CN103259312A - 一种新型风光互补发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型风光互补发电系统，该系统包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、整流电路、DC/DC变换电路、风光互补控制器、逆变器、液晶显示器、温度传感器和风速传感器。风力发电机经整流电路与风光互补控制器相连，太阳能电池板经DC/DC变换电路与风光互补控制器相连；风光互补控制器还分别与蓄电池、液晶显示器和直流负载相连；逆变器的输入端连接风光互补控制器，输出端接交流负载和交流电网。该系统将风能与太阳能合理的结合起来发电，充分的利用自然资源给直流负载和交流负载提供绿色电能。

Description

一种新型风光互补发电系统
技术领域
本发明涉及一种发电技术，尤其涉及一种风能光能互补发电并网供电技术。
背景技术
随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加，以石油、天然气和煤炭等传统能源的不断消耗，能源危机已摆在人类的面前。
风能和太阳能作为一种绿色可再生能源，近年来在发电技术应用方面改善了生态环境和人民的生活条件。各地出现了利用太阳能进行发电，风能进行发电，通常情况下白天太阳光充足风力不大，夜晚没有太阳光风力相对白天大许多，而太阳能和风能独自发电投资高且不能很好的利用自然条件，目前市场上虽然有将太阳能和风能结合起来一起发电，但不能充分利用微风能和弱太阳能，风光互补控制器对蓄电池的保护不足，满足负载用电需求的同时不能将多余的电能反馈给电网。
发明内容
   本发明的目的在于克服针对上述技术问题的不足，提供一种节能环保、结构合理、使用方便的一种新型风光互补发电系统。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种新型风光互补发电系统，其特征在于：包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、整流电路、DC/DC变换电路、风光互补控制器、逆变器、液晶显示器、温度传感器和风速传感器；所述的风力发电机经整流电路与风光互补控制器相连；太阳能电池板一路经DC/DC变换电路与风光互补控制器相连，另一路直接与风光互补控制器相连；风光互补控制器还分别与蓄电池、液晶显示器和直流负载相连；逆变器的输入端连接风光互补控制器，输出端接交流负载和交流电网。 
所述的风光互补控制器由充电电路、放电电路、放大电路、检测电路、保护电路和DC/DC变换电路组成，它们都与风光互补控制器的核心芯片相连。
所述的风光互补控制器核心芯片是指单片机、DSP或ARM中的一种。
所述的逆变器由微处理器、DC/DC变换器、DC/AC变换器和滤波电路组成，DC/DC变换器的输入端连接蓄电池，输出端经过滤波电路滤波后连接DC/AC变换器，DC/AC变换器输出经滤波电路滤波后接交流负载和交流电网。
所述的微处理器是指DSP或ARM中的一种。
所述的温度传感器放置在蓄电池上，并通过导线与风光互补控制器相连。
所述的风速传感器安装在风力发电机的支架上，并通过导线与风光互补控制器相连。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种新型风光互补发电系统，将风能和太阳能结合起来一起发电，扬其两能各自的长处，补其两能各自的不足，无论白天黑夜充分的利用两能进行发电，在满足负载用电的情况下，还将多余的电能经过逆变器逆变成50赫兹，220伏的交流电反馈给电网。
附图说明
 图1是本发明的系统结构框图。
图2是本发明的DC/AC变换器的组成图。
图3是本发明的DC/AC变换器的控制框图。
图4是本发明蓄电池保护充电的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及创作特性更加清楚明白，下面结合附图，对本发明做进一步的详细说明。
如图1、图2、图3、图4所示，一种新型风光互补发电系统，包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、整流电路、DC/DC变换电路、风光互补控制器、逆变器、液晶显示器、温度传感器和风速传感器。风力发电机经整流电路与风光互补控制器相连；太阳能电池板一路经DC/DC变换电路与风光互补控制器相连，另一路直接与风光互补控制器相连；风光互补控制器还分别与蓄电池、液晶显示器和直流负载相连；逆变器的输入端连接风光互补控制器，输出端接交流负载和交流电网。风光互补控制器由充电电路、放电电路、放大电路、检测电路、保护电路和DC/DC变换电路组成，它们都与风光互补控制器的核心芯片相连。逆变器由微处理器、DC/DC变换器、DC/AC变换器和滤波电路组成，DC/DC变换器的输入端连接蓄电池，输出端经过滤波电路滤波后连接DC/AC变换器，DC/AC变换器输出经滤波电路滤波后接交流负载和交流电网。
风力发电机发出的电是三项交流电，经整流电路整流后变成直流电，检测电路对该直流电压和蓄电池的电压进行检测，若该直流电压高于蓄电池电压满足充电条件，经充电电路直接对蓄电池进行充电；若风力不大该直流电压较弱时，经DC/DC变换电路进行调整，再经充电电路给蓄电池充电，当检测到蓄电池充满时，风光互补控制器切断风力发电机对蓄电池的充电，并切换到负载电阻来消耗风力发电机产生的电能，防止风力发电机的空载运行对其自身的损害。通过安装在风力发电机支架上的风速传感器，该传感器的信号经A/D转换送给放大电路进行调理，再经风光互补控制器核心芯片分析处理，判断风速的大小，与设定的最高风速和最低风速比较，若不在最高风速与最低风速之内，风光互补控制器切断风力发电机工作，对风力发电机进行保护。
检测电路对太阳能电池板进行检测，当太阳能电池板转化的电能高于蓄电池的电能满足充电条件，经充电电路直接对蓄电池充电；当遇到阴雨天气太阳能电池板转化的电能较低时，通过DC/DC变换电路进行调整，然后经充电电路给蓄电池充电。
当蓄电池满足放电的条件，在放电电路的作用下向直流负载和逆变器进行放电，直流负载直接使用蓄电池提供的电能，交流负载要经过逆变器把蓄电池提供的直流电逆变成交流电才可以使用； DC/AC逆变控制的微处理器采用TI公司开发的高性能的DSP TMS320F28335芯片，它实时处理能力更强大，且性价比高，保证系统更高的开关工作频率和性能，蓄电池的直流电首先经过逆变器中的DC/DC变换器，调整为250伏的直流电，通过滤波电路滤波后送给DC/AC变换器，在微处理器TMS320F28335的多路PWM控制驱动电路，驱动电路合理的驱动DC/AC变换器中IGBT的导通与关断，将250伏的直流电逆变成50赫兹220伏的交流电，经滤波电路滤波后供交流负载使用，满足负载同时将多余的电能反馈给交流电网。
风光互补控制器通过检测电路检测蓄电池的电压，对蓄电池的工作状态进行判断。在此以一个24伏的蓄电池为例进行说明，当蓄电池的电压高于保护电压29.4V时，自动切断对蓄电池的充电进行过充保护；当蓄电池的电压掉至维持电压27.2V时，对蓄电池采用PWM充电方式进行浮充；当蓄电池的电压低于恢复电压26.2V时，关闭浮充进入均充。蓄电池的过充点电压受外界环境温度变化的影响大，温度升高过充点电压降低，反之，则过充点电压升高；过充保护恢复点电压和浮充电压均有温度补偿，通过温度传感器采集温度信号，经A/D转换送给放大电路进行调理，再经风光互补控制器核心芯片分析处理，对环境温度进行判断，以基准温度25℃为准，当温度每升高1度，对24V的铅酸蓄电池需补偿-60mV，反之则需要补偿60mV。检测电路还对太阳能电池板的电压电流、逆变器直流侧的电压电流、逆变器交流侧的电压电流、直流负载和交流负载的工作情况进行检测，还有通过风速传感器和温度传感器采集的信号，再经过风光互补控制器分析处理后，最终通过液晶显示器将这些信息显示出来，供用户及时的了解系统工作的情况。

