CN105471067A - 一种多重冗余发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种多重冗余发电设备，包括：水力涡轮发电机、风力发电机和太阳能电池板，所述水力涡轮发电机、风力发电机和太阳能电池板的输出端分别通过二极管连接到电路变换电路，电力变换电路的输出端连接到蓄电池和负载；还包括水力检测仪、风力检测仪和光照检测仪，输出水力检测信号、风力检测信号和光照强度信号到控制器，控制器输出开通和关断信号到所述水力涡轮发电机、风力发电机和太阳能电池板。本发明的多重冗余发电设备实现了多种供电设备的有效结合，发电效率高，运行稳定，全天候发电，真正做到绿色高效发电。

Description

一种多重冗余发电设备
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种多重冗余发电设备。
背景技术
现有发电设备比较单一，一般只有风能、太阳能、潮汐能独立的发电设备。尤其是海岛供电，一旦发电设备由于故障或自然能源短缺而导致供电中断，用户只能等待维修人员修好才能继续使用，会造成人力和物力的不必要损失。
发明内容
本发明提出一种多重冗余发电设备，解决了现有发电设备供电方式单一的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种多重冗余发电设备，包括：水力涡轮发电机、风力发电机和太阳能电池板，所述水力涡轮发电机、风力发电机和太阳能电池板的输出端分别通过二极管连接到电路变换电路，电力变换电路的输出端连接到蓄电池和负载；还包括水力检测仪、风力检测仪和光照检测仪，输出水力检测信号、风力检测信号和光照强度信号到控制器，控制器输出开通和关断信号到所述水力涡轮发电机、风力发电机和太阳能电池板；
所述电力变化电路包括：输入端口，接收输入电压；
输出端口，提供输出电压；
上功率开关和下功率开关，串联耦接在输入端口和参考地之间；
输出电感器，耦接在上功率开关和下功率开关的串联耦接节点和输出端口之间；
输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间；
反馈组件，耦接至输出端口接收输出电压，并产生反映输出电压的反馈电压；
电压比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端接收门限电压，其同相输入端耦接至反馈组件接收反馈电压，其输出端子产生电压比较信号；
选择开关，具有第一端子、第二端子、第三端子和控制端子，其第一端子耦接第一频率信号，其第二端子耦接第二频率信号，其控制端子耦接至电压比较器的输出端子接收电压比较信号，其第三端子根据电压比较信号提供频率参考信号；
频率比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端耦接至选择开关的第三端子接收频率参考信号，其输出端子提供时钟信号；
锯齿波产生器，耦接至频率比较器的输出端子接收时钟信号，并基于时钟信号提供锯齿波信号至频率比较器的同相输入端；
控制及驱动电路，耦接至频率比较器的输出端子接收时钟信号，并基于时钟信号，产生两路开关驱动信号，以控制上功率开关和下功率开关的通断。
可选地，所述控制器为DSP处理器。
可选地，所述控制器为ARM处理器。
可选地，所述控制器为单片机。
可选地，所述DSP处理器为TI公司2812系列处理器。
可选地，所述单片机为51系列单片机。
本发明的有益效果是：多重冗余发电设备实现了多种供电设备的有效结合，发电效率高，运行稳定，全天候发电，真正做到绿色高效发电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明多重冗余发电设备的电路控制框图；
图2为本发明的电力变换电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的多重冗余发电设备包括：水力涡轮发电机10、风力发电机20和太阳能电池板30，水力涡轮发电机10、风力发电机20和太阳能电池板30的输出端分别通过二极管连接到电路变换电路40，电力变换电路100的输出端连接到蓄电池50和负载60；多重冗余发电设备还包括水力检测仪11、风力检测仪21和光照检测仪31，输出水力检测信号、风力检测信号和光照强度信号到控制器70，控制器70输出开通和关断信号到水力涡轮发电机10、风力发电机20和太阳能电池板30，例如控制器70可以是DSP处理器或者ARM处理器。
