[发明专利]一种综合利用可再生能源发电与用电的微电网系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是电网系统，具体是一种适用于小型区域，诸如居住区、建筑群、工矿企业、小城镇建设等，采用“就地发电、就地用电”方式，就地使用可再生能源所发电力的微型电网供电与用电系统。

背景技术

随着世界性的石化能源紧张，可再生能源利用已经作为世界性课题引入关注，其中太阳能、风能是最为普遍存在的可再生新能源，最大特点是取之不竭和无处不在！现在已经有成熟的利用这些可再生能源发电的技术，通常都是采用集中发电、通过并入传统输变电网输送到用户端使用，但是由于其中采用大量的蓄电池、输变电设备、电力保护设备，建设成本较高。

目前世界尚没有一种将这些最为普通而又普遍分布的分散能源，就地发电，不通过传统的输变电输送，就地供给同样是分散分布的用户用电的技术。

发明内容

本发明的目的是针对目前分布零散、繁多的可再生能源就地转换成电能，就地供给同样是分布分散的用户群，而提供一种科学可行的控制设备和控制管理方法，实现在一个小型区域内对多个分布分散的可再生能源发电装置实时监控，并科学合理的供给分散用户群，即发即用、分散控制、集中管理，从而实现在小型区域综合利用可再生能源发电与用电的一种综合利用可再生能源发电与用电的微电网系统。

采用的技术方案是：

一种综合利用可再生能源发电与用电的微电网系统，包括MGC微电网主件(Micro Grid of controller)和多个BMG微电子网(Braneh of Micro Grid)；

所述BMG微电子网，包括可再生能源发电装置，交直流稳压装置，逆变装置，发电监测装置，市电切换装置；可再生能源发电装置的感应部件直接接受可再生能源的作用，(例如太阳能发电装置的太阳能电池板接受阳光产生电势，风力发电装置的叶片接受风力转动而发电)，可再生能源发电装置的输出端与发电监测装置的输入端相连接，同时可再生能源发电装置的输出端与交直流稳压装置的输入端相连接，交直流稳压装置的输出端与应急电源EPS或不间断电源UPS的输入端相连接，从交直流稳压装置的输出端输出标准直流12V、24V、36V或标准交流110V、220V、380V；应急电源EPS或不间断电源UPS的输出端与负荷监测装置的输入端相连接，负荷监测装置的输出端外接用电负荷回路；

所述市电切换装置的输入端与市电回路交流220V或380V相连接，市电切换装置的电力输出端外接用电负荷回路，市电切换装置的信息输入端与MGC发电与控制装置的多路输出控制端的对应端相连接；

所述MGC微电网主件，包括MGC发电与控制装置、MGS上位机和数据通信控制总线；MGC发电与控制装置的I/O接口通过数据通信控制总线分别与多个BMG微电子网的负荷监测装置输出接口相连接，同时与MGS上位机的通讯接口相连接，BMG微电子网的发电监测装置的输出接口分别连接到数据通信控制总线上，MGC发电与控制装置的多个输出端口通过导线分别对应与多个BMG微电子网的市电切换装置控制输入端相连接。

上述MGS上位机中装设有成型的模型预测程序、显示和报警程序、发电参数在线实时监测程序，各种负荷回路的计算与优化程序，供电回路无扰动切换控制和电量的自动计量管理程序；通讯和MGS微电网系统的集中控制与管理程序。

上述可再生发电装置为太阳能发电装置或交流风力发电装置或直流风力发电装置或生物质(如沼气)发电装置或其它电力。

上述太阳能发电装置或直流风力发电装置的输出端(均为直流输出)经交直流稳压装置连接到逆变器的输入端，逆变器的输出端经应急电源EPS或不间断电源UPS与外接用户用连接。

上述用电负荷回路分别为照明负荷或电机负荷或电加热负荷或其它用电负荷回路。

上述可再生发电装置、交直流稳压装置、逆变器、应急电源EPS或不间断电源UPS、发电监测装置、市电切换装置均为市售成品。

上述MGC发电与控制装置是采用市售成品的工控机，在其镶嵌式CPU芯片中装设成型的过程数据综合处理和实现相应优化的控制程序软件。

本发明的工作原理：

本发明的BMG微电子网(BranchofMicroGrid)作为MGS综合利用可再生能源发电与用电的微电网系统的结构性底层的基本构件，具有独立发电、用电和控制等功能。其发电方式可以采用任何一种可再生能源，包括太阳能、风能、生物质能(如沼气)或是燃料电池、柴(汽)油发电机等已知技术。