CN101127452A - 风力发电机充电控制器和充电控制方法 - Google Patents

风力发电机充电控制器和充电控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101127452A
CN101127452A CNA2007101473591A CN200710147359A CN101127452A CN 101127452 A CN101127452 A CN 101127452A CN A2007101473591 A CNA2007101473591 A CN A2007101473591A CN 200710147359 A CN200710147359 A CN 200710147359A CN 101127452 A CN101127452 A CN 101127452A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind
voltage
circuit
wind power
charge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007101473591A
Other languages
English (en)
Inventor
严强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CNA2007101473591A priority Critical patent/CN101127452A/zh
Publication of CN101127452A publication Critical patent/CN101127452A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明涉及风力发电机充电控制器和充电控制方法，可以有效扩展风力发电机的可利用风速范围，本发明是将风力发电机发出的变频、变压的交流电通过整流电路整流成直流电，在整流电路后增加包括连接有斩波电路的充电控制器，然后将该直流电向蓄电池充电，逆变器将蓄电池中的电能转变成工频交流电供负载使用。在本发明中通过贝克电路斩波电压的设置，可以改变控制器的最大输出电压范围，也可以通过斩波电压的设置，改变风力发电机使用蓄电池的数量。本发明的风力发电机控制器，可保持恒定的充电电压，同时提高充电电流，提高风力发电机的可用风速范围。

