CN102162428B - 控制器、控制能源的方法和侦测控制信号板 - Google Patents

控制器、控制能源的方法和侦测控制信号板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制器、控制能源的方法和侦测控制信号板，属于能源利用领域。所述控制器包括：侦测控制信号板，整流模块、输出调压限流电路，第一控制信号线，第二控制信号线，侦测信号线；其中，所述侦测控制信号板通过所述第一控制信号线与所述整流模块相连，所述侦测控制信号板通过所述第二控制信号线与所述输出调压限流电路相连，所述侦测控制信号板通过所述侦测信号线与所述控制器的输出端口相连。本发明实施例中不需要改变控制器的整体硬件设计，也不涉及复杂的通讯端口，控制器通过侦测控制信号板控制自身的工作状态，就可以获取系统电压，可以实现风能与其它能源形式最简单，无缝，互补连接，能够达到风能规模推广的目的。

Description

控制器、控制能源的方法和侦测控制信号板
技术领域
本发明涉及能源利用领域，特别涉及一种控制器、控制能源的方法和侦测控制信号板。
背景技术
在新能源的风能与其它能源形式互补应用系统中，为实现风能与其它能源形式（如太阳能、市电、油机等）的统一管理，系统预先分配给风能控制器一定的电压值，作为风能控制器给系统充电的最大电压值，使得风能控制器在侦测到系统电压小于该最大电压值时，风能控制器在风力充足的条件下能够持续不断的为系统充电，以达到风能充分利用的目的。
现有技术中的风能控制器如图1所示，包括：侦测控制信号板，整流模块，主功率模块，输出调压限流电路，控制信号线，通讯端口，其中侦测控制信号板通过控制信号线与输出调压限流电路连接，同时侦测控制信号板与通讯端口的一端相连，通讯端口的另一端与外界（如系统电源的PMU(Power Monitor Unit，电源管理单元)，太阳能控制器模块等）的通讯端口相连。
该方案的工作原理是：按照厂家的设定逻辑，侦测控制信号板每隔预设时间通过通讯端口与外界进行通讯，获取通讯端口获得的通讯测量信号，并通过通讯测量信号获取或计算此时蓄电池的管理电压，判断该管理电压是否小于系统给其分配的最大电压值，如果是，则侦测控制信号板发送控制信号到输出调压限流电路，使风能控制器自身的输出调压限流电路调节输出电压，从而为系统充电。
在对现有技术进行分析后，发明人发现现有技术至少具有如下缺点：当风能控制器与其它能源控制器或是系统电源由不同厂家提供时，不同厂家的能源控制器对外通讯端口的硬件接口定义可能不一致，软件协议也可能不一样，同时硬件接口信息，软件通讯协议等信息也可能不对外进行开放，若风能系统与其它能源控制器不是同一个厂家提供，这样导致风能控制器的开发需要获取较多的其它能源控制器的开发信息，且面对不同的能源控制需要设计兼容的通讯硬件线路和软件协议，使得开发工作量很大，且该方案兼容设计方面的难度较高，要完全满足兼容性设计有时可能是不可能的，所以该方案难以使风能与其它能源系统组成一个高效互补的混合供电系统，无法达到规模推广的目标。
发明内容
为了实现风能与其它能源形式最简单，无缝，互补连接，以达到风能规模推广的目标，本发明实施例提供了一种控制器、控制能源的方法和侦测控制信号板。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种控制器，所述控制器包括：侦测控制信号板，整流模块、输出调压限流电路，第一控制信号线，第二控制信号线，侦测信号线；
其中，所述侦测控制信号板通过所述第一控制信号线与所述整流模块相连，所述侦测控制信号板通过所述第二控制信号线与所述输出调压限流电路相连，所述侦测控制信号板通过所述侦测信号线与所述控制器的输出端口相连；
所述侦测控制信号板，用于通过所述第一控制信号线向所述整流模块发送第一控制信号，使所述整流模块切断与系统的连接；在所述整流模块切断与风能与其它能源形式互补应用系统的连接后，通过所述侦测信号线获取所述系统的电压；根据所述系统的电压，控制所述输出调压限流电路的输出电压。
另一方面，提供了一种控制能源的方法，所述方法包括：
向整流模块发送第一控制信号，使所述整流模块切断与风能与其它能源形式互补应用系统的连接；
在所述整流模块切断与系统的连接后，通过侦测信号线获取所述系统的电压；
根据所述系统电压，控制输出调压限流电路的输出电压。
另一方面，还提供了一种侦测控制信号板，所述信号板包括：
第一发送模块，用于向整流模块发送第一控制信号，使所述整流模块切断与风能与其它能源形式互补应用系统的连接；
获取模块，用于在所述整流模块切断与系统的连接后，通过侦测信号线获取所述系统的电压；
控制模块，用于根据所述系统电压，控制输出调压限流电路的输出电压。
本发明实施例提供的技术方案，不需要改变控制器的整体硬件设计，也不涉及复杂的通讯端口，控制器通过侦测控制信号板控制自身的工作状态，就可以获取系统电压，可以实现风能与其它能源形式最简单，无缝，互补连接，能够达到风能规模推广的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中风能控制器的结构示意图；
