CN105553005A - 一种分布式发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种分布式发电系统，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。本发明的分布式发电系统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

一种分布式发电系统
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种分布式发电系统。
背景技术
现有分布式发电系统比较单一，一般只有风能、太阳能、潮汐能独立的分布式发电系统。尤其是海岛供电，一旦分布式发电系统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
本发明提出一种分布式发电系统，解决了现有分布式发电系统供电方式单一的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种分布式发电系统，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；
整流单元，耦接至输入端口接收输入电压，产生整流电压；
变压器，包括原边绕组和副边绕组，其中原边绕组和副边绕组各具有第一端子和第二端子，原边绕组的第一端子耦接至整流单元接收整流电压，副边绕组的第二端子接副边参考地；
原边功率开关，耦接在原边绕组的第二端子和原边参考地之间；
副边二极管，耦接在副边绕组的第一端子和输出端口之间；
输出电容器，耦接在输出端口和副边参考地之间；
反馈组件，包括副边部分和原边部分；
副边连接电阻、第一齐纳二极管和原边连接电阻，其中副边部分、副边连接电阻以及第一齐纳二极管串联耦接在输出端口和副边参考地之间，以在反馈组件的原边部分产生反馈电压；
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；
误差放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收参考电压，其反相输入端耦接至反馈组件的原边部分接收反馈电压，其输出端子产生误差放大信号；
箝位器，耦接在误差放大器的输出端子和原边参考地之间；
第一逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接至误差放大器的输出端子接收误差放大信号，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；
第二逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接电流峰值信号，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；
电流比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端耦接至原边功率开关和原边绕组的串联耦接节点以接收表征流过原边功率开关的电流采样信号，其反相输入端耦接至第一逻辑开关的第二端子和第二逻辑开关的第二端子，其输出端子产生电流比较信号；
控制及驱动电路，耦接至电流比较器的输出端子接收电流比较信号，并基于电流比较信号，产生开关驱动信号，以控制原边功率开关的通断；
所述整流单元包括由四个二极管组成的整流桥电路；
所述第一逻辑开关为高电平导通，第二逻辑开关为低电平导通；
所述的峰值电流渐变的反激变换器还包括：补偿电容器，耦接在误差放大器的输出端子和反相输入端之间；
所述反馈组件包括光电耦合器；
所述箝位器包括第二齐纳二极管。
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。
本发明的有益效果是：分布式发电系统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为本发明分布式发电系统的电路控制框图；
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，本发明的分布式发电系统包括：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；分布式发电系统还包括水力检测仪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；整流单元103，耦接至输入端口101接收输入电压Vin，产生整流电压；变压器，包括原边绕组104-1和副边绕组104-2，其中原边绕组104-1和副边绕组104-2各具有第一端子和第二端子，原边绕组104-1的第一端子耦接至整流单元103接收整流电压，副边绕组104-2的第二端子接副边参考地；原边功率开关105，耦接在原边绕组104-1的第二端子和原边参考地之间；副边二极管106，耦接在副边绕组104-2的第一端子和输出端口102之间；输出电容器107，耦接在输出端口102和副边参考地之间；反馈组件，包括副边部分108-1和原边部分108-2；副边连接电阻109、第一齐纳二极管110和原边连接电阻111，其中反馈组件的副边部分108-1、副边连接电阻109以及第一齐纳二极管110串联耦接在输出端口102和副边参考地之间，以在反馈组件的原边部分108-2产生反馈电压Vfb；电压比较器112，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，其同相输入端经由反馈组件的原边部分108-2和原边连接电阻111耦接至原边参考地，以接收反馈电压Vfb，其输出端子产