一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置的制作方法

1.本发明属于电力供应技术领域，尤其涉及一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置。


背景技术：

2.虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现dg、储能系统、可控负荷、电动汽车等der的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂概念的核心可以总结为“通信”和“聚合”。虚拟电厂的关键技术主要包括协调控制技术、智能计量技术以及信息通信技术。虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合der参与电力市场和辅助服务市场运行，为配电网和输电网提供管理和辅助服务；
3.在进行虚拟电厂发电时，通常会将小型的个体发电体生产的电力通过电网企业将电输送到各个地方，在这个过程中，有些单体用户会在自家房屋上建立发电装置，用于电力的存储和输送；
4.中国专利cn115247627a公开了一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，涉及到电力供应领域，包括居民房、底座，底座设置于居民房的上方，底座的上表面设置有支撑套筒，支撑套筒的内底壁设置有电推杆，电推杆的输出端设置有承重杆，承重杆的表面与支撑套筒的内壁滑动连接，承重杆的顶端设置有连接撑板。本发明通过设置底座、支撑套筒，实现对承重杆的稳定支撑，通过设置连接撑板，实现对环形安装圈的稳定支撑，通过设置发电蓄电机构，进行虚拟电厂的分布式发电，集中对电力进行供应，同时在风力发电时，调节角度，最大化的利用风能，借由上述结构，便于单体用户进行分布式发电，同时对风能进行更好的利用；
5.上述专利中，虽然能够进行风力发电角度的调节，但是一方面，无法对风向进行检测，无法实现智能调节，另一方面，调节方式是手动调节的方式，不可能每次人为发现风向改变了，爬上楼顶去调节，这样是不切合实际的。