图2是本发明实施例1提供的一种控制器的结构示意图；
图3是本发明实施例2提供的一种控制能源的方法的流程图；
图4是本发明实施例3提供的一种控制能源的方法的流程图；
图5是本发明实施例4提供的一种侦测控制信号板的结构示意图；
图6是本发明实施例4提供的另一种侦测控制信号板的结构示意图；
图7是本发明实施例4提供的另一种侦测控制信号板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
参见图2，本发明实施例提供了一种控制器，包括：侦测控制信号板，整流模块，输出调压限流电路，第一控制信号线，第二控制信号线，侦测信号线；
其中，侦测控制信号板通过第一控制信号线与整流模块相连，侦测控制信号板通过第二控制信号线与输出调压限流电路相连，侦测控制信号板通过侦测信号线与控制器的输出端口相连；
侦测控制信号板，用于通过第一控制信号线向整流模块发送第一控制信号，使整流模块切断与系统的连接；在整流模块切断与系统的连接后，通过侦测信号线获取系统的电压；根据系统的电压，控制输出调压限流电路的输出电压。
本实施例中，侦测控制信号板还用于在获取系统的电压之后，向整流模块发送第三控制信号，使整流模块恢复与系统的连接。
进一步地，侦测控制信号板还用于在根据系统的电压，控制输出调压限流电路的输出电压之后，向整流模块发送第三控制信号，使整流模块恢复与系统的连接。
本发明实施例提供的技术方案，不需要改变控制器的整体硬件设计，也不涉及复杂的通讯端口，控制器通过侦测控制信号板控制自身的工作状态，就可以获取系统电压，可以实现风能与其它能源形式最简单，无缝，互补连接，能够达到风能规模推广的目的。
实施例2
参见图3，本发明实施例提供了一种控制风能的方法，包括：
步骤201：向整流模块发送第一控制信号，使整流模块切断与系统的连接；
步骤202：在整流模块切断与系统的连接后，通过侦测信号线获取系统的电压；
步骤203：根据系统的电压，控制输出调压限流电路的输出电压值。
本发明实施例提供的技术方案，不需要改变控制器的整体硬件设计，也不涉及复杂的通讯端口，控制器通过侦测控制信号板控制自身的工作状态，就可以获取系统电压，可以实现风能与其它能源形式最简单，无缝，互补连接，能够达到风能规模推广的目的。
实施例3
参见图4，本发明实施例提供了一种控制能源的方法，其中该能源控制方法，通过实施例1中的控制器实现，具体方法包括：
步骤301：风能控制器开启后，侦测控制信号板发送第一控制信号到整流模块，使整流模块关闭与系统的连接。
本实施例中，通过风能控制器硬件架构设计和软件控制相结合的方法，在不切除风力机与系统连接的情况下，可以靠风能控制器自己侦测到无风力机输入条件下的系统能源状态。其中，风力机是发电设备，风能控制器是功率转换设备，风能控制器将风力机的输出交流电整流成直流电。
其中，风能控制器根据内部控制逻辑对蓄电池均浮充状态进行检测，当检测开始时侦测控制信号板下发控制信号给整流模块，通过控制信号线1切断风力机与系统的联系。
步骤302：侦测控制信号板在整流模块关闭与系统的连接后，获取系统的电压。
本实施例中，风能控制器通过侦测控制信号板的控制，可以处于两种状态，一种是充电状态，另一种是检测状态。其中，当风能控制器处于充电状态时，整流模块与系统连接，对蓄电池进行充电；当风能控制器处于检测状态时，侦测控制信号板通过控制信号线1发送控制信号给整流模块，切断整流模块与系统的连接，以获取系统电压。
步骤303：侦测控制信号板在获取到系统电压后，向整流模块发送第二控制信号，使整流模块恢复与系统的连接。
本实施例中，优选地，在获取到系统电压后，侦测控制信号板通过信号线1向整流模块再次发出控制信号，使整流模块再次开启，恢复与系统的连接。当然，侦测控制信号板也可以不在此发出第二控制信号，恢复整流模块与系统的连接。
步骤304：侦测控制信号板获取风力机的转速值。
步骤305：根据系统电压和风力机的转速值，判断是否可以对系统进行充电，如果是，则执行步骤306；如果否，则执行步骤309。
其中，如果风力太大，超过风力机的工作能力，风力机会启动自保模式，停止工作，此时风力机转速为零。由于风力机没有工作，就不能将风能转化为电能，所以不能对系统进行充电，所以需要对整个系统的初始状态进行检测。
步骤306：侦测控制信号板判断系统电压是否小于预设的最大电压值，如果是，则执行步骤307；如果否，则执行步骤310。
其中，预设的最大电压值是系统分配给风能控制器的最大电压值，此值与系统所能达到的最大电压值没有联系。
本实施例中，步骤306、307、310为根据系统电压，控制输出调压限流电路的输出电压的过程。
步骤307：侦测控制信号板向输出调压限流电路发送第三控制信号，使输出调压限流电路根据预设的步进值调节输出电压。
本实施例中，如果侦测到的系统电压小于预设的最大电压值，则输出调压限流电路根据预设的步进值调节输出的电压，其中，为保护蓄电池，风能控制器的输出最高电压点为Vmax，不会超过蓄电池均充上限。
