[发明专利]一种分布式离网风电独立供能的冷热双效蓄能系统

权利要求书

1.一种分布式离网风电独立供能的冷热双效蓄能系统，其特征在于采用分布式离网风电独立供能驱动系统运行，有效缓解电网压力，充分利用分布式风力资源，以水为储能工质，通过制冷/制热的方式取代蓄电池进行蓄能，大幅降低成本，解决环境污染问题，为提高系统能量综合利用效率，对风能最大功率点进行跟踪捕获并优化控制方式，对供能、蓄能、用能和辅助蓄电池容量进行耦合匹配，根据风况对系统运行模式进行实时调节，同时对功能单一的制冷/制热系统进行改造，实现冷热双效蓄能。

2.根据权利要求1所述的采用分布式离风电独立供能驱动系统运行，其特征在于系统所需能量全部由风电供给，采用AC/DC三相整流桥将永磁同步风力发电机发出的三相电整流为直流电；采用控制器对风电最大功率点进行跟踪捕获，使得风力发电机的风轮始终保持最佳转速，实现风电转化效率的提高；采用DC/DC升压变换器对波动性较大的直流电进行升压稳压，实现稳定的直流电输出。

3.根据权利要求1所述的通过制冷/制热的方式取代蓄电池进行蓄能，其特征在于以水作为储能工质，取代蓄电池，将风能转化为冷水中的冷量或热水中的热量进行存储，但由于风能的波动性和间歇性，使用风电作为单一驱动电源难以实现系统的连续稳定运行，因此，增加低容量的辅助蓄电池，仅用于满足控制器用电需求和在风速波动较大时维持压缩机的正常运行，而不作为主要的储能装置。

4.根据权利要求1和2所述的对风电最大功率点进行跟踪捕获并优化控制方式，其特征在于对现有的风电最大功率点跟踪爬山搜索法进行优化，利用风速传感仪发出的风速信号计算风速变化率，判断实时风况，并根据结果调节扰动比例因子的大小，使得占空比调制步长可根据风速变化率自动适应，实现控制器响应速度的大幅提高，更快地将风轮调整至最佳转速，进一步提高风电转化效率。

5.根据权利要求1和3所述的对供能、蓄能、用能和辅助蓄电池容量进行耦合匹配，其特征在于通过模拟计算选取最佳蓄电池容量，实现系统全天候连续运行，对应用地区的风力资源进行测量和统计，模拟计算全年发电量，分析夏季供冷及冬季供热需求，选择合适功率的压缩机，根据发电量及用电量，选择辅助蓄电池容量，满足压缩机在短期无风或低风速工况时的用电需求。

6.根据权利要求1所述的根据风况对系统运行模式进行实时调节，其特征在于控制器通过风速传感仪采判断当前风况，自动接通或断开辅助蓄电池，使系统在浮充和直驱模式之间切换，系统需要借助辅助蓄电池保证连续稳定的运行，但是蓄电池端电压对风机输出具有明显的钳制作用，控制器在无风时，接通蓄电池作为主电源供电；低风速且风速较为稳定时，断开辅助蓄电池采用直驱模式，解除蓄电池端电压对风电输出的钳制作用；中高风速时，接通辅助蓄电池采用浮充模式，在满足压缩机运行功率的前提下，将剩余的风电存入辅助蓄电池中，在保证系统稳定运行的前提下，优先将风电用于制冷/制热，有效提高风-电-冷和风-电-热转化效率。

7.根据权利要求1所述的对功能单一的制冷/制热系统进行改造，其特征在于加装四通阀和三向电磁阀，通过控制器切换冷热双效系统的运行模式，实现蒸发器和冷凝器的功能互换，在同一储水箱内储存冷水或热水，系统以制冷模式运行时，蒸发器吸热制冷；以制热模式运行时，蒸发器和冷凝器位置不变，功能互相调换，此时由蒸发器放热制热。