本實用新型涉及能源技術領域，具體而言涉及一種供電系統和方法。

背景技術：

目前市場中的太陽能光伏發電主要有離網發電和并網發電兩種，其中：

太陽能光伏離網發電不能與其他交流發電設備并列運行。離網太陽能光伏發電系統通常由太陽能光電池組件、控制器、逆變器和蓄電池組系統組成；為了滿足夜間或在多云或下雨的日子供電的需求，這種發電需要很多的儲能蓄電池，所以項目投資大，占地面積也大，且儲能蓄電池一般3-5年就需要更換一次，后期維護成本高。蓄電池的生產和維護、更換都會對環境的造成污染。

太陽能光伏并網發電系統是由光伏電池組件、控制器、并網逆變器組成，并網逆變器直接將電能連接到公共電網。并網太陽能光伏發電系統與離網太陽能光伏發電系統相比，省掉了蓄電池儲能和釋放的過程，減少了其中的能量消耗，節約了占地空間，還降低了建設及后期維護成本。但太陽能光伏并網發電系統只能與當地穩定的市電進行并網，在市電供電不穩定或供電質量差的電網中，將會隨電網的崩潰而停機。

內燃機發電機組是以內燃機發動機為原動機，拖動同步發電機發電的一種發電設備。這是一種起動迅速、操作維修方便、投資少、對環境的適應性能較 強的發電裝置，但內燃機發電機組的燃料是不可無限制開發利用的，如何降低內燃機發電機組的燃料成本，減少對不可再生能源的依賴為能源技術領域的主要難題。

技術實現要素：

本實用新型目的在于提供一種能夠根據負載用電情況，自動調節和控制內燃機發電機組單元和光伏發電單元的運行方案的供電系統和方法。

本實用新型的上述目的通過獨立權利要求的技術特征實現，從屬權利要求以另選或有利的方式發展獨立權利要求的技術特征。

為達成上述目的，本實用新型提出一種供電系統，所述供電系統包括至少一個內燃機發電機組單元、至少一個光伏發電單元、負載單元以及電能管理控制單元。

所述內燃機發電機組單元包括至少一臺內燃機發電機組。

所述內燃機發電機組單元和光伏發電單元的輸出端并聯后與負載單元連接；所述內燃機發電機組單元和光伏發電單元的控制輸入端分別與電能管理控制單元連接。

所述電能管理控制單元控制光伏發電單元、內燃機發電機組單元中的至少一臺內燃機發電機組對負載進行供電，包括：在光伏發電單元能夠滿足負載電量時，一臺內燃機發電機組運行，同時控制光伏發電單元內各個光伏發電陣列的發電量，使發電量滿足負載的使用要求；在光伏發電單元不能正常工作或不 能滿足負載電量時，電能管理控制單元控制內燃機發電機組單元中內燃機發電機組的工作臺數和每臺的發電量，使發電量滿足負載的使用要求。

本實用新型的另一目的在于提供一種供電方法，電能管理控制單元控制光伏發電單元、內燃機發電機組單元中至少一臺內燃機發電機組對負載進行供電，包括：在光伏發電單元能夠滿足負載電量時，至少一臺內燃機發電機組運行，同時控制光伏發電單元內各個光伏發電陣列的發電量，使發電量滿足負載的使用要求；在光伏發電單元不能正常工作或不能滿足負載電量時，電能管理控制單元控制內燃機發電機組單元的內燃機發電機組工作的臺數和每臺的發電量，使發電量滿足負載的使用要求。

由以上技術方案可知，本實用新型采用電能管理控制單元控制內燃機發電機組單元和光伏發電單元對負載單元進行供電，充分利用光伏發電單元對負載單元供電，節約了內燃機發電機組的燃料消耗，提高了能源的利用率。由于不需要與市電并網，供電的穩定性有保障；電能管理控制單元實時的監測負載的電量數據，保證了負載的實時供電。

應當理解，前述構思以及在下面更加詳細地描述的額外構思的所有組合只要在這樣的構思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的實用新型主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的實用新型主題的一部分。

結合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本實用新型教導的前述和其 他方面、實施例和特征。本實用新型的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據本實用新型教導的具體實施方式的實踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標記。現在，將通過例子并參考附圖來描述本實用新型的各個方面的實施例，其中：

圖1是供電系統的連接示意圖。

圖2是電能管理控制器單元的框架示意圖。

圖3是光伏發電單元發電功率和時間的示意圖。

具體實施方式

為了更了解本實用新型的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。

在本公開中參照附圖來描述本實用新型的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本實用新型的所有方面。應當理解，上面介紹的多種構思和實施例，以及下面更加詳細地描述的那些構思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本實用新型所公開的構思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本實用新型公開的一些方面可以單獨使用， 或者與本實用新型公開的其他方面的任何適當組合來使用。

