專利名稱：一種大功率風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置，特別涉及一種大功率風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置是利用太陽能和風(fēng)能兩種可再生綠色能源為負(fù)載提供穩(wěn)定可靠的電源。因太陽能與風(fēng)能資源在白天和夜晚、晴天和陰雨天、冬季和夏季上存在互補(bǔ)，該系統(tǒng)能夠保證動(dòng)力設(shè)備得到穩(wěn)定可靠的供電。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置由太陽能電池、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、系統(tǒng)控制器、蓄電池組和逆變器等兒部分組成。光電部分基本原理是利用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，然后通過控制器對蓄電池充電，風(fēng)電部分基本原理是利用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，然后通過控制器對蓄電池充電，控制器除了對蓄電池充電之外，還對輸出負(fù)載的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，具有蓄電池管理功能和負(fù)載管理功能。太陽能和風(fēng)能在時(shí)間上的互補(bǔ)性使風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置在資源上具有最佳的匹配性，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置是比較合理的獨(dú)立供電系統(tǒng)。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置可以在沙漠、高原、 海島等偏遠(yuǎn)地區(qū)為通信、軍隊(duì)、居民提高清潔可再生的電力。風(fēng)電和光電系統(tǒng)都存在一個(gè)共同的缺陷，就是資源的不確定性導(dǎo)致發(fā)電與用電負(fù)荷的不平衡，風(fēng)電和光電系統(tǒng)都必須通過蓄電池儲(chǔ)能才能穩(wěn)定供電。太陽能與風(fēng)能的互補(bǔ)性雖使得二者同時(shí)變?yōu)槿鮿莸臋C(jī)會(huì)小一些，彌補(bǔ)了風(fēng)電和光電獨(dú)立系統(tǒng)在資源上的缺陷， 但因資源上不確定，風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池輸出參數(shù)特性較差，不是很穩(wěn)定，也即風(fēng)力控制器和太陽能控制器的輸入特性不是很好。當(dāng)風(fēng)光互補(bǔ)控制器的輸入特性較差時(shí)，經(jīng)過風(fēng)光互補(bǔ)控制器變換得到的輸出電壓電流的穩(wěn)態(tài)參數(shù)也將較差，電磁兼容特性也較差，這些將會(huì)影響負(fù)載的使用情況和蓄電池的使用壽命，進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的使用成本。目前風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)大多沒有對輸出電壓或輸出電流等指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行非常精確的控制。中國專利cNlol286655A公開了一種風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)為了防止光照過強(qiáng)和風(fēng)速過大時(shí)充電電流太大，分別在風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出整流端和太陽能電池輸出端加了降壓Dc/Dc 變換器；中國專利cNlO 1127452A公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)充電控制器和充電控制器方法，該控制器采用了 Dc/Dc變換器；中國專利cNlol540568A公開了一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制裝置， 該裝置采用了升壓Dc/Dc變換器和降壓Dc/Dc變換器組成新的變換器。這些控制器或裝置都是應(yīng)用了簡單的變換器，如不加其他處理，輸出指標(biāo)參數(shù)一股不會(huì)太好。同時(shí)現(xiàn)有的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置，其風(fēng)力控制器和太陽能控制器多數(shù)是獨(dú)立設(shè)計(jì)， 進(jìn)行風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)時(shí)不能夠靈活應(yīng)用，同時(shí)增加了設(shè)計(jì)成本、生產(chǎn)成本。綜上所述，目前現(xiàn)有風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置在輸出指標(biāo)參數(shù)上和成本上有不足之處。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)存風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的不足之處，提出一種一體化、高輸出指標(biāo)參數(shù)的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置。本發(fā)明主要是從提高輸出電壓電流穩(wěn)態(tài)參數(shù)特性，提高電磁兼容特性，降低系統(tǒng)投入成本角度出發(fā)而設(shè)計(jì)的。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種大功率風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制裝置，其特征在于，它包括光伏發(fā)電板，太陽能發(fā)電板，整流電路，蓄電池，逆變器，降壓電路，泄荷器，單片機(jī)和無線通訊單元，其中，光伏發(fā)電板連接蓄電池與逆變器，經(jīng)過整流電路和降壓電路轉(zhuǎn)換，輸出電流；太陽能發(fā)電板連接有降壓電路，蓄電池和逆變器，通過整流電路和降壓電路輸出電流；光伏發(fā)電板和太陽能發(fā)電板均連接于單片機(jī)，通過單片機(jī)控制二者供電方式轉(zhuǎn)換。有益效果本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)集成在一體化機(jī)柜中，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)共用一個(gè)單片機(jī)控制，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)的位置可以自由替換，一個(gè)單片機(jī)控制單元可以支持四路風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)。這樣處理可以大大減小研發(fā)成本和生產(chǎn)成本，兼容性好、電流穩(wěn)定，電源清潔，使用場合更廣泛等。