技术实现要素：

6.本发明提供一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，旨在解决上述的问题。
7.本发明是这样实现的，一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其安装于房子的顶部，包括：
8.环向间隔分布的多个风力发电机，每个风力发电机分别与一个蓄电池连接，所述蓄电池接入输电线；
9.风向单元，用于检测风向；
10.与风向单元通讯连接的调节单元，用于自动调节多个风力发电机的朝向使之与风向相同。
11.优选地，所述风向单元包括：
12.安装于房子的顶部的安装板；
13.通过球轴承安装于安装板上的连接杆，所述连接杆顶部固定安装有受风球；
14.环向等间隔设于连接杆外侧的多根弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆两端分别与连接杆和安装板钩连；
15.所述弹性伸缩杆包括插杆、套筒、压力传感器和压缩弹簧，所述插杆一端插入套筒内并固定安装有压力传感器，所述压缩弹簧置于套筒内且一端与压力传感器抵触，所述压力传感器与控制器电连接。
16.优选地，所述调节单元包括：
17.转动安装于安装板上且位于连接杆外部的外齿圈；
18.环向间隔设于外齿圈外侧的多个齿轮，所述齿轮转动安装于安装板上，所有齿轮均与外齿圈啮合，所述风力发电机安装于齿轮上；
19.固定于安装板上的第二步进电机，用于带动一个齿轮转动，所述第二步进电机与控制器电连接。
20.优选地，一个所述齿轮下表面偏心固定有信号接收器，所述安装板上表面沿信号接收器的转动轨迹上等间隔安装有多个与信号接收器配合的信号发射器，所述信号发射器与压力传感器分布方式相同且一一对应。
21.优选地，所述安装板与房子的顶部之间设有升降单元，所述升降单元用于调节安装板的高度。
22.优选地，所述升降单元包括：
23.连接于安装板与房子的顶部之间的剪叉机构，所述剪叉机构顶部的两端均铰接有连接座，所述连接座与安装板下表面滑动连接，所述剪叉机构底部的两端均铰接有滑座，所述滑座与房子的顶部滑动连接；
24.安装于房子的顶部的驱动机构，用于带动剪叉机构伸长或缩短。
25.优选地，所述驱动机构包括：
26.转动安装于房子的顶部的双向丝杆，所述双向丝杆分别与两个滑座螺纹连接；
27.固定于房子的顶部的第一步进电机，用于带动双向丝杆转动。
28.优选地，还包括太阳能发电单元，所述太阳能发电单元包括太阳能板，所述安装板两端分别铰接安装有太阳能板，所述安装板与太阳能板之间连接有调角机构，用于调节太阳能板的角度。
29.优选地，所述调角机构包括：
30.固定于太阳能板下表面的连接板；
31.铰接于连接板与安装板之间的电动推杆。
32.优选地，所述太阳能发电单元包括用于清洁太阳能板的清洁组件，所述清洁组件包括：
33.固定于太阳能板上表面靠近安装板一端的喷水管，所述喷水管的喷水孔朝向太阳能板上表面；
34.设于房子的顶部的水箱，所述水箱内安装有泵体，所述泵体通过软水管与喷水管连接。
35.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：
36.本发明所提供的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置通过风力发电机、风向单元和调节单元，风向单元检测风向，然后将信号反馈给调节单元，所述调节单元自动调节多个风力发电机的朝向使之与风向相同，使得风充分带动风力发电机的风轮转动，提高发电效率。
附图说明
37.图1是本发明提供的一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置的结构示意图；
38.图2是本发明提供的一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置中调节单元的结构示意图；
39.图3是图1中的a处放大图；
40.图4是图1中的b处放大图；
41.图5是本发明提供的一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置另一实施例的结构示意图。
42.附图标记注释：1、房子；2、滑座；3、双向丝杆；4、剪叉机构；5、第一步进电机；6、太阳能板；7、连接板；8、电动推杆；9、安装板；10、齿轮；11、安装杆；12、风力发电机；13、受风球；14、连接杆；15、外齿圈；16、弹性伸缩杆；17、信号接收器；18、第二步进电机；19、连接座；20、信号发射器；21、球轴承；22、供水管；23、水箱；24、泵体；25、喷水管；26、压力传感器；27、压缩弹簧。
具体实施方式
43.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
44.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
45.本发明实施例提供了一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，如图1-图5所示，其安装于房子1的顶部，包括：
46.环向间隔分布的多个风力发电机12，通过风力发电，可设计小型的风力发电机12，风力发电技术为现有技术，不再进行赘述，每个风力发电机12分别与一个蓄电池连接，所述蓄电池接入输电线，可进行供电操作；
47.风向单元，用于检测风向；
48.与风向单元通讯连接的调节单元，用于自动调节多个风力发电机12的朝向使之与风向相同；
49.工作时，风向单元检测风向，然后将信号反馈给调节单元，所述调节单元自动调节
多个风力发电机12的朝向使之与风向相同，使得风充分带动风力发电机12的风轮转动，提高发电效率；
50.其中，所述风向单元包括：
51.安装于房子1的顶部的安装板9；
52.通过球轴承21安装于安装板9上的连接杆14，所述连接杆14顶部固定安装有受风球13，可通过螺丝固定安装，所述受风球13可以是气球；
53.环向等间隔设于连接杆14外侧的多根弹性伸缩杆16，所述弹性伸缩杆16两端分别与连接杆14和安装板9钩连；
