部设有地脚层19，顶部设有散热风扇18，侧面设有外门16、内门17；所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器10的柜体内部分为控制元器件仓、母线仓、开关仓；所述光伏阵列组4的单块光伏组件41的功率为285Wp，电压为38V；每台所述柴油发电机71的功率为30kW；每个所述电池组11包括24块额定电压2V、容量2500Ah的蓄电池；所述通讯设备组100的额定电压为48V、额定功率为5kW。
[0023]本实施例的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器应用于风光柴储一体化交直流离网微电网系统中，所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括若干个用于将太阳辐射能转换为直流电能的光伏阵列组4，两个用于将风能转换为电能的风力发电机62，两个用于将热能转换为交流电能的柴油发电机71，通讯设备组100，所述光伏阵列组4的各单块光伏组件41均接入防爆接线盒3，所述防爆接线盒3通过光伏控制器开关20与所述光伏控制器2相连接，所述风力发电机62连接风电控制器61后接入所述风电直流汇流箱6后与所述母排1相连接，所述柴油发电机71接入柴电交流配电箱72后，通过柴电直流稳压电源73接入到所述柴电直流切换箱7后与所述母排1相连接，所述柴电自动启停控制分配箱75与所述柴油发电机71相连接，并通过柴电控制信号取样源76与所述母排1相连接，并向所述柴电交流配电箱72发送柴电自动启停控制分配电流信号；所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制系统还包括交流充电控制器柜201、交流汇流配电柜300、交流计量柜400、通讯箱101，所述交流充电控制器柜201内设有柴油发电机自动启动控制器77，所述交流汇流配电柜300内设有总表互感器30、所述风发互感器31、所述柴发互感器32、所述柴电控制信号取样源76、所述风电接入开关60、所述柴电接入开关70，所述交流计量柜400内设有总发电计量表、风发电考核表、柴发电考核表；所述风光柴储一体化交直流离网微电网系统还包括直流充电控制器柜200、风力发电机配电柜600、柴油发电机配电柜700，所述直流充电控制器柜200内设有电压表、电流表、柴电考核表、若干个光电控制器、所述光考核电流互感器51、所述风考核电流互感器52、所述柴考核电流互感器53、所述总计量电流互感器50。[0024]本发明突破了本领域现有技术的固有思维，克服了现有技术的缺陷和不足，所述风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器能够控制以光伏发电和风力发电两个个发电单元为主能源来源，以柴油发电机为备用应急发电单元，如果现场有水力资源可以利用，还可以接入水力发电单元的综合集成统一控制，实现多能互补，再加上储能系统，多系统叠加起来，以确保该系统稳定、高质量的为负载提供优质的能源供应，本集成控制器可以是直
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流系统和交流系统两种工作模式运行，它的规模可大可小，可根据实际需要进行设计、安装，它可以适应一切没有电网覆盖的场所，包括有腐蚀、易燃易爆等场所，可根据现场特殊情况做特殊配置及封装，特别是在通讯基站、森林防火监测、科考、勘探、应急救援等有移动式能源需求的领域，它的控制器高度集成，使得本发明的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器具备充、放电控制、电压、电流监测、远程监控、超压欠压自动报警、通讯、自动保护、计量、远程抄表等功能，易于安装维护，性能稳定、效率高，它的自动保护系统可以在遇到极端天气如台风等时，可以立即起动保护系统来保护自己以减少损失，而且部分断电失效，不影响其他部分正常运行，是一个广泛用于各领域能源供应的优先选择的设备系统，本项目通过自主设计，试生产，项目现场实际试用，对试用效果进行抗风、抗倒伏、风、光发电能力及效率、电能质量等多方面试验，各方面性能都达到设计要求，效果十分显著，取得完美成功；因此本发明是一种集成度高、安全性高、工作效率高、长寿命、全天候供电的风光柴储一体化交直流离网微电网集成控制器。
[0025]以上对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
[0026]本发明可广泛应用于发电供电领域。
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