本發(fā)明屬于太陽能風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能和風(fēng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著世界各國(guó)對(duì)能源需求的急劇膨脹、生態(tài)環(huán)境的日益惡化以及人類可持續(xù)發(fā)展的要求，世界各國(guó)都在積極開發(fā)利用可再生的新能源。

當(dāng)前，風(fēng)力發(fā)電是可再生能源開發(fā)利用中技術(shù)最成熟、最具開發(fā)規(guī)模和最具商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電形式。由于其在減輕環(huán)境污染、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展等方面的突出作用，風(fēng)力發(fā)電是本世紀(jì)重要的綠色能源，是煤炭等常規(guī)能源發(fā)電的重要替代能源之一。而太陽能資源豐富、分布廣、無污染、可再生，使得太陽能光伏發(fā)電成為新能源開發(fā)中的主流。

風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電因各自的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。風(fēng)力發(fā)電夜間好，光伏發(fā)電白天好，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)新能源全天候發(fā)電。通過建立風(fēng)光儲(chǔ)能電站，提高風(fēng)電消納能力和光伏間歇性問題，并起到對(duì)電網(wǎng)削峰填谷的作用。

隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，并網(wǎng)后，勢(shì)必會(huì)給電網(wǎng)帶來不良的影響。風(fēng)速和光照的突然改變會(huì)造成電壓的波動(dòng)與閃變或頻率的改變，從而影響了電能質(zhì)量；風(fēng)光出力的不確定性導(dǎo)致了潮流的不確定性，潮流改變可能造成支路潮流越限、節(jié)點(diǎn)電壓的越限等，從而影響供電可靠性。與此同時(shí)，還要增加相應(yīng)容量的旋轉(zhuǎn)備用來保證系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻能力。另一方面，如果當(dāng)方面的光伏板或風(fēng)機(jī)一直工作，勢(shì)必影響其使用壽命，增加運(yùn)行成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷本發(fā)明提供一種太陽能和風(fēng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過引入儲(chǔ)能模塊，將風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)儲(chǔ)在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，根據(jù)需求，連續(xù)或間歇地為電網(wǎng)供電，同時(shí)該系統(tǒng)還可以根據(jù)電網(wǎng)波動(dòng)情況，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)力及日照狀況，進(jìn)行自適應(yīng)地發(fā)電，在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊。并且根據(jù)當(dāng)?shù)厝照涨闆r，適應(yīng)性調(diào)整風(fēng)機(jī)是否工作，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)以及光伏板的使用壽命。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

具體地，本發(fā)明提供一種太陽能和風(fēng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，其包括控制器、逆變器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及光伏發(fā)電裝置，所述控制器與所述逆變器分別與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及光伏發(fā)電裝置電連接，

所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括支架、蓄電池、設(shè)置在所述支架上部的風(fēng)機(jī)以及設(shè)置在所述風(fēng)機(jī)底部的增速器，所述風(fēng)機(jī)包括外部框架、設(shè)置在所述外部框架內(nèi)部的主軸以及設(shè)置在所述主軸上的多個(gè)葉片；

所述光伏發(fā)電裝置包括支架、設(shè)置在所述支架上的光伏板、與所述支架連接并能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的電機(jī)以及設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上的第一發(fā)電板以及第二發(fā)電板；

所述控制器用于控制所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及所述光伏發(fā)電裝置的工作狀態(tài)，所述風(fēng)機(jī)的頂部設(shè)置有用于測(cè)量風(fēng)速的風(fēng)力測(cè)速儀，所述第一發(fā)電板上設(shè)置有第一光照傳感器，所述第二發(fā)電板上設(shè)置有第二光照閾值，所述控制器內(nèi)部設(shè)置有風(fēng)速閾值、第一時(shí)間閾值、第二時(shí)間閾值以及第三時(shí)間閾值、第一光照閾值以及第二光照閾值；

當(dāng)時(shí)間處于第一時(shí)間閾值時(shí)，所述控制器借助于所述電機(jī)控制所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)使所述第一發(fā)電板處于向東傾斜一定角度，此時(shí)如果所述第一光照傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)光照大于第一光照閾值，所述控制器控制所述風(fēng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，如果所述第一光照傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)光照小于第一光照閾值，所述控制器控制所述風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；

當(dāng)時(shí)間處于第二時(shí)間閾值時(shí)，所述控制器借助于所述電機(jī)控制所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)使所述第二發(fā)電板處于向西傾斜一定角度，此時(shí)如果所述第二光照傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)光照大于第二光照閾值，所述控制器控制所述風(fēng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，如果所述第二光照傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)光照小于第二光照閾值，所述控制器控制所述風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；

當(dāng)時(shí)間處于第三時(shí)間閾值時(shí)，所述控制器控制所述風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，如果此時(shí)所述風(fēng)力測(cè)速儀檢測(cè)到的風(fēng)速小于風(fēng)速閾值，所述控制器控制所述增速器工作，以提升所述風(fēng)機(jī)的風(fēng)速。