Description

风力发电机充电控制器和充电控制方法
技术领域
本发明涉及风力发电机充电控制器和充电控制方法，可以有效扩展风力发电机的可利用风速范围。
技术背景
如图1所示为现有的风力发电机充电控制电路方框示意图。
其中，图1所示的风力发电机充电控制器是将发电机发出的变频、变压的交流电整流成直流电，然后通过充电控制装置，将该直流电向蓄电池充电，逆变器将蓄电池中的电能转变成工频交流电供负载使用。
由于现有铅酸蓄电池的充放电特性，通常要求控制充电电流为蓄电池容量的5％-30％之间，也即0.05C-0.3C(C为蓄电池容量)，相对应的充电电压为12-14.25伏，以20安时12伏的铅酸蓄电池为例，相对应的较理想的充电电压范围为12-14.25伏。
如下表1所示是现有的风力发电机的发电机额定输出电压和风力发电机充电控制器的输出电压的比例关系：
  发电机额定输出电压(AC)  9v   18v   36v   81v
  充电控制器输出电压(DC)  12v   24v   48v   110v
由于风力发电特有的风力大小的不确定性，在不同时候风速高低相差较大，而永磁发电机的输出电压高低和风力发电机风轮的转速成正比，当风速越高时，发电机的输出电压也越高，反之越低。
如图5、图6分别为风力发电机风速和转速；转速和电压的关系图。图2是电压与风速的关系图。区域I是可充电风速范围，区域II是卸荷区。从图中可以看出，适合蓄电池充电所对应的风速范围较窄，即，如果想获得较高风速时充电电压，就必须放弃较低的风速区段；如果想获得较低风速时充电电压，在风速较高时就必须进行卸荷(将所发的电通过电阻消耗)，降低了风力发电机利用风能的效果，比如，如图2所示，如果希望在4m/s风速时达到充电电压，在风速大于8米/秒就必须通过卸荷电阻进行卸荷，在较高风速时风能被浪费了。
因此采用如图1方式的现有充电控制器和充电控制方法，其可利用的风能范围较窄。
如图3是采用另一种现有方法的稳压电路的充电控制电路方框示意图，即该种风力发电机充电控制器是将发电机发出的变频、变压的交流电整流成直流电，然后通过充电控制装置，以稳压电路进行稳压后，然后将该直流电向蓄电池充电，逆变器将蓄电池中的电能转变成工频交流电供负载使用。
如图5、图6分别为风力发电机风速和转速；转速和电压的关系图。图4是电压与风速的关系图。区域I是可充电风速范围，区域II是卸荷区，区域III是升压区。从图中可以看出，虽然此种充电控制器使充电的风速范围扩大了，但由于在低风速时风轮转速低，发电机的输出电压也很低，当对低电压进行稳压时等于升压，升压电路不仅本身要消耗功率，而且升压将使电流降低(升压不升功率)，电流的降低仍然使控制器无法向蓄电池充电。如图4所示，比如当风速在4米/秒时，一台300瓦的风力发电机输出功率通常只有10瓦左右，电压仅仅几伏，如果要将几瓦的电能电压提升到12或者24伏，意味着电流下降50％或者更多，因此在实际应用中缺乏对蓄电池的充电能力。
此外，现有技术中，针对逆变器的发明创造，如中国实用新型专利，授权公告号为CN2328122Y，名称为《风力、太阳能发电专用控制逆变器》；中国实用新型专利，授权公告号为CN276638Y，名称为《风力及太阳能发电自动控制逆变器》；中国实用新型专利，授权公告号为CN2279730Y，名称为《太阳能风力发电两用充电逆变器》；针对升压装置的发明创造，如中国实用新型专利，授权公告号为CN2888722Y，名称为《风力发电机的升压装置》；针对控制器的发明创造，如中国实用新型专利，授权公告号为CN2679388Y，名称为《风力发电机控制器》；以及针对送变装置的发明创造，如中国发明专利，授权公告号为CN1119850C，名称为《一种提高风力发电能量利用率的送变电装置》，上述发明创造不断对风力发电机的充电控制方法进行了改进和创新，但却未进一步扩大风力发电机的可利用风速范围。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，克服上述现有风力发电机充电控制方法上的缺陷，提出一种新型的风力发电机充电控制器和充电控制方法，可以有效扩展风力发电机的可利用风速范围，本发明可在垂直轴、水平轴风力发电机上得到广泛应用。
本发明的具体技术方案如下：
一种风力发电机充电控制器，包括中央控制单元电路，其特征在于，还包括连接有斩波电路。
一种风力发电机充电控制方法，是将风力发电机发出的变频、变压的交流电通过整流电路整流成直流电，在整流电路后增加包括连接有斩波电路的充电控制器，然后将该直流电向蓄电池充电，逆变器将蓄电池中的电能转变成工频交流电供负载使用。
上述斩波电路是降压斩波电路(即贝克(BUCK)电路)，即设置的斩波电压V，保持整流后输出电压不超过设定值V。
本发明的风力发电机充电控制器和充电控制方法，在本发明中通过贝克电路斩波电压的设置，可以改变充电控制器的最大输出电压范围，也可以通过斩波电压的设置，改变风力发电机使用蓄电池的数量。本发明的风力发电机充电控制器，可保持恒定的充电电压，同时提高充电电流，提高风力发电机的可用风速范围。
本发明将在下面结合附图及具体实施方式进行描述。
附图说明
图1是现有的一种风力发电机充电控制电路方框示意图。
图2是图1中风力发电机电压与风速的关系示意图。
图3是现有的另一种风力发电机充电控制电路方框示意图。
图4是图3中风力发电机电压与风速的关系示意图。
图5是风力发电机风速和转速关系示意图。
图6是风力发电机转速和电压关系示意图。
图7是本发明风力发电机充电控制电路方框示意图。
图8是本发明的电压与风速的关系示意图。
具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
实施例1：
图7是本发明的充放电控制电路方框示意图。是将发电机发出的变频、变压的交流电通过整流电路整流成直流电，在整流电路后面增加一降压斩波贝克(BUCK)电路，基本斩波电路的电路联接形式、原理和输入输出关系，可参见机械工业出版社2004年6月第2版出版的《电气工程师手册》第263～264页，第3章电力电子电路3.3斩波电路，斩波电路采用了现有技术的内容，在此不作详述。以该斩波电路设置所需的斩波电压V，保持整流后输出电压不超过设定值V，然后将该直流电向蓄电池充电，逆变器将蓄电池中的电能转变成工频交流电供负载使用。
由于本发明中发电机的额定输出电压较高，在低风速时无需升压就可以达到蓄电池的充电电压向蓄电池充电，而在高风速区段，由于风轮转速提高，发电机的输出电压也较高，高于蓄电池需要的最大充电电压，此时通过设置所需的斩波电压，当整流后的电压高于所设置的斩波电压后，贝克电路对输出电压进行斩波(斩波不斩功率)，可以降低控制器的充电电压，使控制器保持恒定的充电电压，同时提高充电电流，提高风力发电机的可用风速范围，在本发明中通过斩波电压的设置，可以改变充电控制器的最大输出电压范围，也即可以通过斩波电压的设置，改变风力发电机使用蓄电池的数量。
在本发明中，发电机的额定输出电压比传统发电机额定输出电压高，如表2所示：
  发电机额定输出电压(AC)   16v   31v   90v   200v
  本发明充电控制器输出电压(DC)   12v   24v   48v   110v
尽管对本发明已经作了详细的说明并引证了一些具体实施例，但对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明人的设计思路和范围也可作各种变化和修正是显然的。