如圖1所示，一種供電系統，所述供電系統包括至少一個內燃機發電機組單元、至少一個光伏發電單元、負載單元以及電能管理控制單元。

所述內燃機發電機組單元包括至少一臺內燃機發電機組1。

所述光伏發電單元包括至少一個光伏發電陣列。

所述內燃機發電機組單元和光伏發電單元的輸出端并聯后與負載單元連接；所述內燃機發電機組單元和光伏發電單元的控制輸入端分別與電能管理控制單元連接。

所述電能管理控制單元控制光伏發電單元、內燃機發電機組單元中的至少一臺內燃機發電機組1對負載進行供電，包括：在光伏發電單元能夠滿足負載電量時，一臺內燃機發電機組1運行，同時控制光伏發電單元內各個光伏發電陣列的發電量，使發電量滿足負載的使用要求；在光伏發電單元不能正常工作或不能滿足負載電量時，電能管理控制單元控制內燃機發電機組單元中內燃機發電機組的工作臺數和每臺的發電量，使發電量滿足負載的使用要求。

作為優選的，內燃機發電機組單元包括內燃機發電機組1、第一變壓器2以及第一開關控制柜3；所述內燃機發電機組1的輸入端連接到所述電能管理控制單元，所述內燃機發電機組1的輸出端通過第一變壓器2、經所述第一開關控制柜3連接到負載單元。

內燃機發電機組1輸出的交流電經第一變壓器2，通過第一開關控制柜3輸 出到負載單元。

作為優選的，光伏發電單元包括光伏發電陣列、第二變壓器7和第二開關控制柜8；所述光伏發電陣列包括太陽能電池板5、光伏逆變器6，所述太陽能電池板5的輸出端連接到光伏逆變器6的輸入端，所述光伏逆變器6的控制端連接到所述電能管理控制單元，光伏逆變器6的輸出端通過第二變壓器7，經所述第二開關控制柜8連接到負載單元；

所述太陽能電池板5輸出的直流電經光伏逆變器6轉換為交流電，所述交流電經第二變壓器7變壓后，通過第二開關控制柜8輸出到負載單元。

作為優選的，所述負載單元包括負載功率監測器4、總輸出開關控制柜11和負載12；所述內燃機發電機組單元和光伏發電單元輸出端與分別與負載功率監測器4的輸入端連接，負載功率監測器4的控制端連接到電能管理控制單元，負載功率監測器4的輸出端連接到總輸出開關控制柜11，所述總輸出開關控制柜11與負載12連接；

負載功率監測器4用于監測負載12的電量數據，且將電量數據輸出給電能管理控制單元，電能管理控制單元控制內燃機發電機組單元、光伏發電單元投入工作的臺數和每臺的發電量。

作為優選的，所述電能管理控制單元包括電能管理控制器9和監控報表系統10，所述電能管理控制器9分別與內燃機發電機組單元、光伏發電單元、負載單元和監控報表系統10連接；監控報表系統10用于顯示讀取和存儲電管理 控制器中的數據，監控報表系統10能夠實時的顯示電能管理控制器9中的數據，方便的監控相關電量數據。

如圖2所示，電能管理控制器9包括電源模塊、第一處理器模塊、第二處理器模塊、存儲單元和觸摸顯示屏。所述負載單元的功率信號輸入所述第二處理模塊，所述第二處理模塊與第一處理模塊通過RS232通信接口實現通信，第一處理模塊與存儲器連接，其中電源模塊用于對第一處理器模塊和第二處理器模塊供電，所述觸摸顯示屏的操作面板用于設置內燃機發電機組單元和光伏發電單元的電量參數，其中電量參數包括內燃機發電機組和光伏發電陣列的數量、單臺內燃機發電機組和光伏發電陣列的數量、單臺內燃機發電機組和單個光伏發電陣列的額定功率、內燃機發電機組的最小運行功率、光伏發電陣列的最小啟動功率；所述觸摸顯示屏的操作面板用于設定和修改內燃機發電機組單元和光伏發電單元的運行方案。

第二處理模塊用于讀取負載單元的功率數據，并將經第一處理模塊處理后的數據傳送給第二處理模塊，第二處理模塊通過RS485通信接口傳輸給內燃機發電機組單元和光伏發電單元，調整內燃機發電機組單元和光伏發電單元的運行方案。