優(yōu)選地，所述風(fēng)機(jī)還設(shè)置有導(dǎo)流板。

優(yōu)選地，所述葉片以一定角度傾斜設(shè)置在所述主軸上，所述傾斜角度為10-15度。

優(yōu)選地，所述葉片的傾斜角度為11度。

優(yōu)選地，所述第一時(shí)間閾值為8-12時(shí)，所述第二時(shí)間閾值為13-17時(shí)，所述第三時(shí)間閾值為18-7時(shí)。

優(yōu)選地，所述蓄電池的輸出端連接所述電機(jī)的輸入端，用于為所述電機(jī)提供電源。

優(yōu)選地，所述蓄電池以及光伏板的輸出端連接有儲(chǔ)能裝置，所述儲(chǔ)能裝置設(shè)置有電壓測(cè)量裝置，所述電壓測(cè)量裝置用于測(cè)量所述儲(chǔ)能裝置的電壓。

優(yōu)選地，所述控制器內(nèi)部設(shè)置有電壓閾值，當(dāng)所述儲(chǔ)能裝置的電壓低于所述電壓閾值時(shí)，控制器控制所述風(fēng)機(jī)、第一發(fā)電板以及第二發(fā)電板同時(shí)工作。

優(yōu)選地，所述葉片包括第一葉片以及第二葉片，所述第一葉片與所述第二葉片之間呈一定夾角。

優(yōu)選地，所述夾角為10-15度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

①本發(fā)明將風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)化為電能一并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能模塊中，根據(jù)電網(wǎng)需求，由儲(chǔ)能模塊經(jīng)由逆變模塊向電網(wǎng)供電，避免風(fēng)能和太陽能的不穩(wěn)定性對(duì)電網(wǎng)至直接沖擊。

②本發(fā)明能夠根據(jù)當(dāng)前風(fēng)力及日照狀況，進(jìn)行自適應(yīng)地發(fā)電。在控制器內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)閾值，滿足不同的工作需求，并可以根據(jù)用電量及當(dāng)?shù)氐娜照涨闆r對(duì)閾值進(jìn)行調(diào)整。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖2是本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的光伏發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

具體地，本發(fā)明提供一種太陽能和風(fēng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，如圖1所示，其包括控制器1、逆變器2、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組3以及光伏發(fā)電裝置4，控制器1與逆變器2分別與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組3以及光伏發(fā)電裝置4電連接?？刂破?用于控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組3以及光伏發(fā)電裝置4的工作狀態(tài)，能夠?qū)L(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)化為電能一并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能模塊中，根據(jù)電網(wǎng)需求，由儲(chǔ)能模塊經(jīng)由逆變模塊向電網(wǎng)供電，避免風(fēng)能和太陽能的不穩(wěn)定性對(duì)電網(wǎng)至直接沖擊。

如圖2以及圖4所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組3包括支架31、蓄電池32、設(shè)置在支架31上部的風(fēng)機(jī)33以及設(shè)置在風(fēng)機(jī)33底部的增速器34，風(fēng)機(jī)33包括外部框架35、設(shè)置在外部框架35內(nèi)部的主軸36以及設(shè)置在主軸36上的多個(gè)葉片37。

優(yōu)選地，風(fēng)機(jī)33還設(shè)置有導(dǎo)流板。

優(yōu)選地，所述葉片以一定角度傾斜設(shè)置在所述主軸上，所述傾斜角度為10-15度。

優(yōu)選地，所述葉片的傾斜角度為11度。

如圖5所示，葉片37包括第一葉片371以及第二葉片372，第一葉片371與第二葉片372之間呈一定夾角。優(yōu)選地，所述夾角為10-15度。更優(yōu)選地，所述夾角為12度，在此角度下，葉片經(jīng)導(dǎo)流板的導(dǎo)流更好，能夠獲得更多的風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。

如圖3所示，光伏發(fā)電裝置4包括支架41、設(shè)置在支架41上的光伏板42、與支架41連接并能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸43、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸43旋轉(zhuǎn)的電機(jī)44以及設(shè)置在轉(zhuǎn)軸43上的第一發(fā)電板45以及第二發(fā)電板46。

風(fēng)機(jī)的頂部設(shè)置有用于測(cè)量風(fēng)速的風(fēng)力測(cè)速儀，第一發(fā)電板45上設(shè)置有第一光照傳感器，第二發(fā)電板46上設(shè)置有第二光照閾值，所述控制器內(nèi)部設(shè)置有風(fēng)速閾值、第一時(shí)間閾值、第二時(shí)間閾值以及第三時(shí)間閾值、第一光照閾值以及第二光照閾值。

