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一种用于乡村的小型保障性供电系统

阅读：932发布：2024-01-05

专利汇可以提供一种用于乡村的小型保障性供电系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种用于乡村的小型保障性供电系统，它包括光伏模块、电网模块、储能模块、负荷模块、柴油发电模块、智能控制模块、逆变器模块和滤波模块。本发明与传统的供电系统相比，降低了电能远距离传输损耗，提高了电能的转换效率，输出电压稳定，实现了供电系统的安全性、经济性和可靠性。，下面是一种用于乡村的小型保障性供电系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于乡村的小型保障性供电系统，其特征是：它包括光伏模块、电网模块、储能模块、负荷模块、柴油发电模块、智能控制模块、逆变器模块和滤波模块。
2.如权利要求1所述的一种用于乡村的小型保障性供电系统，其特征是：所述光伏模块，具体包括太阳能发电装置、DC\DC变换器、监控装置、通讯装置和自动控制装置。
3.如权利要求1所述的一种用于乡村的小型保障性供电系统，其特征是：所述电网模块，具体包括外电网系统、监控装置、通讯装置和自动控制装置。
4.如权利要求1所述的一种用于乡村的小型保障性供电系统，其特征是：所述储能模块，根据电能供需关系可以实现充电和放电功能。
5.如权利要求1所述的一种用于乡村的小型保障性供电系统，其特征是：所述负荷模块，包括用户、监控装置、通讯装置和自动控制装置。
6.如权利要求1所述的一种用于乡村的小型保障性供电系统，其特征是：所述柴油发电模块，具体包括柴油发电机装置、电压稳压器、监控装置、通讯装置和自动控制装置，可以单独对所述负荷模块供电。
7.如权利要求1所述的一种用于乡村的小型保障性供电系统，其特征是：所述智能控制模块，通过信号线连接光伏模块、储能模块、电网模块、柴油发电模块、负荷模块和逆变器模块，可以定时采集各个模块的反馈信号，包括电压、电流、功率及各设备状态参数，该智能控制模块从安全经济可靠的角度对这些参数进行分析和处理，然后对各个模块发出控制信号，各个模块收到控制信号后，由自动控制装置执行相关操作，从而智能控制电能的分配，以最优的管理和控制，实现该系统的经济性、安全性和可靠性。
8.如权利要求1所述的一种用于乡村的小型保障性供电系统，其特征是：所述逆变器模块，采用SVPWM控制算法调制该模块。
9.如权利要求1所述的一种用于乡村的小型保障性供电系统，其特征是：所述滤波模块采用LC型滤波器，滤除交流侧谐波电流，以提高电能质量。

说明书全文

一种用于乡村的小型保障性供电系统

技术领域

[0001] 本发明属于供电技术领域，尤其涉及一种用于乡村的小型保障性供电系统。

背景技术

[0002] 随着石油、煤炭等不可再生能源的不断消耗，能源危机已经日益凸显，发展新型能源是一条可行之路，太阳能作为资源丰富的可再生能源，其发电过程简单，不需要消耗燃料，不排放温室气体在内的任何物质，而且无噪音、无污染，但存在着易受环境影响、发电不稳定、效率低的缺点，随着光伏发电技术日益成熟，成本大幅下降，光伏发电正在迅速进入寻常百姓家，但是农村单户分布式光伏发电站个体分散，量小，不能充分利用太阳能。

[0003] 电网对电能质量要求高，对系统稳定和损耗要求严苛，国家对清洁能源的号召，大力推动了光伏发电的发展，虽然光伏发电系统可以接入电网，但是这样会给电网带来大量谐波污染，造成电网可靠性和稳定性下降，存在一定的安全隐患。

[0004] 农村偏远地区人们对供电服务质量和可靠性要求越来越高，很需要一个可靠的供电系统，但是这些地方电网基础设施较为薄弱，供电质量相对较差，电力供应经常中断，而且存在电力在长距离运输过程中的损耗问题，同时这些地区通常是单回线供电，如果出现供电中断问题不能及时解决，供电则不能保证。

发明内容

[0005] 基于农村偏远地区用电困难问题，本发明公开了一种用于乡村的小型保障性供电系统，它包括光伏模块、电网模块、储能模块、负荷模块、柴油发电模块、智能控制模块、逆变器模块和滤波模块。本发明与传统的供电系统相比，降低了电能远距离传输损耗，提高了电能的转换效率，输出电压稳定，实现了供电系统的安全性、经济性和可靠性。

[0006] 本发明采取的技术方案为：

[0007] 一种用于乡村的小型保障性供电系统，其特征是：它包括光伏模块、电网模块、储能模块、负荷模块、柴油发电模块、智能控制模块、逆变器模块和滤波模块。

[0008] 所述光伏模块，具体包括太阳能发电装置、DC\DC变换器、监控装置、通讯装置和自动控制装置。

[0009] 所述电网模块，具体包括外电网系统、监控装置、通讯装置和自动控制装置。

[0010] 所述储能模块，根据电能供需关系可以实现充电和放电功能。

[0011] 所述负荷模块，包括用户、监控装置、通讯装置和自动控制装置。

[0012] 所述柴油发电模块，具体包括柴油发电机装置、电压稳压器、监控装置、通讯装置和自动控制装置，可以单独对所述负荷模块供电。

[0013] 所述智能控制模块，通过信号线连接所述光伏模块、所述储能模块、所述电网模块、所述柴油发电模块、所述负荷模块和所述逆变器模块，可以接收各个模块反馈信号，然后对这些反馈信号进行分析和处理，并下达对各个模块的控制命令。

