CN102447306A

CN102447306A - 排风再利用发电智能管理控制系统

Info

Publication number: CN102447306A
Application number: CN2010105100173A
Authority: CN
Inventors: 韩拉妹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明实施例涉及一种排风再利用发电智能管理控制系统，包括：远程监控中心；多个风力发电装置；与风力发电装置相同数目的数据传输终端，数据传输终端用于根据远程监控中心的控制命令完成对与其对应的风力发电装置的工况监控、远程控制以及数据采集。其中，数据传输终端包括：中央处理模块、用于本地维护和与风力发电装置进行通信的本地接口模块以及用于与远程监控中心进行通信的远程通信模块。本发明的排风再利用发电智能管理控制系统能及时了解各个风力发电装置的运行状况和供电情况，通过远程监控和故障诊断可以及时排除故障，操作简单、维护成本低。

Description

排风再利用发电智能管理控制系统

技术领域

本发明涉及远程管理系统，尤其涉及一种排风再利用风力发电智能管理系统。

背景技术

现在的对风力发电机的状态查询、操作、维护都需要在风力发电机控制室完成，给使用和维护带来了大量的工作，而且也不安全，当管理人员在异地时就无法对风力发电机组进行监控，特别是在风力发电机组出现故障的情况下，不能及时了解发电机组的运行状况，从而无法对风力发电机组进行维护。另外，现有的风力发电机组监控系统由于使用较多硬件，造成设计成本相对较高且操作繁琐。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种排风再利用风力发电智能管理系统，能在远程实现对风力发电装置进行工况监控、远程控制以及数据采集，其操作简便、成本较低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种排风再利用风力发电智能管理系统，包括：

远程监控中心；

多个风力发电装置；

与所述风力发电装置相同数目的数据传输终端，所述数据传输终端用于根据远程监控中心的控制命令实现对与其对应的风力发电装置进行工况监控、远程控制以及数据采集；

所述数据传输终端包括：中央处理模块；用于本地维护和与所述风力发电装置进行通信的本地接口模块；用于与远程监控中心进行通信的远程通信模块。

实施本发明的排风再利用风力发电智能管理系统，具有以下有益效果：本发明的排风再利用发电智能管理控制系统能及时了解风力发电装置各模块的运行状况和发电信息，通过远程监控和报警可以及时排除故障，操作简单、维护成本低。采用PWM无极卸荷方式对蓄电池进行智能充电，可确保蓄电池电压始终稳定在浮充电压点，将多余的电能释放卸荷模块，可保证最佳的蓄电池充电特性。

附图说明

图1是本发明的排风再利用风力发电智能管理系统的框图；

图2是本发明的数据传输终端的框图；

图3是本发明的风力发电装置的框图；

图4是本发明的风力发电装置的蓄电池模组的结构框图；

图5是本发明的风力发电装置的控制器的结构框图；

图6是本发明风力发电装置的逆变器的结构框图。

具体实施方式

参照附图对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示本发明实施例的排风再利用风力发电智能管理系统包括：远程监控中心1、多个风力发电装置2以及与风力发电装置2相同数目的数据传输终端3。

其中，远程监控中心1用于远程监控各个风力发电装置2的各个模块的运行状况，并通过无线通信的方式控制与每个风力发电装置2相对应的数据传输终端3实现对风力发电装置2供电情况、故障信息等数据的采集、维护等工作。

风力发电装置2将排风机所排出的风力作为风力发电来源，排风机的风力不会随气候改变，具有极佳的稳定性，可实现提供持久的清洁电能。

数据传输终端3和与其对应的风力发电装置2可通过有线或无线方式进行连接，可实现远程或本地设置、查询数据采集方案，如设置或查询数据传输终端3的数据采集周期、采集时间、采集数据项等。数据传输终端3用于根据远程监控中心1的控制命令完成对与其对应的风力发电装置2进行工况监控、远程控制以及数据采集等操作，并能够实现自动抄表、自检、异常报警主动上报等功能。

如图2所示本发明实施例的数据传输终端3包括：中央处理模块31、本地接口模块、远程通信模块、存储模块35、时钟模块36、指示灯模块37以及电源模块38。

其中，本地接口模块用于实现数据传输终端2与风力发电装置1进行通信，用于实现数据传输终端2的本地维护并支持手持设备对数据传输终端3的参数进行设置以及实现现场抄读电能量的数据，并有权限和密码管理等安全措施，防止非授权人员操作。本地接口模块包括下列接口中的至少一种接口：RS485接口33、红外接口34以及RS232接口。在本实施例中本地接口模块包括RS485接口33和红外接口34两种接口，可同时实现数据传输终端3与风力发电装置2之间的有线连接和无线连接。