優(yōu)選地，所述第一時(shí)間閾值為8-12時(shí)，所述第二時(shí)間閾值為13-17時(shí)，所述第三時(shí)間閾值為18-7時(shí)。第一光照閾值和第二光照閾值可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓庹諒?qiáng)度進(jìn)行設(shè)置。

此時(shí)間閾值可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐娜照諘r(shí)間及季節(jié)變化等因素進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到更好的發(fā)電的目的。

當(dāng)時(shí)間處于第一時(shí)間閾值時(shí)，即太陽在東方向時(shí)，控制器1借助于所述電機(jī)控制轉(zhuǎn)軸43轉(zhuǎn)動(dòng)使第一發(fā)電板45處于向東傾斜一定角度，一般為向東傾斜45度角，此時(shí)光照最為強(qiáng)烈，并且根據(jù)需要，也可以設(shè)置第一發(fā)電板隨時(shí)間推移，進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，以獲得最大光照強(qiáng)度。此時(shí)如果第一光照傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)光照大于第一光照閾值，控制器1控制所述風(fēng)機(jī)33停止旋轉(zhuǎn)，如果所述第一光照傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)光照小于第一光照閾值，所述控制器控制所述風(fēng)機(jī)33旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到最大限度發(fā)電的目的。

當(dāng)時(shí)間處于第二時(shí)間閾值時(shí)，即太陽處于西方向時(shí)，控制器1借助于所述電機(jī)控制轉(zhuǎn)軸43轉(zhuǎn)動(dòng)使第二發(fā)電板46處于向西傾斜一定角度，一般為向西傾斜45度角，此時(shí)光照最為強(qiáng)烈，并且根據(jù)需要，也可以設(shè)置第二發(fā)電板隨時(shí)間推移，進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，以獲得最大光照強(qiáng)度。此時(shí)如果所述第二光照傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)光照大于第二光照閾值，控制器1控制所述風(fēng)機(jī)33停止旋轉(zhuǎn)，如果所述第二光照傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)光照小于第二光照閾值，所述控制器控制所述風(fēng)機(jī)33旋轉(zhuǎn)；以達(dá)到最大限度發(fā)電的目的。

當(dāng)時(shí)間處于第三時(shí)間閾值時(shí)，即太陽光照較弱或基本無光照時(shí)，控制器1控制所述風(fēng)機(jī)33旋轉(zhuǎn)，如果此時(shí)所述風(fēng)力測(cè)速儀檢測(cè)到的風(fēng)速小于風(fēng)速閾值，控制器1控制所述增速器工作，以提升所述風(fēng)機(jī)33的風(fēng)速。達(dá)到發(fā)電目的。

優(yōu)選地，蓄電池的輸出端連接所述電機(jī)的輸入端，用于為電機(jī)提供電源。

優(yōu)選地，蓄電池以及光伏板的輸出端連接有儲(chǔ)能裝置6，儲(chǔ)能裝置6設(shè)置有電壓測(cè)量裝置61，電壓測(cè)量裝置61用于測(cè)量所述儲(chǔ)能裝置的電壓。

優(yōu)選地，控制器1內(nèi)部設(shè)置有電壓閾值，當(dāng)儲(chǔ)能裝置6的電壓低于電壓閾值時(shí)，控制器1控制風(fēng)機(jī)、第一發(fā)電板以及第二發(fā)電板同時(shí)工作，滿足發(fā)電需求。

本發(fā)明還提供一種太陽能風(fēng)能發(fā)電方法，其包括以下步驟：

S1、根據(jù)當(dāng)?shù)厝照諘r(shí)間及季節(jié)，計(jì)算第一時(shí)間閾值、第二時(shí)間閾值、第一溫度閾值以及第二溫度閾值；

S2、根據(jù)風(fēng)機(jī)發(fā)電量計(jì)算風(fēng)速閾值；

S3、在控制器內(nèi)部設(shè)置風(fēng)速閾值、第一時(shí)間閾值、第二時(shí)間閾值、第一溫度閾值以及第二溫度閾值，根據(jù)閾值的運(yùn)行條件，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及光伏發(fā)電裝置進(jìn)行控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

①本發(fā)明將風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)化為電能一并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能模塊中，根據(jù)電網(wǎng)需求，由儲(chǔ)能模塊經(jīng)由逆變模塊向電網(wǎng)供電，避免風(fēng)能和太陽能的不穩(wěn)定性對(duì)電網(wǎng)至直接沖擊。

②本發(fā)明能夠根據(jù)當(dāng)前風(fēng)力及日照狀況，進(jìn)行自適應(yīng)地發(fā)電。在控制器內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)閾值，滿足不同的工作需求，并可以根據(jù)用電量及當(dāng)?shù)氐娜照涨闆r對(duì)閾值進(jìn)行調(diào)整。

最后應(yīng)說明的是：以上所述的各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。