54.所述弹性伸缩杆16包括插杆、套筒、压力传感器26和压缩弹簧27，所述插杆一端插入套筒内并固定安装有压力传感器26，可通过螺丝固定，所述压缩弹簧27置于套筒内且一端与压力传感器26抵触，所述压力传感器26与控制器电连接，可通过螺丝将控制器安装于安装板9上，控制器可以是单片机；
55.起风时，吹动受风球13向一侧偏，受风球13带动连接杆14向一侧偏，连接杆14使得那一侧的伸缩杆压缩，此伸缩杆内的压力传感器26数值增大且比其他压力传感器26数值更大，从而能够知道风向；
56.具体的，所述调节单元包括：
57.转动安装于安装板9上且位于连接杆14外部的外齿圈15，可通过轴承转动安装；
58.环向间隔设于外齿圈15外侧的多个齿轮10，所述齿轮10转动安装于安装板9上，可通过轴承转动安装，所有齿轮10均与外齿圈15啮合，所述风力发电机12安装于齿轮10上，可在齿轮10中心处固定竖直的安装杆11，可采用焊接固定方式，所述风力发电机12通过螺丝固定于安装杆11顶端；
59.固定于安装板9上的第二步进电机18，可通过螺丝固定，用于带动一个齿轮10转动，可将第二步进电机18的输出轴与齿轮10固定连接，所述第二步进电机18与控制器电连接；
60.当不同位置的压力传感器26数值变化时，控制器控制第二步进电机18转动设定角度，第二步进电机18带动一个齿轮10转动，一个齿轮10通过外齿圈15带动所有齿轮10同步转动，所有齿轮10上的风力发电机12对应转动，使得风机发电机的朝向与风向相同；
61.在具体实施中，一个所述齿轮10下表面偏心固定有信号接收器17，可通过螺丝固定，所述安装板9上表面沿信号接收器17的转动轨迹上等间隔安装有多个与信号接收器17配合的信号发射器20，可通过螺丝安装，所述信号发射器20与压力传感器26分布方式相同且一一对应；
62.需要解释的是，当某一位置的压力传感器26数值最大，将信号反馈给控制器，控制器控制第二步进电机18启动，第二步进电机18带动齿轮10转动，同时，对应位置的信号发射器20发出信号，待齿轮10带动信号接收器17转动至此信号发射器20上方，接收到信号，第二步进电机18停止。
63.在本实施例中，所述安装板9与房子1的顶部之间设有升降单元，所述升降单元用于调节安装板9的高度；
64.较佳的，所述升降单元包括：
65.连接于安装板9与房子1的顶部之间的剪叉机构4，所述剪叉机构4顶部的两端均铰
接有连接座19，所述连接座19与安装板9下表面滑动连接，可在安装板9下表面开设与滑块滑动连接的滑槽，所述剪叉机构4底部的两端均铰接有滑座2，所述滑座2与房子1的顶部滑动连接，可在房子1的顶部通过螺丝固定与滑座2滑动连接的滑轨；
66.安装于房子1的顶部的驱动机构，用于带动剪叉机构4伸长或缩短；
67.进一步的，所述驱动机构包括：
68.转动安装于房子1的顶部的双向丝杆3，可通过轴承和轴承座转动安装，所述双向丝杆3分别与两个滑座2螺纹连接；
69.固定于房子1的顶部的第一步进电机5，可通过螺栓固定，用于带动双向丝杆3转动，可将第一步进电机5的输出轴通过联轴器与双向丝杆3一端固定连接；
70.通过第一步进电机5带动双向丝杆3转动，双向丝杆3带动两个滑座2相靠近或远离，两个滑座2带动剪叉机构4伸长或缩短；
71.在具体实施中，还包括太阳能发电单元，所述太阳能发电单元包括太阳能板6，所述安装板9两端分别铰接安装有太阳能板6，所述安装板9与太阳能板6之间连接有调角机构，用于调节太阳能板6的角度，所述太阳能板6与蓄电池电连接，太阳能发电属于现有技术，不再进行赘述；
72.较佳的，所述调角机构包括：
73.固定于太阳能板6下表面的连接板7，可通过螺丝固定；
74.铰接于连接板7与安装板9之间的电动推杆8，通过电动推杆8伸长，电动推杆8通过连接板7带动太阳能板6转动，调节太阳能板6的角度；
75.具体的，所述太阳能发电单元包括用于清洁太阳能板6的清洁组件，所述清洁组件包括：
76.固定于太阳能板6上表面靠近安装板9一端的喷水管25，可通过螺丝固定，所述喷水管25的喷水孔朝向太阳能板6上表面；
77.设于房子1的顶部的水箱23，所述水箱23内安装有泵体24，所述泵体24通过软水管与喷水管25连接；
78.在需要清洁太阳能板6上表面时，泵体24工作，将水箱23内的水泵入软水管，然后进入喷水管25，从喷水孔喷出冲洗太阳能板6上表面，提高太阳能板6对太阳光的吸收率。
79.综上所述，本发明提供了一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其工作原理为：
80.起风时，吹动受风球13向一侧偏，受风球13带动连接杆14向一侧偏，连接杆14使得那一侧的伸缩杆压缩，此伸缩杆内的压力传感器26数值增大且比其他压力传感器26数值更大，从而能够知道风向；风向单元将信号反馈给调节单元，当不同位置的压力传感器26数值变化时，控制器控制第二步进电机18转动设定角度，第二步进电机18带动一个齿轮10转动，一个齿轮10通过外齿圈15带动所有齿轮10同步转动，所有齿轮10上的风力发电机12对应转动，使得风机发电机的朝向与风向相同；使得风充分带动风力发电机12的风轮转动，提高发电效率。
81.需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可能采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说
明书中所描述的实施例均属于优选实施例，涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
82.本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元之间的间接耦合或通信连接，可以是电信或者其它的形式。
83.上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
84.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。