[0014] 所述逆变器模块，采用SVPWM控制算法调制该模块。

[0015] 所述滤波模块采用LC型滤波器，滤除交流侧谐波电流，以提高电能质量。

[0016] 本发明一种用于乡村的小型保障性供电系统，具有如下优点：本发明能在短时间内满足用户的用电需求，通过所述智能控制模块可以实现光能的最大利用，减低电能远距离传输损耗，还可以在光伏和电网供电都中断的情况下，控制柴油发电机稳定输出电能，实现了供电系统的安全性、经济性和可靠性，具有重大的理论和现实意义。附图说明

[0017] 图1为本发明的结构示意图。

[0018] 图2为本发明光伏模块向储能模块和负荷模块供电示意图。

[0019] 图3为本发明光伏模块向储能模块、负荷模块和电网模块供电示意图。

[0020] 图4为本发明光伏模块和储能模块向负荷模块供电示意图。

[0021] 图5为本发明光伏模块、储能模块和电网模块向负荷模块供电示意图。

[0022] 图6为本发明柴油发电模块单独向负荷模块供电示意图。

具体实施方式

[0023] 图1所示为本发明的结构示意图，它包括光伏模块、电网模块、储能模块、负荷模块、柴油发电模块、智能控制模块、逆变器模块和滤波模块。

[0024] 所述光伏模块，具体包括太阳能发电装置、DC\DC变换器、监控装置、通讯装置和自动控制装置。

[0025] 所述电网模块，具体包括外电网系统、监控装置、通讯装置和自动控制装置。

[0026] 所述储能模块，根据电能供需关系可以实现充电和放电功能。

[0027] 所述负荷模块，包括用户、监控装置、通讯装置和自动控制装置。

[0028] 所述柴油发电模块，具体包括柴油发电机装置、电压稳压器、监控装置、通讯装置和自动控制装置，可以单独对所述负荷模块供电。

[0029] 所述智能控制模块，通过信号线连接光伏模块、储能模块、电网模块、柴油发电模块、负荷模块和逆变器模块，可以定时采集各个模块的反馈信号，包括电压、电流、功率及各设备状态参数，该智能控制模块从安全经济可靠的角度对这些参数进行分析和处理，然后对各个模块发出控制信号，各个模块收到控制信号后，由自动控制装置执行相关操作，从而智能控制电能的分配，以最优的管理和控制，实现该系统的经济性、安全性和可靠性。

[0030] 所述逆变器模块，采用SVPWM控制算法调制该模块。

[0031] 所述滤波模块采用LC型滤波器，滤除交流侧谐波电流，以提高电能质量。

[0032] 本发明的工作原理如下:光伏模块将太阳能转化成电能，其输出端连接储能模块和逆变器模块的输入端；储能模块可以储存和释放电能，储能模块端口连接光伏模块的输出端和逆变器模块的输入端，既可以接收光伏模块的电能，实现充电功能，也可以对逆变器模块输出电能，实现放电功能；逆变器模块的输出端连接滤波模块的输入端，滤波模块的输出端连接负荷模块的输入端；电网模块与负荷模块双向连接，光伏模块和储能模块不能满足负荷模块的用电需求时，在智能控制模块的控制下，电网模块可以向负荷模块供电，当光伏模块足以满足储能模块和负荷模块的用电需求时，在智能控制模块的控制下，电网模块可以接收电能；柴油发电模块的输出端连接负荷模块的输入端，能够在光伏模块、电网模块和储能模块电能输出为零时对负荷模块的供电。

[0033] 系统工作可以按照以下几个模式运行：

[0034] 首先，光照充足时，即光伏模块输出的功率大于负荷模块的用电量，在智能控制模块的控制下，光伏模块对负载模块和储能模块供电，如图2所示；在电能充足的情况下，还可以对电网模块输出电能，如图3所示。

[0035] 其次，弱光或夜间时，即光伏模块输出的功率小于负荷模块的用电量，在智能控制模块的控制下，先由光伏模块和储能模块供电，如图4所示；在仍不能满足供电需求的情况下，电网模块可以分担部分负荷，如图5所示。

[0036] 最后，在光伏模块、电网模块和储能模块输出电能为零时，由智能控制模块接收反馈信息，经过分析和处理，给柴油发电模块下达柴油发电机启动命令的控制信号，保证负荷模块中重要负荷的电能需求，如图6所示。

[0037] 上面结合附图对本发明的实施方式进行了描述，本发明并不局限于上述的具体实施方式，所有本领域普通技术人员在不脱离本发明宗旨和构思的前提下，对本发明技术方案的简单替换和各种变化，都属于本发明的保护范围。

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