远程通信模块用于与远程监控中心1进行通信，远程通信模块可以采用下列通信模块中的一种：GPRS通信模块32、CDMA通信模块、GSM通信模块。在本实施例中远程通信模块为GPRS通信模块32，它利用中国移动GPRS无线数据业务进行数据抄读，具有高可靠、大容量、低延时、开放性好、支持热插拔等特点。根据用户需要，也可选用CDMA、GSM、PSTN、以太网通信模块。

存储模块35，用于存储采集的数据，可对数据进行分类存储，如小时、日、月冻结数据等。

时钟模块36，用于记录系统时间，时钟模块36的日计时误差≤±1s/d。数据传输终端3可接收远程监控中心1或本地手持设备的时钟召测和对时命令。数据传输终端3能通过本地接口模块对数据采集器（图中未示出）进行广播对时或对电能表进行广播校时。

指示灯模块37，用于指示所述数据传输终端3的工作状态。本实施例中指示灯模块37包括至少以下指示灯，并对指示灯状态进行了规定：

电源灯—红色，灯亮表示电源正常；

告警灯—红色，灯闪烁表示正常，常亮表示有告警；

上行通信灯—绿色，上行发送报文时闪烁；

下行通信灯—黄色，下行发送报文时闪烁；

在线灯—绿色，数据传输终端3已与远程监控中心1登陆成功，常亮；

信号强度灯—双色，绿灯亮表示GPRS信号强，红灯亮表示GPRS信号弱。

电源模块38，用于为数据传输终端3的各个模块供电。

如图3所示本发明实施例的风力发电装置2包括：风力发电机21、控制器22、逆变器23、蓄电池模组24、电能表25以及智能开关26

其中，风力发电机21设置于写字楼、厂房、商场、超市、宾馆、医院、地铁站、矿山等建筑物的强力排风机的排风口处，将排风机所排出的风力作为风力发电来源，排风机的风力不会随气候改变，具有极佳的稳定性，可实现提供持久的清洁电能。风力发电机21共转轴设置有多级直径沿风向依次递增的风轮，在风轮转轴末端设置有配重锤，采用扩散型的集风罩，克服了传统风力发电机的风能转换效率不高的技术问题，在本实施例中采用3级风动扇叶轮，具有较高的转换效率。

控制器22与风力发电机21相连接用于对风力发电机21输出的电能进行调节和控制。在本实施例中风力发电机21正常发电时输出56V的交流电，经过控制器22调节后输出54V的直流电。

逆变器23与控制器22相连接，逆变器23用于将控制器22输出的54V直流电逆变为220V交流电并输送给负载供电。

蓄电池模组24与控制器22相连接，当风力发电机21正常工作时蓄电池模组24处于充电模式，当风力发电机21停止发电时或者其所发的电量不能满足负载需求时，蓄电池模组24在控制器22的控制下将电能输送给逆变器23，进而为负载供电。

电能表25与逆变器23的输出端相连接，电能表25用于记录风力发电机21的发电信息，如发电量等。

智能开关26与电能表25相连接，用于根据数据传输终端3的控制命令实现市电供电和风力发电供电的切换。

数据传输终端3通过本地接口模块与控制器22、逆变器23、电能表25以及智能开关26相连接以实现对控制器22、逆变器23、电能表25以及智能开关26的工作状况进行实时监控。

相应的控制器22、逆变器23、电能表25以及智能开关26配有与数据传输终端3的本地接口模块相匹配的接口模块，如RS485接口、红外接口以及RS232接口等，可实现数据传输和工作状况的实时监控。

图4所示的蓄电池模组24包括：蓄电池241、蓄电池充电电路242以及蓄电池放电电路243；控制器21通过蓄电池充电电路242与蓄电池241相连接；蓄电池241通过蓄电池放电电路243连接至逆变器23。

当风力发电机21正常工作时，控制器22控制风力发电机21的充电电压和充电电流并通过蓄电池充电电路242为蓄电池241充电；当风力发电机22停止工作或发电量不足时蓄电池241通过蓄电池放电电路243将电能输送给逆变器23，进而为负载供电。

图5是本发明的风力发电装置2的控制器22的一实施例的结构框图，如图所示控制器22包括：整流模块221、单片机222、以及PWM无极卸荷模块223。

在本实施例中所述整流模块221用于将风力发电机21输出的56V交流电整流成54V的直流电。

单片机222与整流模块221相连接，单片机222用于对所述蓄电池241进行充放电控制。单片机222实时检测蓄电池241的充电电压和充电电流，并通过控制风力发电机21输出的充电电压和充电电流，确保蓄电池241不会过充损坏。