技术特征：
1.一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其安装于房子的顶部，包括：环向间隔分布的多个风力发电机，每个风力发电机分别与一个蓄电池连接，所述蓄电池接入输电线；其特征在于，还包括：风向单元，用于检测风向；与风向单元通讯连接的调节单元，用于自动调节多个风力发电机的朝向使之与风向相同。2.如权利要求1所述的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其特征在于，所述风向单元包括：安装于房子的顶部的安装板；通过球轴承安装于安装板上的连接杆，所述连接杆顶部固定安装有受风球；环向等间隔设于连接杆外侧的多根弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆两端分别与连接杆和安装板钩连；所述弹性伸缩杆包括插杆、套筒、压力传感器和压缩弹簧，所述插杆一端插入套筒内并固定安装有压力传感器，所述压缩弹簧置于套筒内且一端与压力传感器抵触，所述压力传感器与控制器电连接。3.如权利要求2所述的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其特征在于，所述调节单元包括：转动安装于安装板上且位于连接杆外部的外齿圈；环向间隔设于外齿圈外侧的多个齿轮，所述齿轮转动安装于安装板上，所有齿轮均与外齿圈啮合，所述风力发电机安装于齿轮上；固定于安装板上的第二步进电机，用于带动一个齿轮转动，所述第二步进电机与控制器电连接。4.如权利要求3所述的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其特征在于，一个所述齿轮下表面偏心固定有信号接收器，所述安装板上表面沿信号接收器的转动轨迹上等间隔安装有多个与信号接收器配合的信号发射器，所述信号发射器与压力传感器分布方式相同且一一对应。5.如权利要求1所述的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其特征在于，所述安装板与房子的顶部之间设有升降单元，所述升降单元用于调节安装板的高度。6.如权利要求5所述的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其特征在于，所述升降单元包括：连接于安装板与房子的顶部之间的剪叉机构，所述剪叉机构顶部的两端均铰接有连接座，所述连接座与安装板下表面滑动连接，所述剪叉机构底部的两端均铰接有滑座，所述滑座与房子的顶部滑动连接；安装于房子的顶部的驱动机构，用于带动剪叉机构伸长或缩短。7.如权利要求6所述的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其特征在于，所述驱动机构包括：转动安装于房子的顶部的双向丝杆，所述双向丝杆分别与两个滑座螺纹连接；固定于房子的顶部的第一步进电机，用于带动双向丝杆转动。
8.如权利要求1所述的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其特征在于，还包括太阳能发电单元，所述太阳能发电单元包括太阳能板，所述安装板两端分别铰接安装有太阳能板，所述安装板与太阳能板之间连接有调角机构，用于调节太阳能板的角度。9.如权利要求8所述的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其特征在于，所述调角机构包括：固定于太阳能板下表面的连接板；铰接于连接板与安装板之间的电动推杆。10.如权利要求9所述的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其特征在于，所述太阳能发电单元包括用于清洁太阳能板的清洁组件，所述清洁组件包括：固定于太阳能板上表面靠近安装板一端的喷水管，所述喷水管的喷水孔朝向太阳能板上表面；设于房子的顶部的水箱，所述水箱内安装有泵体，所述泵体通过软水管与喷水管连接。

技术总结
本发明适用于电力供应技术领域，提供了一种基于虚拟电厂的分布式电能调节装置，其安装于房子的顶部，包括环向间隔分布的多个风力发电机；风向单元，用于检测风向；与风向单元通讯连接的调节单元，用于自动调节多个风力发电机的朝向使之与风向相同，所述风向单元包括安装板、连接杆、受风球和弹性伸缩杆，所述调节单元包括外齿圈、齿轮和第二步进电机，本发明所提供的基于虚拟电厂的分布式电能调节装置通过风力发电机、风向单元和调节单元，风向单元检测风向，然后将信号反馈给调节单元，所述调节单元自动调节多个风力发电机的朝向使之与风向相同，使得风充分带动风力发电机的风轮转动，提高发电效率。提高发电效率。提高发电效率。


技术研发人员：张叶青 吴贵烘 吴颖骢 陈文彬 崔勇 徐律军 杨磊 刘承鲁 张书盈 刘宇韬 周欣佳 李瑞尧 周笛青 周华明 王乐峰 陆小伟 谷占起 周一
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/16