本实施例中，步骤303在获取系统电压后，侦测控制信号板向整流模块发送第二控制信号，使整流模块与系统恢复连接，可选地，也可以不在此处恢复整流模块与系统的连接，而直接执行步骤304，在步骤307后，侦测控制信号板再向整流模块发送第二控制信号，使整流模块与系统恢复连接。
步骤308：风能控制器按设定时间T1重复执行步骤301-307。
本实施例中的风能控制器会按设定的时间周期性的工作，以实现风能控制器的自身调节输出电压的功能。
步骤309：延时预设时间Ta，然后返回步骤301。
其中，如果通过对系统和风力机状态的判断出还不可进行充电，则延迟一段时间后再次进行侦测。
步骤310：侦测控制信号板向输出调压限流电路发送第四控制信号，使输出调压限流电路将输出电压调节为预设的最高电压值，并在充电T2时间后计数N。
本实施例中，如果侦测到系统电压已经达到预设的最大电压值，则将输出调压限流电路的输出电压调节为系统预设的最大电压值，以设定的限流值对蓄电池充电。在充电一段时间后，将该段时间记录为N。其中，T2为时间，N为计数，无单位，一个充电过程时间为T2,一个充电过程完成后N的值增大一个。T2和N都是预先设定好的。
步骤311：判断N是否小于等于预设的最大时间值Nmax，如果是，则执行步骤301；如果否，执行步骤312。
本实施例中，当Nmax达到预设最大值后将置初始值，重复循环。
步骤312：风能控制器切换至假负载，延时Tb后返回步骤301。
为了延长蓄电池的使用寿命，防止风能对蓄电池的过充电，在综合判断风能的充电时间、充电次数以后，若蓄电池已充饱，则风能控制器把多余的风能控制器输出能量切换至假负载，从而对蓄电池进行保护。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：通过风能控制器自身的控制获取系统电压，可以实现风能与其它能源形式最简单，无缝，互补连接，组成系统使用，而不需要重新进行系统的硬件设计，软件逻辑修改以及整个系统的调测，实现风能与其它能源形式组成系统时对蓄电池的精细化管理，延长蓄电池的使用寿命，提高整个混合系统的可靠性，降低蓄电池的维护费用。同时该方案的风能控制器在进行施工时，可以方便地接入系统，无需进行复杂的软件硬件设置，可以达到规模应用的目的。
实施例4
参见图5，本发明实施例提供了一种侦测控制信号板，包括：第一发送模块401、获取模块402、控制模块403。
第一发送模块401，用于向整流模块发送第一控制信号，使整流模块切断与系统的连接；
获取模块402，用于在整流模块切断与系统的连接后，通过侦测信号线获取系统的电压；
控制模块403，用于根据系统电压，控制输出调压限流电路的输出电压。
其中，控制模块403具体用于：
判断系统的电压是否小于预设的最大电压值；
如果是，则向输出调压限流电路发送第二控制信号，使输出调压限流电路根据预设的步进值调节输出的电压；
如果否，则向整流模块发送第四控制信号，使输出调压限流电路将输出的电压调节为预设的最大电压值。
参见图6，本实施例中，侦测控制信号板还包括：
第二发送模块404，用于获取模块402在获取系统的电压之后，向整流模块发送第三控制信号，使整流模块恢复与系统的连接。
参见图7，本实施例中，侦测控制信号板还包括：
第三发送模块405，用于在控制模块403根据系统的电压，控制输出调压限流电路的输出电压之后，向整流模块发送第三控制信号，使整流模块恢复与系统的连接。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：不需要改变控制启的整体硬件设计，也不涉及复杂的通讯端口，控制器通过侦测控制信号板控制自身的工作状态，就可以获取系统电压，可以实现风能与其它能源形式最简单，无缝，互补连接，能够达到风能规模推广的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括：侦测控制信号板，整流模块、输出调压限流电路，第一控制信号线，第二控制信号线，侦测信号线；
其中，所述侦测控制信号板通过所述第一控制信号线与所述整流模块相连，所述侦测控制信号板通过所述第二控制信号线与所述输出调压限流电路相连，所述侦测控制信号板通过所述侦测信号线与所述控制器的输出端口相连；
所述侦测控制信号板，用于通过所述第一控制信号线向所述整流模块发送第一控制信号，使所述整流模块切断与风能与其它能源形式互补应用系统的连接；在所述整流模块切断与所述系统的连接后，通过所述侦测信号线获取所述系统的电压；根据所述系统的电压，控制所述输出调压限流电路的输出电压。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述侦测控制信号板还用于在获取所述系统的电压之后，向所述整流模块发送第三控制信号，使所述整流模块恢复与所述系统的连接。
