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申请/专利权人：国网安徽省电力有限公司培训中心;安徽电气工程职业技术学院;国网安徽省电力有限公司黄山供电公司;国家电网有限公司

摘要：基于风光分布式电源的楼宇建筑节能综合利用系统及控制方法，涉及电力系统和新能源领域。主要由多能互补分布式电源系统、家庭用电管理系统、太阳能供暖系统和太阳能制冷系统构成。本发明首先实现了热能、化学能、光能、电能和风能在楼宇建筑系统的合理分配和综合利用。然后实现了光伏系统始终工作于最大功率点，接着利用蓄电池储能装置减少了风力发电和太阳能光伏发电自身随机性所带来的功率波动问题。最后通过家庭用电管理系统调节多能互补系统中分布式电源和常规家庭负载用电分配比例，解决太阳能供暖和制冷系统所存在的波动问题，更充分发挥了分布式电源所具有的灵活性高，绿色环保的特点，避免了一定的能量损失，节约了电能成本。

主权项：1.基于风光分布式电源的楼宇建筑节能综合利用系统的控制方法，其特征在于：所述基于风光分布式电源的楼宇建筑节能综合利用系统由多能互补分布式电源系统、家庭用电管理系统、太阳能供暖系统和太阳能制冷系统构成；所述多能互补分布式电源系统包括太阳能光伏阵列发电装置、风电发电装置和蓄电池储能装置，通过蓄电池储能装置存储和释放由太阳能光伏阵列发电装置和风力发电装置所产生的电能，经过升降压斩波电路并联到同一条直流母线上，并输出至家庭用电管理系统；所述风力发电装置选择永磁直驱风力发电机；所述太阳能光伏阵列发电装置和风力发电装置的并网选择单向Boost电路，蓄电池储能装置选择双向升降压斩波电路；所述太阳能供暖系统包括太阳能集热器、蓄热水箱、电热水器、地源热泵、地源换热器组和室内冷暖柜机组成，室内冷暖柜机、蓄热水箱向用户提供稳定的供暖和卫浴热水；所述太阳能制冷系统采用吸附式太阳能制冷，包括太阳能集热器、吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器组成，冷凝器实现用户室内空调制冷；所述家庭用电管理系统调节多能互补分布式电源系统中分布式电源和常规家庭负载用电分配比例，以保障用户用电安全稳定为前提，安全等级不高的设备优先使用分布式电源，保证家庭用电的利用最大化和安全可靠；控制方法步骤如下：①、太阳能供暖系统，在白天太阳辐射充足的情况下太阳光照的热能转移到民居取暖和卫浴热水，整个过程转移的热量用Qj表示；阳光辐射不足或夜间时太阳能供暖系统出力不足，所需的剩余热量由电网电力提供，用Pheat表示；②、太阳能制冷系统，在白天太阳辐射充足时，集热器吸收太阳能辐射后升温，高温使得发生器中制冷剂从吸附剂解吸，解吸的制冷剂进入冷凝器，经冷却介质冷却为液态，再经节流阀进入蒸发器，然后通过吸收器经过泵的工作再次进入发生器；当阳光辐射不足或夜间时，环境温度降低，集热器冷却，温度、压力降低，吸附剂开始工作吸收制冷剂，由此产生制冷效果；太阳能制冷系统出力不足，所需的剩余电量由电网电力提供，用Pcool表示；利用光电和光热组合技术分别实现太阳能取暖和太阳能制冷，太阳能制冷系统和太阳能取暖系统分别根据太阳辐射强度大小所设定的控制方式分别工作；其中太阳能取暖装置的热效率为： 式中Qj表示热量；Ac表示太阳能集热器面积，单位为m2；A、B表示集热器类型与型号相关的常数；tfi表示集热器入口流体温度；ta表示环境温度；HT表示焓；③、太阳能光伏阵列发电装置的能量变换结构与拓扑为级联直流模块式，为每个光伏组件配置一个DC-DC变换器做最大功率点跟踪，使光伏系统最终工作于最大功率点，然后将这些模块串联到一定的电压等级接到直流母线上；光伏发电输出功率用PPV表示；④、建立蓄电池、风力发电和太阳能光伏发电为基础的分布式电源系统，经直流斩波电路并联到同一条直流母线上；蓄电池存储功率和风力发电输出功率分别用PBat和PPMSG表示；多能互补分布式电源系统为太阳能光伏发电和风力发电通过Boost变换器连接直流母线，蓄电池通过双向DC-DC换流器，并连接到直流电网，再通过三相PWM逆变器、RL滤波电路以及相关保护设备，接入家庭用电管理系统，实现整体系统的拓扑结构；且多能互补分布式电源系统不参与电网并网仅用于家庭使用；⑤、建立家庭用电管理系统，调节多能互补系统中分布式电源和常规家庭负载用电分配比例，以保障用户用电安全稳定为前提，安全等级不高的设备优先使用分布式电源，保证家庭用电的利用最大化和安全可靠；家庭用电消耗的电网功率用Pgrid表示；家庭用电管理系统中，相关控制策略关系为：PThermal＝Pheat+Pcool+QjPDER＝PPV+PPMSG+PBatPload+Pheat+Pcool+PDER+Pgrid＝0式中PDER为分布式电源所提供的功率；Pload为楼宇建筑中所消耗的功率；PThermal为家庭供暖、制冷所需要的能量之和；当Pheat+Pcool＜0时，表示家庭楼宇建筑的取暖和制冷系统所需电量太阳能可以全部提供；当Pheat+Pcool＞0，且分布式电源PDER0时，楼宇建筑中所消耗的电能Pload由电网Pgrid提供；若PDER0时，楼宇建筑中所消耗的电能Pload由Pgrid-PDER提供。

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