CN102394504B - 智能综合发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能综合发电系统,其主要技术特点是:单片机分别通过I/O接口与太阳能供电支路、风力供电支路、蓄电池供电支路、负载端电压电流检测电路及负载端启停开关相连接,太阳能供电支路、风力供电支路及蓄电池供电支路输出端通过相应的继电开关电路与负载相连接,太阳能供电支路、风力供电支路的输出端分别连接到蓄电池支路上为蓄电池充电。本发明通过实时检测各个供电支路的电能状态来切换不同的供电形式,完成各个供电装置与负载的协调控制,同时,还可将太阳能及风能发电装置为蓄电池充电,保证了系统稳定工作,延长了供电时间,具有工作稳定、重量轻、高效节能、负载效应好、动态性能好、工作可靠及输出稳定等特点。

Description

足,提供一种设计合理、能够将风力机太阳《方案实现的:
太阳能供电支路、风力供电支路、蓄电池供,开关,单片机分别通过1/0接口与太阳能:端电压电流检测电路及负载端启停开关相供电支路输出端通过相应的继电开关电路的输出端分别连接到蓄电池支路上为蓄电
&支路、蓄电池供电支路的输出端还连接有
能发电装置、太阳能电压电流检测电路、太能充电电路、太阳能充电电路开关、太阳能没节能、负载效应好、动态性能好、工作可靠丁、小功率电机等低功率直流设备和交流小
歹详述:
本发电系统包括单片机、太阳能供电支路、乾检测电路及负载端启停开关,单片机分别、蓄电池供电支路、负载端电压电流检测电說情况、日照强度情况、风力大小情况、蓄电过程均由系统自动完成。太阳能供电支路、I:不足时,风力供电支路和太阳能供电支路作,延长供电时间。本系统主要用于低伏数由太阳能板及开关构成,太阳能板输出直接与太阳能DC/DC电路相连,该DC/DC电路采用了 SEPIC拓扑DC/DC电路,主要由开关管、电感、SEPIC耦合电容、输出电容、二极管连接组成。为了使太阳能得到高效利用,单片机通过太阳能电压电流检测电路不断检测太阳能板输出的电压和电流,根据电压和电流的数值,计算出太阳能输出功率,并利用最大功率点跟踪控制算法来调节DC/DC电路输出,从而达到最大功率点跟踪,在太阳能输出电压在不低于4.5v的情况下,采用该算法均可将DC/DC电路的电压值调至12V至14V之间,然后经调压及稳压电路,得到12V的稳定电压输出,再经过5V稳压芯片及3.3v稳压芯片变成5V及
3.3V,以给系统中所用芯片供电。当单片机检测到太阳能供电支路电能过低时,则利用太阳能支路继电开关切断太阳能供电支路;当系统检测到符合给负载供电条件时,太阳能支路继电开关闭合,太阳能支路给负载供电。太阳能调压及稳压电路稳压后的12V电压经充电电路及太阳能充电电路开关与蓄电池相连,在单片机检测到蓄电池能量较低且符合充电条件时,太阳能充电电路开关闭合,由太阳能支路给蓄电池充电,该充电电路主要由UC3909及外围电路组成,可以按蓄电池四阶段充电电流对蓄电池进行充电。