Claims (6)

1.一种风力发电机充电控制器，包括中央控制单元电路，其特征在于，还包括连接有斩波电路。
2.一种风力发电机充电控制方法，是将风力发电机发出的变频、变压的交流电通过整流电路整流成直流电，其特征在于，在整流电路后增加包括连接有斩波电路的充电控制器，然后将该直流电向蓄电池充电，逆变器将蓄电池中的电能转变成工频交流电供负载使用。
3.根据权利要求1所述的风力发电机充电控制器，其特征在于，所述斩波电路是降压斩波电路。
4.根据权利要求2所述的风力发电机充电控制方法，其特征在于，所述斩波电路是降压斩波电路。
5.根据权利要求1所述的风力发电机充电控制器，其特征在于，所述的降压斩波电路，设置的斩波电压V，保持整流后输出电压不超过设定值V。
6.根据权利要求2所述的风力发电机充电控制方法，其特征在于，所述的降压斩波电路，设置的斩波电压V，保持整流后输出电压不超过设定值V。
CNA2007101473591A 2007-09-05 2007-09-05 风力发电机充电控制器和充电控制方法 Pending CN101127452A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007101473591A CN101127452A (zh) 2007-09-05 2007-09-05 风力发电机充电控制器和充电控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007101473591A CN101127452A (zh) 2007-09-05 2007-09-05 风力发电机充电控制器和充电控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101127452A true CN101127452A (zh) 2008-02-20

Family

ID=39095413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007101473591A Pending CN101127452A (zh) 2007-09-05 2007-09-05 风力发电机充电控制器和充电控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101127452A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102022284A (zh) * 2011-01-08 2011-04-20 湖南工程学院 高铁列车引风发电系统
CN101714764B (zh) * 2008-09-30 2014-05-07 通用电气公司 发电系统和用于存储电能的方法
CN104870811A (zh) * 2013-12-18 2015-08-26 南宁马许科技有限公司 一种风力发电装置
CN115143025A (zh) * 2022-06-30 2022-10-04 中安芯界控股集团有限公司 一种用于储能电池的风力充电装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101714764B (zh) * 2008-09-30 2014-05-07 通用电气公司 发电系统和用于存储电能的方法
CN102022284A (zh) * 2011-01-08 2011-04-20 湖南工程学院 高铁列车引风发电系统
CN104870811A (zh) * 2013-12-18 2015-08-26 南宁马许科技有限公司 一种风力发电装置
CN115143025A (zh) * 2022-06-30 2022-10-04 中安芯界控股集团有限公司 一种用于储能电池的风力充电装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101860270B (zh) 一种充分利用风能和太阳能的接入系统及其实现方法
CN102163871B (zh) 一种多电源供电系统及方法
CN106230007B (zh) 一种微电网储能优化调度方法
CN102882280A (zh) 一种基于电容混合蓄能的高效率风光、市电互补供电装置
CN106961150B (zh) 复合储能电池的控制方法及系统
CN104410091B (zh) 基于变流器控制的风储能量管理系统及其控制方法
CN107546830A (zh) 一种基于dsp的一体化变桨控制的超级电容充电器
CN201663566U (zh) 高输出指标的风光互补发电装置
CN106849322A (zh) 一种智能家用备用储能系统
CN105576685A (zh) 新能源微电网储能系统
CN202949266U (zh) 智能充电机
CN102118063A (zh) 太阳能发电储能系统及方法
Qi et al. Integrated power control for small wind power system
CN101127452A (zh) 风力发电机充电控制器和充电控制方法
CN206180687U (zh) 一种错峰用电的住户节能装置
CN201898365U (zh) 一种多电源供电系统
CN201750187U (zh) 一种太阳能充电装置
CN108565889A (zh) 一种动感单车并离网供电系统
CN205385293U (zh) 新能源微电网储能系统
CN102223136A (zh) 非储能型风力发电与电网互补供电的电机驱动系统
TWI688849B (zh) 再生能源之最大功率追蹤系統及其方法
CN110165686A (zh) 一种电动汽车充电装置
CN206834762U (zh) 一种家用节能用电系统及小区域供电系统
CN104767468A (zh) 一种太阳能服务器控制系统和方法
CN201985604U (zh) 空调用混合供电系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication