CN104113271B - 风光互补发电装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风光互补发电装置，包括：风力发电机、太阳能电池组件和调整所述风力发电机姿态的跟踪装置；所述风力发电机包括塔架、机头和设置在机头上的叶片，所述叶片将风能转换成动能，所述机头将动能转换成电能；所述太阳能电池组件嵌在所述叶片上；所述跟踪装置包括传感器、控制器、电机和通过电机驱动的转向机构，传感器采集数据传输给控制器，控制器控制电机运转；所述转向机构设置在所述塔架和机头之间。通过上述方式，本发明能够提高风光互补发电装置的功率密度，最大限度的应用太阳能和风力发电的能源。

Description

风光互补发电装置及控制方法

技术领域

本发明涉及太阳能光伏和风力发电领域，特别是涉及一种风光互补发电装置及控制方法。

背景技术

能源短缺己经成为全球性的问题，在常规能源日益减少的同时，人们不断的寻找新的可替代能源并进行利用。太阳能和风能作为一种无污染的清洁再生能源，受到人们越来越多的重视，并开始大规模的商业化应用。目前，太阳能光伏发电和风力发电技术在新能源应用占有重要的地位。同时，由于太阳能和风能自身的不确定性、随机性等特点，其发出的电能也是随机的。为了获得更好的能源应用，人们开始将太阳能与风力发电互补应用，组成风光互补发电系统，提高发电的持续性和可靠性。在已有的风光互补发电装置中，大多采用电池组件与风力发电简单组装的使用模式，这种系统存在结构复杂、安装不便、适应性差等缺点。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种风光互补发电装置及控制方法，能够提高风光互补发电装置的功率密度，最大限度的应用太阳能和风力发电的能源。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种风光互补发电装置的控制方法，风光互补发电装置包括风力发电机、太阳能电池组件和调整所述风力发电机姿态的跟踪装置；所述风力发电机包括塔架、机头和设置在机头上的叶片，所述叶片将风能转换成动能，所述机头将动能转换成电能；所述太阳能电池组件嵌在所述叶片上；所述跟踪装置设置在所述塔架和机头之间；所述跟踪装置包括传感器、控制器、电机和通过电机驱动的转向机构，传感器采集数据传输给控制器，控制器控制电机运转；所述转向机构设置在所述塔架和机头之间；风光互补发电装置的控制方法包括：

第一步：传感器采集风速、风向、太阳光强度和太阳位置的数据，传感器将数据传给控制器；

第二步：控制器分别计算风力和太阳能单独理想发电量P_wind、P_solar，并预测下一时刻的风力发电量P_F-wind和太阳能发电量P_F-solar；

第三步：控制器根据第二步的计算和预测结果，执行判断，判断算法如下：

A：如果P_solar大于P_wind，则控制转向机构调整到太阳能单独最佳发电姿态；如果P_wind大于P_solar，则控制转向机构调整到风力单独最佳发电姿态；

B：如果预测的风力发电量P_F-wind与太阳能的发电量P_F-solar相当，则控制转向机构调整到风力和太阳能组合的最佳发电姿态；其中，如果预测的P_F-solar≈0，则进入全风力发电状态，调整机头姿态，最大限度的风力发电，反之亦然；如果预测的P_F-wind≈0与P_F-solar≈0，则控制器控制风光互补发电装置进入休眠状态；

第四步：控制器根据第三步的判断，控制电机驱动转向机构，调整机头姿态。

本发明的有益效果是：本发明提高风光互补发电装置的发电效率。

附图说明

图1是本发明风光互补发电装置一较佳实施例的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、叶片；2、太阳能电池组件；3、机头；4、转向机构；5、塔架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种风光互补发电装置的控制方法，风光互补发电装置包括：风力发电机、太阳能电池组件2和调整所述风力发电机姿态的跟踪装置；所述风力发电机包括塔架5、机头3和设置在机头3上的叶片1，所述叶片1将风能转换成动能，所述机头3将动能转换成电能；所述太阳能电池组件2嵌在所述叶片1上，从而可以同时接收风能和太阳能；所述跟踪装置包括传感器、控制器、电机和通过电机驱动的转向机构4。

本风光互补发电装置的控制方法包括：第一步：传感器采集风速、风向、太阳光强度和太阳位置的数据，传感器将数据传给控制器，

第二步：控制器分别计算风力和太阳能单独理想发电量P_wind、P_solar，并预测下一时刻的风力发电量P_F-wind和太阳能发电量P_F-solar；

第三步：控制器根据第二步的计算和预测结果，执行判断，判断算法如下：

A：如果P_solar大于P_wind，则控制转向机构4调整到太阳能单独最佳发电姿态；如果P_wind大于P_solar，则控制转向机构4调整到风力单独最佳发电姿态；

B：如果预测的风力发电量P_F-wind与太阳能的发电量P_F-solar相当，则控制转向机构4调整到风力和太阳能组合的最佳发电姿态；其中，如果预测的P_F-solar≈0，则进入全风力发电状态，调整机头3姿态，最大限度的风力发电，反之亦然；如果预测的P_F-wind≈0与P_F-solar≈0，则控制器控制风光互补发电装置进入休眠状态；

第四步：控制器根据第三步的判断，控制电机驱动转向机构4，调整机头3姿态。

本发明能够检测环境数据信息，进行判定，调整和决定风光互补一体化装置控制的工作姿态，实现装置最大限度的利用风力和太阳能资源，实现互补发电。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种风光互补发电装置的控制方法，其特征在于，风光互补发电装置包括风力发电机、太阳能电池组件和调整所述风力发电机姿态的跟踪装置；所述风力发电机包括塔架、机头和设置在机头上的叶片，所述叶片将风能转换成动能，所述机头将动能转换成电能；所述太阳能电池组件嵌在所述叶片上；所述跟踪装置设置在所述塔架和机头之间；所述跟踪装置包括传感器、控制器、电机和通过电机驱动的转向机构，传感器采集数据传输给控制器，控制器控制电机运转；所述转向机构设置在所述塔架和机头之间；风光互补发电装置的控制方法包括：

第一步：传感器采集风速、风向、太阳光强度和太阳位置的数据，传感器将数据传给控制器；

第二步：控制器分别计算风力和太阳能单独理想发电量P_wind、P_solar，并预测下一时刻的风力发电量P_F-wind和太阳能发电量P_F-solar；

第三步：控制器根据第二步的计算和预测结果，执行判断，判断算法如下：

A：如果P_solar大于P_wind，则控制转向机构调整到太阳能单独最佳发电姿态；如果P_wind大于P_solar，则控制转向机构调整到风力单独最佳发电姿态；

B：如果预测的风力发电量P_F-wind与太阳能的发电量P_F-solar相当，则控制转向机构调整到风力和太阳能组合的最佳发电姿态；其中，如果预测的P_F-solar≈0，则进入全风力发电状态，调整机头姿态，最大限度的风力发电，反之亦然；如果预测的P_F-wind≈0与P_F-solar≈0，则控制器控制风光互补发电装置进入休眠状态；

第四步：控制器根据第三步的判断，控制电机驱动转向机构，调整机头姿态。