[0018] 风力供电支路包括风力发电装置、风力发电电压电流检测电路、风力DC/DC电路、风力调压及稳压电路、风力充电电路、风力充电电路开关、风力支路继电开关,风力发电装置一端通过风力电压电流检测电路与单片机相连接,风力发电装置另一端依次与风力DC/DC电路、风力调压及稳压电路相连接,风力调压及稳压电路一输出端通过风力支路继电开关与负载相连接为负载供电,风力调压及稳压电路另一输出端通过风力充电电路、风力充电电路开关与蓄电池相连接,风力充电电路、风力充电电路开关还分别与单片机相连接并在单片机的控制下为蓄电池充电。在本实施例中,风力发电装置主要包括风力机和永磁同步发电机,风力机使用微型垂直轴风力发电机,采用阻力型风杯及风力机设计,具有启动性能好、启动风速低、稳定低速运行的优点,为了不引起紊流,在叶片中心开一个小孔,用于引导风的流向;发电机采用永磁同步发电机,该发电机启动力矩小,以达到低启动风速的目标。风力DC/DC稳压电路可以稳定提升不可控整流输出电压至DC12V。风力充电电路采用DC-DC变换芯片搭建,放电电路采用Boost电路。在单片机内置有能量管理功能,不断对蓄电池端电压、太阳能电能、风力机发出的能量、负载所需的能量情况进行判断,以此切换系统的工作方式,完成各个供电装置与负载的协调控制。
[0019] 蓄电池供电支路包括蓄电池、蓄电池电量检测电路、蓄电池电路开关,蓄电池通过蓄电池电量检测电路与单片机相连接,蓄电池通过蓄电池电路开关与负载相连接,蓄电池还分别与风力充电电路开关及太阳能充电电路开关相连接并在单片机的控制下由风力供电支路及太阳能供电支路为其充电。
[0020] 在本发明中,蓄电池起着能量的存储和调节电能的作用,在风力、太阳能充足时,两者发出过剩的电能存储于蓄电池中,当系统发电量不足时,蓄电池向负载补充电能。单片机可根据风力、太阳能的发电量大小及负荷的变化,不断对蓄电池的工作状态进行切换和调节,使其在充电、放电或浮充电等状态下交替运行,从而保证发电系统工作的连续性和稳定性。由于铅酸蓄电池在运行的过程中,不能过度充电和过度放电,为了保护蓄电池,控制器通过检测蓄电池电荷的状态,可以发出对蓄电池继续放电、减少放电量或停止放电的指令。
[0021] 本发电系统的单片机完成对各供电支路的电能检测,并根据各支路电能情况及负曼电机可以发电,两者发出的电能足够负载二者向负载供电,同时向蓄电池充电;若蓄危共同向负载供电,多余电能通过卸荷电阻10让太阳能、风能、蓄电池三者同时供电。单邑够单独带动负载时,适时关闭另一种发电
发电机转速过高或过低,则关闭风力发电,阳能能量且有余,则由太阳能向负载供电,指能量,则停止部分负载,且视停后负载情
,风力发电机转速过高或不能发电,则关闭1、于太阳能能量且有余,则由太阳能向负载乾量大于太阳能能量,则由太阳能和蓄电池
说明性的,而不是限定性的,因此本发明并

