[发明专利]一种海岛特种电源成套装备及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术及其应用领域，具体的说是一种海岛特种电源成套装备及其控制方法。

背景技术

随着海岛建设的发展，海岛上的一些特种设备需要提供高可靠、高质量的三相交流电源。由于海岛远离大陆，架设对接大陆的电网难以实现，因此通常都是建设海岛微网来解决。海岛微网通常都是由风、光、柴、储构成系统的能量来源和存储装置。但是柴油发电机组爬坡跟踪能力较差，所提供的电能存在不稳定、质量不能满足要求等缺点，同时海岛地理位置特殊，大量使用柴油对环境和生态存在破环作用，也增加了运输成本和难度。风、光等再生能源是比较理想的清洁能源，但是存在时效性，不能稳定提供。

所以，针对海岛特种设备所需的特种电源，研究了一种光、柴互补的海岛特种电源装备，在实现提供高质量电能的同时，对输入能量和充电方式进行控制，以达到尽量减小柴油消耗和延长蓄电池的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种海岛特种电源成套装备及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种海岛特种电源成套装备，包括能量源和电能变换系统；所述能量包括柴油发电机组和光伏阵列；所述电能变换系统包括AC/DC充电模块、DC/DC充电模块、能量型储能系统、功率型储能系统、大功率逆变器；所述柴油发电机组输出的三相交流电能做为AC/DC充电模块的能量输入源；所述光伏阵列输出的直流电能做为DC/DC充电模块的能量输入源；所述能量型储能系统和功率型储能系统并联后接所述C/DC充电模块、DC/DC充电模块的输出端；所述AC/DC充电模块、DC/DC充电模块的输出端均与所述大功率逆变器连接。

所述能量型储能系统为大容量铅酸蓄电池。

在满足下述条件时，启动所述柴油发电机组：

其中，SOC为电池的荷电状态，SOC_L为荷电状态的低阈值点，E_光为光伏阵列提供的能量，E_负荷为负荷所需要的能量。

在满足下述条件时，停止所述柴油发电机组：

其中，SOC_M为荷电状态的中阈值点，SOC_H为荷电状态的高阈值点。

在满足时，所述DC/DC充电模块(2_2)降额输出，使E_光≈E_负荷，在满足时，DC/DC充电模块(2_2)停止输出；其余情况下，所述DC/DC充电模块(2_2)以最大功率输出。

本发明还提供了一种上述海岛特种电源成套装备的控制方法，柴油发电机组(1_1)的启动条件为：

其中，SOC为电池的荷电状态，SOC_L为荷电状态的低阈值点，E_光为光伏阵列提供的能量，E_负荷为负荷所需要的能量；

柴油发电机组(1_1)的停止条件为：

其中，SOC_M为荷电状态的中阈值点，SOC_H为荷电状态的高阈值点；

且在满足时，所述DC/DC充电模块(2_2)降额输出，使E_光≈E_负荷，在满足时，DC/DC充电模块(2_2)停止输出；其余情况下，所述DC/DC充电模块(2_2)以最大功率输出。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明解决了海岛特种设备供电的电能质量问题，实现了太阳能和柴油发电之间的优化配置和最优运行控制，在实现提供高质量电能的同时，对输入能量和充电方式进行控制，达到了尽量减小柴油消耗和延长蓄电池的使用寿命的目的。

附图说明

图1是本发明的系统结构图；

图2a～图2e是本发明中的五种能量流示意图；

图3是本发明中柴、光同时提供能量的能量类型示意图；

图4是本发明中光伏单独提供能量的能量类型示意图；

图5是本发明中AC/DC充电模块2_1和DC/DC充电模块2_2的并联控制结构图；

图6是本发明的能量控制流程图。

具体实施方式