CN103227501A - 阶梯式微风储能装置 - Google Patents

阶梯式微风储能装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103227501A
CN103227501A CN2013101424340A CN201310142434A CN103227501A CN 103227501 A CN103227501 A CN 103227501A CN 2013101424340 A CN2013101424340 A CN 2013101424340A CN 201310142434 A CN201310142434 A CN 201310142434A CN 103227501 A CN103227501 A CN 103227501A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric capacity
control circuit
storage battery
circuit
capacity charging
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
CN2013101424340A
Other languages
English (en)
Inventor
刘振宇
马民
宋艳波
杨仁刚
杨怀卿
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.)
Shanxi Agricultural University
Original Assignee
Shanxi Agricultural University
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 Shanxi Agricultural University filed Critical Shanxi Agricultural University
Priority to CN2013101424340A priority Critical patent/CN103227501A/zh
Publication of CN103227501A publication Critical patent/CN103227501A/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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种阶梯式微风储能装置，是由电容充电主电路、超级电容器、电容电压检测电路、电容充电控制电路、蓄电池充电控制电路、风电机和蓄电池构成。所述的电容充电主电路与风电机和超级电容器相连接，电容电压检测电路与超级电容器及电容充电控制电路连接，电容充电控制电路与电容充电主电路连接，蓄电池充电控制电路与超级电容器和蓄电池相连接。本发明通过对超级电容器的逐个充电，然后再将电容器串联组合使其两端电压达到蓄电池的充电电压，实现了风电机在微风下能量的存储，达到降低充电门槛的目的，扩宽风电机对风能的利用范围，提高其对风能的利用率。当蓄电池两端的电压高于最大允许值时切断蓄电池充电电路，实现对蓄电池的保护。

