一种风光柴储一体化能源供电系统的制作方法

本发明涉及供电及能源保障，尤其涉及一种风光柴储一体化能源供电系统。

背景技术：

1、在新形势下，随着我国城镇化、工业化水平的不断提升，对电能的需求也在不断扩大。但由于我国地势及能源分布的不均衡性，例如较远山区、高原、孤岛等特殊位置，这类位置由于距离发电厂较远，输电成本较高、电站建设周期较长、使得供电需求常常得不到保障，且供电故障较多，一旦发生故障可能造成长时间停电，对当地的工作及经济等造成重大影响。

2、目前现有的供电系统不具备较强的机动性与灵活性，不适用于特殊地形的用电需求。例如申请号为：201810387324.3的中国发明专利，名称为：风光柴储智能交流微电网系统，其
技术实现要素：
主要是依靠发电系统建设微电网系统，发明内容主要围绕电源与负荷之间的功率平衡，偏向于理论控制，且应用场景多为与电网并网使用，不具备较强的机动性，与本发明内容不同，应用场景过于单一；申请号为：201110093961.8的中国发明专利，名称为：一种风光柴储孤立微网系统及其控制方法，其发明内容为针对微电网系统，给出一种微网系统的协调运行控制方法，通过对可再生能源的投入与切换，对微网内各个分布式电源与负载进行调控，与本发明的内容与目的不一致；申请号为：202211441571.x的中国发明专利，名称为：一种风光柴储一体式供电系统及方法，其发明内容为提供能应对瞬时大功率负荷波动且使用时间不受限制的供电系统，针对这一目的详细介绍其控制方法，与本发明的内容与目的不一致。

3、目前而言，现有的供电系统多为与市电联合一起组成小型微电网系统。由于使用需求，导致该类供电系统多为固定式能源电站，不具备较强的机动性与灵活性，展开及收纳较为复杂，不适用于某些机动性较强的应用场景。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种风光柴储一体化能源供电系统，用以解决现有供电系统使用中的不足，针对特殊应用领域与场景中机动化与灵活性较差以及较远山区、高原、孤岛等特殊位置供电难的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种风光柴储一体化能源供电系统，包括：

3、若干个不同种类的供电单元、负载单元以及与各个供电单元电连接的能量管理控制单元，其中：

4、各个供电单元均为可自由拆卸移动的独立方舱结构，所述各个供电单元均包含有统一方向的外接供电及并网接口，所述外接供电及并网接口用于并网联机供电；

5、所述能量管理控制单元，用于调节所述各个供电单元，以确定所述能源供电系统的工作模式，所述工作模式包括供电单元独立供电模式或多个供电单元并网联机供电模式。

6、优选的，所述若干个不同种类的供电单元包括有：

7、风电系统单元、光电系统单元、储能系统单元以及柴油发电系统单元；

8、所述风电系统单元，用于利用风能供电；所述光电系统单元，用于利用光能供电；所述储能系统单元，用于利用自身储存的能量供电；所述柴油发电系统单元，用于通过利用柴油燃烧供电。

9、优选的，所述风电系统单元包括：风叶轮、齿轮增速箱、发电机、双馈交流器、滤波器、控制单元以及转换器；

10、所述控制单元分别连接所述风叶轮、齿轮增速箱、发电机、双馈交流器、滤波器以及转换器，所述风叶轮依次连接所述齿轮增速箱、所述发电机、所述滤波器、所述双馈交流器以及所述转换器；

11、其中，所述风叶轮，用于在风力下高速旋转，带动所述齿轮增速箱将风能传导至发电机与双馈交流器；

12、所述齿轮增速箱，用于通过加速转子轴的转动来驱动所述发电机发电；

13、所述发电机，用于使用发电机转子将风能转化为机械能；

14、所述双馈交流器，用于将发电机转子产生的机械能通过双变换器转化为电能；

15、所述滤波器用于将发电过程中产生的谐波消除；

16、所述控制单元用于根据后端负载需求控制所述齿轮增速箱与所述风叶轮的快慢频率；

17、所述转换器用于保持输出电流稳定。

18、优选的，所述光电系统单元包括汇流箱、直流柜、dc/dc、温度传感器、检测器、散热器、储能单元、dc/ac以及升压单元；

19、所述汇流箱依次连接所述直流柜、所述dc/dc以及所述检测器，所述检测器的输出端分别连接所述dc/ac、温度传感器以及所述储能单元，所述dc/ac的输出端连接所述升压单元，所述温度传感器的输出端连接所述散热器；