圖1是本發(fā)明工作原理框圖；圖2是本發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)雙buck電路原理圖；圖3是蓄電池充電控制曲線圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1如圖1所示，本發(fā)明包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)1、Ac/Dc整流電路2、Dc/Dc風(fēng)能降壓電路 3、泄荷負(fù)載4、泄荷電路5、數(shù)字化控制單元6、配電單元7、顯示器8、鍵盤9、通信模塊10、太陽能電池ll>Dc/Dc太陽能降壓電路12、直流負(fù)載13、蓄電池14、油機(jī)15。其中Dc/Dc風(fēng)能降壓電路3和Dc/Dc太陽能降壓電路12在硬件組成上一致。其中風(fēng)力發(fā)電機(jī)1輸出經(jīng)Ac/Dc整流電路2整流，再經(jīng)Dc/Dc風(fēng)能降壓電路3變換，給蓄電池14充電和直流負(fù)載13供電；太陽能電池輸出經(jīng)Dc/Dc太陽能降壓電路12變換，給蓄電池14充電和直流負(fù)載13供電。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變換及太陽能發(fā)電系統(tǒng)變換均通過數(shù)字化控制單元6的控制實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的Dc/Dc風(fēng)能降壓電路3和太陽能發(fā)電系統(tǒng)的Dc/Dc太陽能降壓電路12的硬件上一致，組成如圖2所示，包括輸入端接口 27、輸出端接口 28、輸入電壓傳感器16、輸出電流傳感器25、輸出電壓傳感器四、輸入濾波電容17、輸出濾波電容對、功率開關(guān)18和21、續(xù)流二極管19和22、儲(chǔ)能電感20和23、防止輸出反灌二極管26。圖2中的輸入端接口 27與圖1中太陽能電池11的輸出端或者風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的Ac/ Dc整流電路2的輸出端相連接；輸出端接口觀經(jīng)配電單元與直流負(fù)載或蓄電池相連接。輸入電壓傳感器16用來檢測變換器的輸入電壓大??；輸出電壓傳感器四用來檢測輸出電壓大??；輸出電流傳感器25用來檢測Dc/Dc變換電路的總輸出電流，傳感器檢測的信號(hào)經(jīng)過數(shù)字化控制單元6的數(shù)模轉(zhuǎn)換用于對系統(tǒng)的控制。輸入濾波電容17接在Dc/Dc變換電路的輸入端接口 27，用于對輸入電壓進(jìn)行濾波；輸出濾波電容對接在Dc/Dc變換電路的輸出端接口觀，用于對輸出電壓的濾波。功率開關(guān)18和功率開關(guān)21選用全控型電力電子器件，用于對輸入電壓進(jìn)行降壓斬波，工作時(shí)這兩個(gè)功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈寬一樣大小，相位相差180 度。續(xù)流二極管19和22用于降壓斬波時(shí)對儲(chǔ)能電感20和23的續(xù)流，防止輸出反灌二極管沈用于防止輸出反灌。本發(fā)明中的Dc/Dc降壓變換器采用交錯(cuò)并聯(lián)雙buck電路，這個(gè)交錯(cuò)并聯(lián)雙buck 電路經(jīng)數(shù)字化控制單元6向蓄電池14和直流負(fù)載13供電。工作時(shí)功率開關(guān)18和21的驅(qū)動(dòng)脈寬一樣大小，相位相差180度，這樣處理后變換器的輸出電流波動(dòng)頻率是單buck電路開關(guān)頻率的2倍，可以大大減小開關(guān)管的電流應(yīng)力，大大減小輸出紋波電流，大大減小輸出濾波電容的容量和體積。與單buck電路相比較，如果得到同樣的紋波電流，雙buck交錯(cuò)并聯(lián)的濾波電感值和體積將會(huì)小很多。為了使風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)時(shí)能夠靈活應(yīng)用，本發(fā)明中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)集成在一體化機(jī)柜中，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)共用一個(gè)數(shù)字化控制單元，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光電通道的位置可以自由替換，一個(gè)數(shù)字化控制單元可以最多支持四路風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)或太陽能發(fā)電系統(tǒng)的控制。本發(fā)明的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)因風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)的Dc/Dc變換電路硬件上一致，風(fēng)電通道和太陽能發(fā)電系統(tǒng)很容易實(shí)現(xiàn)替換，容量可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行組合設(shè)置，本發(fā)明的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)最多可以有四路風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)或通道。
權(quán)利要求1. 一種大功率風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制裝置，其特征在于，它包括光伏發(fā)電板，太陽能發(fā)電板，整流電路，蓄電池，逆變器，降壓電路，泄荷器，單片機(jī)和無線通訊單元，其中，光伏發(fā)電板連接蓄電池與逆變器，經(jīng)過整流電路和降壓電路轉(zhuǎn)換，輸出電流；太陽能發(fā)電板連接有降壓電路，蓄電池和逆變器，通過整流電路和降壓電路輸出電流；光伏發(fā)電板和太陽能發(fā)電板均連接于單片機(jī)，通過單片機(jī)控制二者供電方式轉(zhuǎn)換。
專利摘要一種大功率風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制裝置，它包括光伏發(fā)電板，太陽能發(fā)電板，整流電路，蓄電池，逆變器，降壓電路，泄荷器，單片機(jī)和無線通訊單元，其中，光伏發(fā)電板連接蓄電池與逆變器，經(jīng)過整流電路和降壓電路轉(zhuǎn)換，輸出電流；太陽能發(fā)電板連接有降壓電路，蓄電池和逆變器，通過整流電路和降壓電路輸出電流；光伏發(fā)電板和太陽能發(fā)電板均連接于單片機(jī)，通過單片機(jī)控制二者供電方式轉(zhuǎn)換。有益效果本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)集成在一體化機(jī)柜中，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)共用一個(gè)單片機(jī)控制，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)的位置可以自由替換，一個(gè)單片機(jī)控制單元可以支持四路風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)。這樣處理可以大大減小研發(fā)成本和生產(chǎn)成本，兼容性好、電流穩(wěn)定，電源清潔，使用場合更廣泛等。
文檔編號(hào)H02N6/00GK202190117SQ201120289680
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者宮正, 張 浩, 陳生明 申請人:合肥凌山新能源科技有限公司, 宮正