CN201312132Y - 风光柴互补离网供电系统控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了供电系统控制装置，尤其是指一种通信用风光柴互补离网供电系统控制装置。本装置包括一个DSP，与这个DSP相连的有一个输入电压电流采集单元，一个输出电压电流采集单元等等，本实用新型中所采用的DSP是一个32位DSP，且整个控制装置连接有一个电池供电部件。本装置的优点是能够根据系统状态及不同风速不同日照进行自动调整风力发电机组投入/泄荷/刹车、太阳能电池组投入/切出系统，能够接受外部命令调整风力发电机组投入/泄荷/刹车、太阳能电池组投入/切出系统，能够进行故障处理和自诊断，并能在系统短路、过载或其它严重故障时断开保险开关以保证设备及人员安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能、风能及柴油发电机组在通信领域联合供电的中大功率控制器。
背景技术
随着社会的不断进步，人们生活水平的不断提高，传统能源价格的不断攀升，节能环保的呼声越来越大，绿色新能源的利用越来越引起人们重视，而风能与太阳能这两种可再生能源正是人们不断探索的结果。高效率、高可靠性地利用风能与太阳能是所有风光互补系统追求的目标，目前太阳能、风能、柴油独立发电技术都相对成熟，在联合供电上缺少集中管理从而效率低下，可靠性降低，尤其在通信电源供应上就显得不足。如何在通信电源供应上高效、高可靠地利用太阳能风能成为人们不断研究的课题之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种通信用风光柴互补离网供电系统控制装置。该装置可高效、高可靠地利用太阳能、风能，而又不失风光互补系统经济实用的特点。
本发明中的风光柴互补离网供电系统控制装置，包括一个DSP，与这个DSP相连的有一个输入电压电流采集单元、一个输出电压电流采集单元、一个电池温度监控单元、一个驱动单元、一个环境温度检测单元、一个故障自诊断单元、一个通信单元、一个信息存储单元、一个报警输出单元、一个显示单元、一个键盘输入单元，其特征在于DSP是一个32位DSP，整个控制装置连接有一个电池供电部件。
作为优选，上述控制装置中的存储单元是电可擦写只读存储器。
作为优选，上述控制装置中的电池温度检测传感器为一个PTC金属封装温度传感器及5米长引线组成。
作为优选，上述控制装置中的输入电流采样采用的是霍尔电流传感器。
作为优选，上述控制装置中的电池电压采样采用的是霍尔电压传感器。
作为优选，上述控制装置中的风力输入与太阳能输入控制采用同一个控制器。
本装置能够根据系统状态及不同风速不同日照进行自动调整风力发电机组投入、泄荷、刹车、太阳能电池组投入、切出系统，能够接受外部命令调整风力发电机组投入、泄荷、刹车、太阳能电池组投入、切出系统，能够进行故障处理和自诊断，并能在系统短路、过载或其它严重故障时断开保险开关以保证设备及人员安全。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现的：
太阳能电池方阵产生的电力通过太阳能控制电路实现最大功率跟踪，再对蓄电池组进行充电；风力发电机组产生的电力通过风力控制电路实现最大功率跟踪对蓄电池组进行充电，并提供泄荷、刹车功能；柴油发电机组通过控制器实现柴油机在电池电压低于设定值时自动启动柴油机对蓄电池组进行快速充电；蓄电池组通过控制电路检测蓄电池组在充电时的温度，进行充电压自动补偿，并在超过设定值时切断充电输入以保证设备安全。通信电路通过串口与监控PC连接，实现实时监控和告警采集，PC通过串口下发命令调整系统工作状态。
本实用新型工作时，太阳能控制电路独立控制太阳能最大功率跟踪对蓄电池充电，风力控制电路独立控制风力发电机组最大功率跟踪对蓄电池充电，蓄电池充放电电路有防反充电功能、防过充电保护、防过放电保护、防蓄电池反接保护。当连续阴雨且无风时，蓄电池电压低于设定值，由控制器发送柴油机启动命令，自动启动柴油机对蓄电池快速充电，蓄电池电压回升到设定值后，控制器发送命令自动关闭柴油机。本实用新型在发生告警时，由故障自诊断模块收集故障信息，计算得出故障码，并根据故障信息判断系统进入故障工作模式或停机处理，故障码存储进电可擦写可编程只读存储器，并显示在LCD显示器上，同时驱动告警输出单元发生声光告警，由通讯接口上报监控PC，PC通过串口对系统工作状态进行调整。
本实用新型的有益效果在于：太阳能与风能供电采用一个控制器，提供远程监控及故障自动处理和诊断，接受外部命令调整系统工作状态，并能在出现严重故障时切断蓄电池连接，保证设备安全。