20、所述汇流箱用于汇聚光照；

21、所述直流柜用于将光照转化为直流电源；

22、所述dc/dc用于调节直流电压；

23、所述温度传感器用于测量温度；

24、所述检测器用于检测温度是否达到预设值并进行反馈；

25、所述散热器用于对光伏组件进行散热；

26、所述储能单元用于储存多余能量；

27、所述dc/ac用于将直流电转换为交流电；

28、所述升压单元用于将交流电压提高。

29、优选的，所述储能系统单元包括电池组、bms直流控制柜、控制监控单元以及dc/ac转换器，

30、所述电池组依次连接所述bms直流控制柜、所述控制监控单元、所述dc/ac转换器；

31、所述电池组用于输出直流电；

32、所述bms直流控制柜用于对整个储能系统单元进行数据处理；

33、所述控制监控单元用于对整个储能系统单元进行信息监控与发出指令以及根据剩余soc量来统一进行能量调换与保护；

34、所述dc/ac转换器用于将直流电转换为交流电后供负载使用。

35、优选的，所述柴油发电系统单元用于根据使用温度环境要求，选择柴油加注至柴发机组中，通过燃料燃烧将内能转换为机械能带动直流发电机运行产生直流电，再经过dc/ac转换器后对外输出交流电供负载使用。

36、优选的，所述工作模式还包括：

37、应急供电模式，当没有外部市电接入的工况下触发，储能系统单元与柴油发电系统单元并列运行带载，柴油发电机处于手动控制模式，储能系统单元和柴油发电系统单元负荷均分，直至电池电量用完，与柴油发电系统单元油量耗完，短时间维持负荷供电。

38、优选的，所述工作模式还包括：

39、接入市电模式，所述接入市电模式在有市电接入的情况下，市电接入储能系统单元、风电系统单元与光电系统单元，通过市电给储能系统单元、风电系统单元与光电系统单元中电池充电或者给电芯加热，在市电模式下储能系统单元根据设定的充电功率进行充电，直至soc等于设定阈值后停止充电。

40、优选的，所述工作模式还包括：

41、电池养护模式，所述电池养护模式在有市电接入的情况下，市电接入储能系统单元、风电系统单元与光电系统单元，通过市电给储能系统单元、风电系统单元与光电系统单元中电池进行放空和充满，用于校核电池电量。

42、优选的，当处于并网联机供电模式下，当能源供电系统不能满足负载大功率使用需求时，能源供电系统根据剩余的soc能量进行智能供电优先级别切换，当预设阈值高于剩余soc能量值时，能源供电系统切断非必要供电，保障重要负载供电。

43、采用上述实施例的有益效果是：本发明实施例提供了一种风光柴储一体化能源供电系统，包括若干个不同种类的供电单元、负载单元以及连接各个供电单元对所述供电单元进行控制管理的能量管理控制单元，各个供电单元为独立方舱结构，每个所述独立方舱结构自由拆卸移动，其外接供电及并网接口为统一方向，所述能源供电系统包括多种工作模式，主要包括有各单元独立供电模式和并网联机供电模式，由所述能量管理控制单元发送控制指令确认当前工作状态采用的工作模式。本发明可解决偏远山区、高原或海岛型地域统一供电难的问题，解决孤立环境下用电需求问题，并且该装置具有较强的机动性及灵活性，可根据地形及环境做出调整及移动，增加了用电需求的多样性。本发明既可独立对外输出电能，也可快速无缝并网模式切换运行，由于配备能量管理系统，可较快调整风电、光电及负载端变化所造成功率波动，能够满足在高原或海岛孤立环境下长时间、高效率、长期稳定运行供电的需求。