Claims (7)

1.一种新型风光互补发电系统，其特征在于：包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、整流电路、DC/DC变换电路、风光互补控制器、逆变器、液晶显示器、温度传感器和风速传感器；所述的风力发电机经整流电路与风光互补控制器相连；太阳能电池板一路经DC/DC变换电路与风光互补控制器相连，另一路直接与风光互补控制器相连；风光互补控制器还分别与蓄电池、液晶显示器和直流负载相连；逆变器的输入端连接风光互补控制器，输出端接交流负载和交流电网。
2.根据权利要求1所述的新型风光互补发电系统，其特征在于：所述的风光互补控制器由充电电路、放电电路、检测电路、放大电路、保护电路和DC/DC变换电路组成，它们都与风光互补控制器的核心芯片相连。
3.根据权利要求2所述的新型风光互补发电系统，其特征在于：所述的风光互补控制器核心芯片是指单片机、DSP或ARM中的任何一种。
4.根据权利要求1所述的新型风光互补发电系统，其特征在于：所述的逆变器由微处理器、DC/DC变换器、DC/AC变换器和滤波电路组成，DC/DC变换器的输入端连接蓄电池，输出端经过滤波电路滤波后连接DC/AC变换器，DC/AC变换器输出经滤波电路滤波后接交流负载和交流电网。
5.根据权利要求4所述的新型风光互补发电系统，其特征在于：所述的微处理器是指DSP或ARM中的一种。
6.根据权利要求1所述的新型风光互补发电系统，其特征在于：所述的温度传感器放置在蓄电池上，并通过导线与风光互补控制器相连。
7.根据权利要求1所述的新型风光互补发电系统，其特征在于：所述的风速传感器安装在风力发电机的支架上，并通过导线与风光互补控制器相连。
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PB01 Publication
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