PWM无极卸荷模块223与蓄电池241相连接，用于确保蓄电池241的最佳充电特性。风力发电机21输出的电能超过蓄电池241的存储量时，必须将多余的电能消耗掉，普通的控制方式采用全电阻卸荷方式，此时蓄电池241一般还没有充满，但能量却全部消耗在卸荷上，从而造成能量的浪费。有的则采用分级卸荷，极数越多，控制效果越好，但一般只能做到五六极左右，效果仍然不够理想。本发明的风力发电装置2采用PWM方式进行无级卸荷，可达到上千极的卸荷，在正常卸荷情况下，可确保蓄电池241电压始终稳定在浮充电压点。当蓄电池241的电压大于设定值时，增大PWM输出的占空比，相当于在蓄电池两端并联负载变大，风力发电机21输出的多余的电能消耗在卸荷电阻上，可保证蓄电池241的使用寿命。

图6是本发明的风力发电装置2的逆变器23的一实施例的结构框图，如图所示逆变器23包括限流模块231、逆变模块232以及隔离变压输出模块233。

其中，限流模块231用于蓄电池模组24直接启动逆变模块232；隔离变压输出模块233用于减少对负载的谐波电流干扰，隔离变压输出模块233与逆变模块232相连接。

综上，本发明的排风再利用发电智能管理控制系统能及时了解各个风力发电装置的运行状况和供电情况，通过远程监控和故障诊断可以及时排除故障，操作简单、维护成本低。控制器实时检测蓄电池的充放电情况并控制风力发电机的充电电流从而可有效的防止蓄电池过充电现象。采用PWM无极卸荷方式对蓄电池进行智能充电，充电效率高，空载损耗低，该系统运行安全、稳定、可靠，使用寿命长，具有较高的性价比。

以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种排风再利用风力发电智能管理系统，其特征在于，包括：

远程监控中心；

多个风力发电装置；

2.如权利要求1所述的排风再利用风力发电智能管理系统，其特征在于，所述数据传输终端还包括：

存储模块，用于存储所述数据传输终端所采集的数据；

时钟模块，用于记录系统时间；

指示灯模块，用于指示所述数据传输终端的工作状态；

电源模块，用于为所述数据传输终端的各个模块供电。

3.如权利要求1所述的排风再利用风力发电智能管理系统，其特征在于，所述风力发电装置包括：

设置于排风机的排风口处的风力发电机；

对所述风力发电机输出的电能进行调节和控制的控制器；

对经所述控制器调节后的直流电进行逆变并为负载供电的逆变器；

根据所述控制器的控制信号为负载提供电能的蓄电池模组；

用于记录风力发电机的发电信息的电能表，所述电能表与逆变器的输出端相连接；

与所述电能表相连接的智能开关。

4.如权利要求3所述的排风再利用风力发电智能管理系统，其特征在于，所述智能开关用于根据所述数据传输终端的控制命令实现市电供电和风力发电供电的切换。

5.如权利要求4所述的排风再利用风力发电智能管理系统，其特征在于，所述数据传输终端通过本地接口模块与所述控制器、逆变器、电能表以及智能开关相连接以实现对控制器、逆变器、电能表以及智能开关的工作状况进行实时监控。

6.如权利要求1或5所述的排风再利用风力发电智能管理系统，其特征在于，所述数据传输终端的本地接口模块包括下列接口中的至少一种接口：RS485接口、RS232接口以及红外接口。

7.如权利要求1所述的排风再利用风力发电智能管理系统，其特征在于，所述远程通信模块为下列通信模块中的一种：GPRS通信模块、CDMA通信模块、GSM通信模块。

8.如权利要求3所述的排风再利用风力发电智能管理系统，其特征在于，所述控制器进一步包括：

对所述风力发电机输出的交流电进行整流的整流模块；

对所述蓄电池模组进行充放电控制的单片机，所述单片机与所述整流模块相连接；

分别与所述单片机和所述蓄电池模组相连接的PWM无极卸荷模块。

9.如权利要求3所述的排风再利用风力发电智能管理系统，其特征在于，所述蓄电池模组包括：蓄电池、蓄电池充电电路以及蓄电池放电电路；所述控制器通过所述蓄电池充电电路与所述蓄电池相连接；所述蓄电池通过所述蓄电池放电电路连接至所述逆变器。

10.如权利要求1所述的排风再利用风力发电智能管理系统，其特征在于，所述逆变器进一步包括：

逆变模块；

用于所述蓄电池模组直接启动所述逆变模块的限流模块；

用于减少对负载的谐波电流干扰的隔离变压输出模块，所述隔离变压输出模块与所述逆变模块相连接。