Claims (6)

1.一种智能综合发电系统,其特征在于:包括单片机、太阳能供电支路、风力供电支路、蓄电池供电支路、负载端电压电流检测电路及负载端启停开关,单片机分别通过I/o接口与太阳能供电支路、风力供电支路、蓄电池供电支路、负载端电压电流检测电路及负载端启停开关相连接,太阳能供电支路、风力供电支路及蓄电池供电支路输出端通过相应的继电开关电路与负载相连接,太阳能供电支路、风力供电支路的输出端分别连接到蓄电池支路上为蓄电池充电;所述的太阳能供电支路包括太阳能发电装置、太阳能电压电流检测电路、太阳能DC/DC电路、太阳能调压及稳压电路、太阳能充电电路、太阳能充电电路开关、太阳能支路继电开关,太阳能发电装置一端通过太阳能电压电流检测电路与单片机相连接,太阳能发电装置另一端依次与太阳能DC/DC电路、太阳能调压及稳压电路相连接,太阳能调压及稳压电路一输出端通过太阳能支路继电开关与负载相连接为负载供电,太阳能调压及稳压电路另一输出端通过太阳能充电电路、太阳能充电电路开关与蓄电池相连接,太阳能调压及稳压电路提供稳定的直流电源与单片机相连接为其供电,太阳能充电电路、太阳能充电电路开关还分别与单片机相连接并在单片机的控制下为蓄电池充电;所述的太阳能DC/DC电路为SEPIC拓扑DC/DC电路,该SEPIC拓扑DC/DC电路由开关管、电感、SEPIC耦合电容、输出电容、二极管连接组成;单片机通过太阳能电压电流检测电路不断检测太阳能板输出的电压和电流,根据电压和电流的数值,计算出太阳能输出功率,并利用最大功率点跟踪控制算法来调节DC/DC电路输出;所述的风力供电支路包括风力发电装置,该风力发电装置的风力机使用微型垂直轴风力发电机,该微型垂直轴风力发电机采用阻力型风杯及风力机设计,在叶片中心开一个小孔。
2.根据权利要求1所述的智能综合发电系统,其特征在于:所述的太阳能供电支路、风力供电支路、蓄电池供电支路的输出端还连接有逆变器进行直交流转换。
3.根据权利要求1所述的智能综合发电系统,其特征在于:所述的太阳能发电装置由太阳能板及开关连接构成。
4.根据权利要求1或2所述的智能综合发电系统,其特征在于:所述的风力供电支路包括风力发电装置、风力发电电压电流检测电路、风力DC/DC电路、风力调压及稳压电路、风力充电电路、风力充电电路开关、风力支路继电开关,风力发电装置一端通过风力电压电流检测电路与单片机相连接,风力发电装置另一端依次与风力DC/DC电路、风力调压及稳压电路相连接,风力调压及稳压电路一输出端通过风力支路继电开关与负载相连接为负载供电,风力调压及稳压电路另一输出端通过风力充电电路、风力充电电路开关与蓄电池相连接,风力充电电路、风力充电电路开关还分别与单片机相连接并在单片机的控制下为蓄电池充电。
5.根据权利要求4所述的智能综合发电系统,其特征在于:所述的风力发电装置由风力机和永磁同步发电机连接构成。
6.根据权利要求1或2所述的智能综合发电系统,其特征在于:所述的蓄电池供电支路包括蓄电池、蓄电池电量检测电路、蓄电池电路开关,蓄电池通过蓄电池电量检测电路与单片机相连接,蓄电池通过蓄电池电路开关与负载相连接,蓄电池还分别与风力充电电路开关及太阳能充电电路开关相连接并在单片机的控制下由风力供电支路及太阳能供电支路为其充电。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103197721B (zh) * 2013-04-27 2015-06-24 张家口凯瑞科技有限公司 一种离网太阳能光伏智能化小型供电系统
CN105262199A (zh) * 2015-11-20 2016-01-20 苏州铭冠软件科技有限公司 风光互补发电协调控制系统
GB201609337D0 (en) * 2016-05-26 2016-07-13 Cello Electronics Uk Ltd Solor powered electrical appliance and method of use thereof
CN106300613A (zh) * 2016-08-29 2017-01-04 张家港清研检测技术有限公司 一种太阳能公交站供电系统
CN107302311B (zh) * 2017-08-21 2019-04-16 哈尔滨工业大学 用于无源感知网络的超低输入功率供能电路及采用该电路实现的供能方法
CN111987788A (zh) * 2019-05-24 2020-11-24 中国石油大学(北京) 发电系统
CN113341269A (zh) * 2021-05-08 2021-09-03 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 一种可移动的电压暂降检测装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201708564U (zh) * 2010-06-04 2011-01-12 沈阳工业大学 基于最佳发电量匹配的离网型风光复合发电系统
CN102118049A (zh) * 2011-01-14 2011-07-06 清华大学 一种风光水互补发电系统控制装置及方法
CN102130497A (zh) * 2011-04-10 2011-07-20 江苏香江科技股份有限公司 一种用于户外机房风光互补的供电装置及方法
CN102185384A (zh) * 2011-05-23 2011-09-14 怀化建南电子科技有限公司 风光互补发电系统智能控制器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201708564U (zh) * 2010-06-04 2011-01-12 沈阳工业大学 基于最佳发电量匹配的离网型风光复合发电系统
CN102118049A (zh) * 2011-01-14 2011-07-06 清华大学 一种风光水互补发电系统控制装置及方法
CN102130497A (zh) * 2011-04-10 2011-07-20 江苏香江科技股份有限公司 一种用于户外机房风光互补的供电装置及方法
CN102185384A (zh) * 2011-05-23 2011-09-14 怀化建南电子科技有限公司 风光互补发电系统智能控制器

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