Description

阶梯式微风储能装置
技术领域
本发明涉及超级电容器的储能领域，尤其涉及一种适合于风电机在微风下发电的阶梯式微风储能装置。
背景技术
对于并网型风电机组而言，风速的不稳定会导致发电机的发电量不稳定（其中包括电压幅值与频率等问题），进而使电网的质量下降。为了克服这种缺陷，人们在机组的结构方面做了各种改进，目前已形成了定速风电机组、变速风电机组、双馈感应发电机、带全额变频器的感应发电机等机组。虽然这些方法能够在一定程度上解决风电机入网的不稳定性，但在低于风速阈值时无法运行。独立运行的风电机组的电量，无论是先通过整流滤波后给蓄电池充电，再给直流负载供电，还是经过逆变技术将直流电变为交流电后再给交流负载供电，当风电机发出的电压低于蓄电池的电压时是不能给电池充电的，即此时的风能是不能被利用的。因此，设计一种阶梯式微风储能装置，使之具有原理结构简单方便，充电电压低，充电速度快并且价格合理的特点，使其尽快转化为生产力、形成真正实用的产品，对推动风能的普及利用，提高风能的利用率具有重要意义。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种阶梯式微风储能装置，可解决当风电机的输出电压低于蓄电池两端的电压时不能充电的缺点，实现了风电机的微风发电，达到提高风能利用率的目的。   
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
本发明的阶梯式微风储能装置由电容充电主电路、超级电容器、电容电压检测电路、电容充电控制电路、蓄电池充电控制电路、风电机和蓄电池构成。
电容充电主电路与风电机和超级电容器相连接，电容电压检测电路与超级电容器及电容充电控制电路连接，电容充电控制电路与电容充电主电路连接，蓄电池充电控制电路与超级电容器和蓄电池相连接。
所述的超级电容器的型号为630F\2.5V，而最终是给12V蓄电池充电，所以需要6个相同的电容器相串联才能给蓄电池充电，而每个电容的充电主电路以及充电控制电路都是相同的。
所述的电容充电主电路由光电耦合器、场效应管、二极管、PNP型三极管、电阻组成。
所述的电容充电控制电路由单片机、光电耦合器、NPN型三极管、电阻组成。
所述的蓄电池充电电路由继电器、稳压二极管、NPN型三极管、电阻组成。
由于超级电容器在整个工作过程中始终是串联的，所以为了检测每个电容的电压，就需要与电容一样数量的电容电压检测电路与每个电容器并联，而电容充电控制电路只有一个电位参考点，所以为了将每个电容两端的电压变化转换到这个参考点上，就需要在电容充电控制电路与电容电压检测电路之间连接光电耦合器，实现电位之间的转换。
本发明通过对超级电容器的逐个充电，然后再将电容器进行串联组合来使其两端电压达到蓄电池的充电电压，实现了风电机在微风下能量的存储，达到降低充电门槛的目的，扩宽风电机对风能的利用范围，提高其对风能的利用率。
本发明通过对超级电容器逐个充电然后再串联组合来实现降低充电门槛的目的。风电机通过电容充电主电路给超级电容器充电，当超级电容器两端电压达到设定值时，电容电压检测电路将信号传给电容充电控制电路，控制电路对此信号进行分析处理后输出控制信号给电容充电主电路，关闭此时的电容充电主电路打开下一个电容充电主电路，以此类推逐个对超级电容器进行充电。一般情况下超级电容通过蓄电池充电控制电路对蓄电池充电，当蓄电池两端的电压高于最大允许值时切断蓄电池充电电路，实现对蓄电池的保护。
由于光伏板的额定最大电流较风电机小，所以本发明只要增加相应的限流装置即可用于光伏发电的储能，从而实现光伏板在阴雨天气或傍晚光线不足时的储能，增加了光伏板对太阳能的利用率。
附图说明
图1是本发明阶梯式微风储能装置原理图。
图2是本发明阶梯式微风储能装置电路图。
图中：1、电容充电主电路，2、超级电容器，3、电容电压检测电路，4、电容充电控制电路，5、蓄电池充电控制电路，6、风电机，7、蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示，本发明的阶梯式微风储能装置由电容充电主电路1、超级电容器2、电容电压检测电路3、电容充电控制电路4、蓄电池充电控制电路5、风电机6和蓄电池7构成。电容充电主电路1与风电机6和超级电容器2相连接，电容电压检测电路3与超级电容器2及电容充电控制电路4连接，电容充电控制电路4与电容充电主电路1连接，蓄电池充电控制电路5与超级电容器2和蓄电池7相连接。
如图2所示，本发明的阶梯式微风储能装置，由于使用的超级电容器型号为630F\2.5V，而最终是给12V蓄电池充电，所以需要6个相同的电容器相串联才能给蓄电池充电，而每个电容的充电主电路以及充电控制电路都是相同的。因此，现就图2中的一个超级电容器充电电路图说明如下：
当单片机的P1.0口发出高电平时使光电耦合器OC1-1的光敏三极管接通，这时场效应管Q1-2、三极管Q1-3接通，三极管Q1-3的接通使PNP型三极管Q1-1接通，这时使第一个电容器与风电机接通，开始充电。当第一个电容两端的电压达到2V时使得充电控制电路中的二极管D1-1、D1-2、光电耦合器OC1-2的发光二极管导通，这时光电耦合器OC1-2的光敏三极管接通使得三极管Q1-4导通，使单片机的P0.0口置为低电平，当单片机检测到P0.0口为低电平并经过分析后将P1.1口置为高电平，使第二个电容充电主电路接通，开始给第二个电容充电。依此逐个给电容充电，直到六个电容都充满电时电容器串联后的总电压将达到12V,这时给蓄电池7充电。当蓄电池7两端的电压达到12V以上时使得稳压二极管D7-3导通，这时三极管Q7-1导通，使继电器K7-1得电吸合，切断蓄电池7的充电电路，起到保护蓄电池7的作用。

Claims (5)