第一處理模塊還設置有調試端口和USB接口，用于調試和測試電能管理控制器的可靠測試。

監控報表系統用于實時讀取電能管理控制器9的相關的實時功率數據，并 生成報表、實時曲線、歷史曲線。

一種供電方法，所述電能管理控制單元控制光伏發電單元、至少一臺內燃機發電機組1對負載進行供電，包括：在光伏發電單元能夠滿足負載電量時，一臺內燃機發電機組1運行，同時控制光伏發電單元內各個光伏發電陣列的發電量，使發電量滿足負載的使用需求；在光伏發電單元不能正常工作或不能滿足負載電量時，電能管理控制單元控制內燃機發電機組單元工作的臺數和每臺的發電量，使發電量滿足負載的使用需求。

作為優選的，負載功率監測器4監測負載12的用電量數據，并將負載12的電量數據反饋給電能管理控制器9，電能管理控制器9通過運算調整內燃機發電機組單元和光伏發電單元的運行臺數和發電量，調整內燃機發電機組單元和光伏發電單元的工作狀態。

作為優選的，電量數據包括電流和功率，調整內燃機發電機組單元和光伏發電單元的運行臺數和發電量的條件為下列條件之一或任意組合：

作為優選的，所述內燃機發電機組單元和光伏發電單元輸出的電流低于負載電流；所述內燃機發電機組單元和光伏發電單元輸出的功率低于負載功率；所述內燃機發電機組單元和光伏發電單元的輸出電流高于負載電流；所述內燃機發電機組單元和光伏發電單元的輸出功率低于負載功率。

如下為本實用新型的部分具體實施例。

通過觸摸顯示屏輸入功率數據，所述功率數據包括內燃機發電機組單元的 單臺內燃機發電機組額定功率1000KW、內燃機發電機組單元的臺數為3臺，在運行過程中保證至少有一臺內燃機發電機組運行，其中單臺內燃機發電機組的最小輸出功率為300KW；如圖3所示為光伏發電單元內各個光伏發電陣列的發電量和時間的曲線圖，光伏發電單元的單個光伏發電陣列的額定功率1000KW，光伏發電單元的個數為2臺，其中光伏發電單元的最大輸出電量為1560KW；負載單元的最大功率為2500KW。

實施例一

在18:00-24:00、00:00-6:00時間段內，光伏發電單元關閉，若實時負載為300KW，負載功率數據輸入第二處理模塊，第二處理模塊通過RS232通信接口與第一處理模塊通信，第一處理模塊通過處理將結果輸出給內燃機發電機組單元和光伏發電單元，使1臺內燃機發電機組工作，內燃機發電機組輸出電量為300KW，0臺光伏發電單元內各個光伏發電陣列工作，光伏發電單元內各個光伏發電陣列輸出電量為0KW。

實施例二

在08:20時，光伏發電單元開啟，若實時負載為2000KW，負載功率數據輸入第二處理模塊，第二處理模塊通過RS232通信接口與第一處理模塊通信，第一處理模塊通過處理將結果輸出給內燃機發電機組單元和光伏發電單元，使2個光伏發電陣列工作，每個光伏發電陣列輸出電量為200KW，2臺內燃機發電機組工作，每臺內燃機發電機組輸出電量為800KW。

實施例三

在11:30時，光伏發電單元開啟，若實時負載為2000KW，負載功率數據輸入第二處理模塊，第二處理模塊通過RS232通信接口與第一處理模塊通信，第一處理模塊通過處理將結果輸出給內燃機發電機組單元和光伏發電單元，使2臺光伏發電單元內各個光伏發電陣列工作，每個光伏發電陣列輸出電量為700KW，電能管理控制器將工作的2臺內燃機發電機組轉換為1臺內燃機發電機組，內燃機發電機組輸出電量為600KW。

實施例四

在15:30時，光伏發電單元開啟，若實時負載為2300KW，負載功率數據輸入第二處理模塊，第二處理模塊通過RS232通信接口與第一處理模塊通信，第一處理模塊通過處理將結果輸出給內燃機發電機組單元和光伏發電單元，使2個光伏發電陣列工作，每個光伏發電陣列輸出電量為300KW，電能管理控制器將工作的1臺內燃機發電機組轉換為2臺內燃機發電機組，每臺內燃機發電機組輸出電量為850KW。

實施例五

在19:00時，光伏發電單元關閉，若實時負載為2500KW，負載功率數據輸入第二處理模塊，第二處理模塊通過RS232通信接口與第一處理模塊通信，第一處理模塊通過處理將結果輸出給內燃機發電機組單元和光伏發電單元，使0臺光伏發電單元內各個光伏發電陣列工作，每各個光伏發電陣列輸出電量為 0KW，3臺內燃機發電機組工作，每臺內燃機發電機組輸出電量為834KW。

如上所示，亦可通過功率數據計算出電流數據，通過電流數據控制內燃機發電機組和光伏發電陣列的運行臺數和輸出電流。

以上本實用新型可以根據負載單元的用電量配置不同類型和臺數的內燃內發電機組單元和光伏發電單元。

雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型。本實用新型所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。