生电压比较信号；误差放大器113，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收参考电压Vref，其反相输入端耦接至反馈组件的原边部分108-2接收反馈电压Vfb，其输出端子产生误差放大信号Vc；箝位器114，耦接在误差放大器113的输出端子和原边参考地之间；第一逻辑开关115，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接至误差放大器113的输出端子接收误差放大信号Vc，其控制端子耦接至电压比较器112的输出端子接收电压比较信号；第二逻辑开关116，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接电流峰值信号Ilim，其控制端子耦接至电压比较器112的输出端子接收电压比较信号；电流比较器117，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端耦接至原边功率开关105和原边绕组104-1的串联耦接节点以接收表征流过原边功率开关的电流采样信号Isen，其反相输入端耦接至第一逻辑开关115的第二端子和第二逻辑开关116的第二端子，其输出端子产生电流比较信号；控制及驱动电路118，耦接至电流比较器117的输出端子接收电流比较信号，并基于电流比较信号，产生开关驱动信号，以控制原边功率开关105的通断。
优选地，所述整流单元103包括由四个二极管组成的整流桥电路。
优选地，所述反馈组件包括光电耦合器。
优选地，箝位器114包括第二齐纳二极管，且具有箝位电压Vz。
优选地，第一逻辑开关115为高电平导通，第二逻辑开关116为低电平导通。也就是说，当反馈电压Vfb大于门限电压Vth时，电压比较信号为高电平，此时第一逻辑开关115被导通、第二逻辑开关116被断开，使得电流比较器117的反相输入端接收耦接至误差放大器113的输出端子接收误差放大信号Vc；当反馈电压Vfb小于门限电压Vth时，电压比较信号为低电平，此时第一逻辑开关115被断开、第二逻辑开关116被导通，使得电流比较器117的反相输入端接收电流峰值信号Ilim。。
优选地，所述峰值电流渐变的反激变换器100还包括：补偿电容器119，耦接在误差放大器113的输出端子和反相输入端之间。
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。
本发明的分布式发电系统，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。
本发明的分布式发电系统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 (3)

1.一种分布式发电系统，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；
整流单元，耦接至输入端口接收输入电压，产生整流电压；
变压器，包括原边绕组和副边绕组，其中原边绕组和副边绕组各具有第一端子和第二端子，原边绕组的第一端子耦接至整流单元接收整流电压，副边绕组的第二端子接副边参考地；
原边功率开关，耦接在原边绕组的第二端子和原边参考地之间；
副边二极管，耦接在副边绕组的第一端子和输出端口之间；
输出电容器，耦接在输出端口和副边参考地之间；
反馈组件，包括副边部分和原边部分；
副边连接电阻、第一齐纳二极管和原边连接电阻，其中副边部分、副边连接电阻以及第一齐纳二极管串联耦接在输出端口和副边参考地之间，以在反馈组件的原边部分产生反馈电压；
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；
误差放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收参考电压，其反相输入端耦接至反馈组件的原边部分接收反馈电压，其输出端子产生误差放大信号；
箝位器，耦接在误差放大器的输出端子和原边参考地之间；
第一逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接至误差放大器的输出端子接收误差放大信号，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；
第二逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接电流峰值信号，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；
电流比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端耦接至原边功率开关和原边绕组的串联耦接节点以接收表征流过原边功率开关的电流采样信号，其反相输入端耦接至第一逻辑开关的第二端子和第二逻辑开关的第二端子，其输出端子产生电流比较信号；
控制及驱动电路，耦接至电流比较器的输出端子接收电流比较信号，并基于电流比较信号，产生开关驱动信号，以控制原边功率开关的通断；
所述整流单元包括由四个二极管组成的整流桥电路；
所述第一逻辑开关为高电平导通，第二逻辑开关为低电平导通；
所述的峰值电流渐变的反激变换器还包括：补偿电容器，耦接在误差放大器的输出端子和反相输入端之间；
所述反馈组件包括光电耦合器；
所述箝位器包括第二齐纳二极管。
2.如权利要求1所述的分布式发电系统，其特征在于，所述控制器为DSP处理器。
3.如权利要求1所述的分布式发电系统，其特征在于，所述控制器为ARM处理器。
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