1.阶梯式微风储能装置,其特征是由电容充电主电路(1)、超级电容器(2)、电容电压检测电路(3)、电容充电控制电路(4)、蓄电池充电控制电路(5)、风电机(6)和蓄电池(7)构成，所述的电容充电主电路(1)与风电机(6)和超级电容器(2)相连接，电容电压检测电路(3)与超级电容器(2)及电容充电控制电路(4)连接，电容充电控制电路(4)与电容充电主电路(1)连接，蓄电池充电控制电路(5)与超级电容器(2)和蓄电池(7)相连接。
2.根据权利要求1所述的阶梯式微风储能装置，其特征在于，所述的电容充电主电路(1)由光电耦合器、场效应管、二极管、PNP型三极管、电阻组成。
3.根据权利要求1所述的阶梯式微风储能装置，其特征在于，所述的超级电容器(2)的型号为630F\2.5V，微风储能装置设置有6个相互串联的相同的超级电容器(2)，每个电容充电主电路(1)及电容充电控制电路(4)都是相同的。
4.根据权利要求1所述的阶梯式微风储能装置，其特征在于，所述的电容充电控制电路(4)由单片机、二极管、光电耦合器、NPN型三极管、电阻组成。
5.根据权利要求1所述的阶梯式微风储能装置，其特征在于，所述的蓄电池充电控制电路(5)由继电器、稳压二极管、NPN型三极管、电阻组成。
CN2013101424340A 2013-04-23 2013-04-23 阶梯式微风储能装置 Pending CN103227501A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101424340A CN103227501A (zh) 2013-04-23 2013-04-23 阶梯式微风储能装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101424340A CN103227501A (zh) 2013-04-23 2013-04-23 阶梯式微风储能装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103227501A true CN103227501A (zh) 2013-07-31

Family

ID=48837819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101424340A Pending CN103227501A (zh) 2013-04-23 2013-04-23 阶梯式微风储能装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103227501A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100102747A1 (en) * 2008-10-28 2010-04-29 General Electric Company Unified 0-10v and dali dimming interface circuit
CN201699442U (zh) * 2010-05-21 2011-01-05 西安交通大学 电池智能管理系统
CN102237721A (zh) * 2010-04-27 2011-11-09 陈勇 一种太阳能光电回收电路及其实现方法
CN102815221A (zh) * 2012-06-07 2012-12-12 广州益维电动汽车有限公司 一种管控一体化的电动车动力平台系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100102747A1 (en) * 2008-10-28 2010-04-29 General Electric Company Unified 0-10v and dali dimming interface circuit
CN102237721A (zh) * 2010-04-27 2011-11-09 陈勇 一种太阳能光电回收电路及其实现方法
CN201699442U (zh) * 2010-05-21 2011-01-05 西安交通大学 电池智能管理系统
CN102815221A (zh) * 2012-06-07 2012-12-12 广州益维电动汽车有限公司 一种管控一体化的电动车动力平台系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丘东元等: "开关电容变换器组成原理及发展趋势", 《电气应用》 *
马宾等: "基于磁开关的重复频率冲击电压发生器", 《强激光与粒子束》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201185355Y (zh) 高压线路感应取电装置
CN102522767B (zh) 一种可调度型光伏储能并网发电系统及其工作方法
CN102175944A (zh) 光伏并网逆变器测试平台
CN103390901A (zh) 风电机组综合串联补偿电压穿越装置及控制方法
CN103414205A (zh) 风电场超级电容储能型统一电能质量调节器
CN204179989U (zh) 基于直流母线的风光油互补发电系统
CN103138291A (zh) 一种风力发电智能单相并网控制器
CN104242790A (zh) 一种风光互补发电系统
CN104901326A (zh) 控制棒驱动机构静态电源系统及其储能系统及其供电方法
CN103812140A (zh) 一种风能、太阳能及市电互补的电动汽车充电系统
CN204597611U (zh) 一种多路输出光伏发电系统
CN104167781A (zh) 一种风光互补发电储能控制系统
CN104539023B (zh) 基于网电互补的风力发电供电系统
CN202535090U (zh) 风力发电储能系统
CN205141702U (zh) 一种双馈风力发电机低电压穿越系统
CN204190669U (zh) 一种风光互补发电系统
CN106300415A (zh) 一种无刷双馈风力发电机组组合的低电压穿越方法
CN202978320U (zh) 一种风能、太阳能及市电互补的电动汽车充电站
CN201479046U (zh) 一种基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统
CN204304587U (zh) 一种用于输电线路在线监测系统的电源控制组件
CN103227501A (zh) 阶梯式微风储能装置
CN203415992U (zh) 风电机组综合串联补偿电压穿越装置
CN203377633U (zh) 一种风光互补发电系统控制器
CN207732485U (zh) 一种大功率风力发电设备
CN202309554U (zh) 一种光伏并网变换器

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

Application publication date: 20130731