3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述侦测控制信号板还用于在根据所述系统的电压，控制所述输出调压限流电路的输出电压之后，向所述整流模块发送第三控制信号，使所述整流模块恢复与所述系统的连接。
4.一种控制能源的方法，其特征在于，所述方法包括：
向整流模块发送第一控制信号，使所述整流模块切断与风能与其它能源形式互补应用系统的连接；
在所述整流模块切断与系统的连接后，通过侦测信号线获取所述系统的电压；
根据所述系统电压，控制输出调压限流电路的输出电压。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述系统电压，调节输出调压限流电路的输出电压，包括：
判断所述系统的电压是否小于预设的最大电压值；
如果是，则向输出调压限流电路发送第二控制信号，使所述输出调压限流电路根据预设的步进值调节输出的电压；
如果否，则向所述整流模块发送第四控制信号，使所述输出调压限流电路将所述输出的电压调节为所述预设的最大电压值。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取所述系统的电压，之后还包括：
向所述整流模块发送第三控制信号，使所述整流模块恢复与所述系统的连接。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述系统电压，控制输出调压限流电路的输出电压，之后还包括：
向所述整流模块发送第三控制信号，使所述整流模块恢复与所述系统的连接。
8.一种侦测控制信号板，其特征在于，所述信号板包括：
第一发送模块，用于向整流模块发送第一控制信号，使所述整流模块切断与风能与其它能源形式互补应用系统的连接；
获取模块，用于在所述整流模块切断与系统的连接后，通过侦测信号线获取所述系统的电压；
控制模块，用于根据所述系统电压，控制输出调压限流电路的输出电压。
9.根据权利要求8所述的侦测控制信号板，其特征在于，所述控制模块具体用于：
判断所述系统的电压是否小于预设的最大电压值；
如果是，则向输出调压限流电路发送第二控制信号，使所述输出调压限流电路根据预设的步进值调节输出的电压；
如果否，则向所述整流模块发送第四控制信号，使所述输出调压限流电路将所述输出的电压调节为所述预设的最大电压值。
10.根据权利要求8所述的信号板，其特征在于，所述信号板还包括：
第二发送模块，用于所述获取模块在获取所述系统的电压之后，向所述整流模块发送第三控制信号，使所述整流模块恢复与所述系统的连接。
11.根据权利要求8所述的信号板，其特征在于，所述信号板还包括：
第三发送模块，用于在所述控制模块根据所述系统电压，控制所述输出调压限流电路的输出电压之后，向所述整流模块发送第三控制信号，使所述整流模块恢复与所述系统的连接。
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Patentee before: SUZHOU YUDESHUI ELECTRICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Denomination of invention: Controller, method for controlling energy and detecting control signal board

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Granted publication date: 20131204

Pledgee: Weihai Commercial Bank Co.,Ltd. high tech Industrial Development Zone sub branch

Pledgor: Lianshi Haifu (Weihai) Intelligent Technology Co.,Ltd.

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Denomination of invention: Controller, method of controlling energy, and detection control signal board

Effective date of registration: 20230515

Granted publication date: 20131204

Pledgee: Weihai Commercial Bank Co.,Ltd. high tech Industrial Development Zone sub branch

Pledgor: Lianshi Haifu (Weihai) Intelligent Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980040570

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