图2为根据本发明一个实施例的电力变换电路100的电路结构示意图。如图2所示，本发明的电力变换电路100包括：输入端口101，接收输入电压Vin；输出端口102，提供输出电压Vo；上功率开关103和下功率开关104，串联耦接在输入端口101和参考地之间；输出电感器105，耦接在上功率开关103和下功率开关104的串联耦接节点和输出端口102之间；输出电容器106，耦接在输出端口102和参考地之间；反馈组件107，耦接至输出端口102接收输出电压Vo，并产生反映输出电压Vo的反馈电压Vfb；电压比较器108，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端接收门限电压Vth，其同相输入端耦接至反馈组件107接收反馈电压Vfb，其输出端子产生电压比较信号；选择开关109，具有第一端子、第二端子、第三端子和控制端子，其第一端子耦接第一频率信号Vf1，其第二端子耦接第二频率信号Vf2，其控制端子耦接至电压比较器108的输出端子接收电压比较信号，其第三端子根据电压比较信号提供频率参考信号Vfr；频率比较器110，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端耦接至选择开关109的第三端子接收频率参考信号Vfr，其输出端子提供时钟信号CLK；锯齿波产生器111，耦接至频率比较器110的输出端子接收时钟信号CLK，并基于时钟信号CLK提供锯齿波信号Vsw至频率比较器110的同相输入端；控制及驱动电路114，耦接至频率比较器110的输出端子接收时钟信号CLK，并基于时钟信号CLK，产生两路开关驱动信号，以控制上功率开关103和下功率开关104的通断。
工作时，控制器70通过水力检测仪11、风力检测仪21和光照检测仪31检测环境状况，根据水力检测信号、风力检测信号和光照强度信号控制至少2套发电效率高的设备处于工作状态，产生的电能一部分直接输送到负载60，多余的电能存储到蓄电池50。
本发明的多重冗余发电设备，采用水力涡轮发电机将潮汐能很好的应用起来，涨潮落潮带动涡轮转动；同时海风保证了风力发电的全天性与稳定性；在晴朗的天气里，太阳能电池板输出稳定的电能，三种发电设备一起发电，将电能储存在蓄电池里。
本发明的多重冗余发电设备实现了多种供电设备的有效结合，发电效率高，运行稳定，全天候发电，真正做到绿色高效发电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多重冗余发电设备，其特征在于，包括：水力涡轮发电机、风力发电机和太阳能电池板，所述水力涡轮发电机、风力发电机和太阳能电池板的输出端分别通过二极管连接到电力变换电路，电力变换电路的输出端连接到蓄电池和负载；
还包括水力检测仪、风力检测仪和光照检测仪，输出水力检测信号、风力检测信号和光照强度信号到控制器，控制器输出开通和关断信号到所述水力涡轮发电机、风力发电机和太阳能电池板；
所述电力变换电路包括：输入端口，接收输入电压；
输出端口，提供输出电压；
上功率开关和下功率开关，串联耦接在输入端口和参考地之间；
输出电感器，耦接在上功率开关和下功率开关的串联耦接节点和输出端口之间；
输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间；
反馈组件，耦接至输出端口接收输出电压，并产生反映输出电压的反馈电压；
电压比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端接收门限电压，其同相输入端耦接至反馈组件接收反馈电压，其输出端子产生电压比较信号；
选择开关，具有第一端子、第二端子、第三端子和控制端子，其第一端子耦接第一频率信号，其第二端子耦接第二频率信号，其控制端子耦接至电压比较器的输出端子接收电压比较信号，其第三端子根据电压比较信号提供频率参考信号；
频率比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端耦接至选择开关的第三端子接收频率参考信号，其输出端子提供时钟信号；
锯齿波产生器，耦接至频率比较器的输出端子接收时钟信号，并基于时钟信号提供锯齿波信号至频率比较器的同相输入端；
控制及驱动电路，耦接至频率比较器的输出端子接收时钟信号，并基于时钟信号，产生两路开关驱动信号，以控制上功率开关和下功率开关的通断。
2.如权利要求1所述的多重冗余发电设备，其特征在于，所述控制器为DSP处理器。
3.如权利要求1所述的多重冗余发电设备，其特征在于，所述控制器为ARM处理器。
4.如权利要求1所述的多重冗余发电设备，其特征在于，所述控制器为单片机。
5.如权利要求2所述的多重冗余发电设备，其特征在于，所述DSP处理器为TI公司2812系列处理器。
6.如权利要求4所述的多重冗余发电设备，其特征在于，所述单片机为51系列单片机。
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