附图说明
图1为本实用新型装置系统方框示意图
图2为本实用新型装置风力发电机控制主电路示意图
图3为本实用新型装置太阳能控制主电路示意图
图4为本实用新型装置控制流程示意图
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的使用作具体说明：
风力发电主电路见图2：由风力发电机三相输入，经刹车控制电路，整流电路后取样输入电压、输入电流，并在此并入泄荷电路，经开关电路后给蓄电池组充电。太阳能发电主电路见图3：太阳能电池输出接DC/DC电路后送蓄电池充电。控制电路由TMS320F2812为核心控制芯片，见图1，由风力发电主电路产生各路需要采样信号送入DSP，太阳能发电主电路产生各路需要采样信号送入DSP，经DSP运算后输出控制信号，并实现与PC的通讯。对控制器说明如下：
结合图1所示
1一个DSP，其在得到蓄电池组供电后开始工作，该DSP是具有32位核心的高性能DSP，具有速度高、功耗低、16通道12位高精度模数转换器(ADC)、外设接口多的特点
2一个输入电压采集和处理单元，其采集当前风机输入电压和太阳能输入电压并处理成DSP可接受的信号送给DSP
3一个输入电流采集和处理单元，其采集当前风机输入电流和太阳输入电流并处理成DSP可接受的信号送给DSP
4一个蓄电池电压采样和处理单元，其采集当前蓄电池组电压并处理成DSP可接受的信号送给DSP
5一个充电电流采样和处理单元，其采集当前风力发电机、各路太阳能子方阵对蓄电池组充电电流及负载供电电流并处理成DSP可接受的信号送给DSP
6一个显示单元，接受DSP送出的显示信号和数据，其由一块128*64带汉字库LCD显示器组成
7一个键盘输入单元，其为一个接受外部输入信号，并送DSP处理
8一个刹车驱动单元，接受并隔离DSP输出的刹车信号，驱动执行刹车命令
9一个泄荷驱动单元，接受并隔离DSP输出的泄荷信号，驱动执行泄荷命令
10一个PWM信号驱动单元，接受并隔离DSP输出的PWM信号，驱动大功率开关器件
11一个温度检测单元，检测蓄电池组温度及控制器环境温度，并转换成电信号送DSP处理，其蓄电池组温度传感器为一个PTC金属封装温度传感器及5米长引线组成
12一个告警输出单元，与DSP相连，输出告警信号，驱动放大供声光告警
13一个信息存储单元，存储系统信息及告警信息，该存储单元是可电擦写可编程只读存储器
14一个通讯单元，与DSP相连，其输出与监控PC通讯，实现远程监控，并解析监控PC专用软件发送的命令，调整系统运行状态
本装置还包括一个故障自诊断单元，包括一个存储单元，该存储单元内有故障码，发生故障时，DSP执行相应代码，判断系统转入故障运行模式或停机处理
本装置还包括一个纯铝结构的散热器和散热风扇组成。
本实用新型装置控制流程如下：工作在充电阶段时，通过风力发电机控制电路控制风力发电电路工作在最大功率点，通过太阳能控制电路控制太阳能工作在最大功率点；在过充电阶段，强制断开风力发电机及太阳能电池对蓄电池充电，此时风力控制电路进入泄荷状态，太阳能处于开路状态，直到蓄电池电压回落到设定值后重新接入风力发电机和太阳能电池进行对电池浮充电。当连续阴雨且无风时，蓄电池放电到电压低于设定值，则装置输出柴油机启动命令，柴油机对蓄电池进行快速充电，到电池电压回升到设定值后，装置输出关闭柴油机命令。当连续阴雨无风且柴油机故障时，蓄电池放电后电压低于过放电电压设定值时，装置自动切断负载连接。
Claims (6)
1、风光柴互补离网供电系统控制装置，包括一个DSP，与这个DSP相连的有一个输入电压电流采集单元、一个输出电压电流采集单元、一个电池温度监控单元、一个驱动单元、一个环境温度检测单元、一个故障自诊断单元、一个通信单元、一个信息存储单元、一个报警输出单元、一个显示单元、一个键盘输入单元，其特征在于DSP是一个32位DSP，整个控制装置连接有一个电池供电部件。
2、根据权利1所述的控制装置，其特征在于存储单元是电可擦写只读存储器。
3、根据权利1所述的控制装置，其特征在于电池温度检测传感器为一个PTC金属封装温度传感器及5米长引线组成。
4、根据权利1所述的控制装置，其特征在于输入电流采样采用的是霍尔电流传感器。
5、根据权利1所述的控制装置，其特征在于电池电压采样采用的是霍尔电压传感器。
6、根据权利1所述的控制装置，其特征在于风力输入与太阳能输入控制采用同一个控制器。
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