[發明專利]野外高效風光發電系統及方法

有效

• 申請號: 200910258801.7
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN101714770A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 張唯易;王營冠;周璐巍;鞏思亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/42;F03D3/00;H02N6/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉;馮珺

1.野外高效風光發電系統，包括風力發電機、光伏板、蓄電池和給蓄電池 充電的充電模塊，其特征在于該系統還包括：

風力電能整流模塊，與風力發電機相連，將風力發電機輸出的交流電轉換成 直流電輸出；

設于風力電能整流模塊與充電模塊之間的風力電能充電開關，控制風力電能 整流模塊與充電模塊之間的通斷，風力發電機、風力電能整流模塊與風力電能充 電開關形成風力發電主回路；

所述的風力發電機與風力電能整流模塊之間的線路上連有風力卸荷電路，該 風力卸荷電路包括風力卸荷單元和控制風力卸荷單元與風力發電主回路通斷的 風力卸荷開關，風力卸荷開關與系統控制器相連，系統控制器根據檢測到的電流 /電壓信息及蓄電池的電壓信息控制風力卸荷開關的開閉；光伏電能整流模塊， 與光伏板相連，將光伏板輸出的直流電以防反接的方式送入充電回路；

設于光伏電能整流模塊與充電模塊之間的光伏電能充電開關，控制光伏電能 整流模塊與充電模塊之間的通斷，光伏板、光伏電能整流模塊與光伏電能充電開 關形成光伏發電主回路；

所述的光伏板與光伏電能整流模塊之間的線路上連有光伏卸荷電路，該光伏 卸荷電路包括光伏卸荷單元和控制光伏卸荷單元與光伏發電主回路通斷的光伏 卸荷開關，光伏卸荷開關與系統控制器相連，系統控制器根據檢測到的電流/電 壓信息及蓄電池的電壓信息控制光伏卸荷開關的開閉；

系統控制器，分別與蓄電池、風力電能充電開關、光伏電能充電開關、風力 卸荷開關和光伏卸荷開關相連，并與分別設在風力電能整流模塊和光伏電能整流 模塊直流輸出線路上的電流/電壓檢測點相連，根據檢測到的電流/電壓信息及蓄 電池的電壓信息控制風力電能充電開關、光伏電能充電開關、風力卸荷開關和光 伏卸荷開關的開閉。

2.根據權利要求1所述的野外高效風光發電系統，其特征在于：所述的光 伏電能充電開關和風力電能充電開關均為絕緣柵雙極型功率管模塊，采用滯環控 制方式切換方式。

3.采用權利要求1或2所述野外高效風光發電系統的野外高效風光發電方 法，其特征在于：系統控制器根據檢測到的電流/電壓信息及蓄電池的電壓信息 通過控制風力發電主回路中的風力電能充電開關、光伏發電主回路中的光伏電能 充電開關、風力卸荷開關和光伏卸荷開關的開閉調節主回路輸出電流，當電能充 電開關閉合，卸荷開關斷開，回路全部電能進入蓄電池充電；當電能充電開關閉 合，卸荷開關閉合，回路部分電能進入蓄電池充電；當電能充電開關斷開，卸荷 開關閉合，回路電能不輸給蓄電池充電，全部進入卸荷單元。

4.根據權利要求3所述的野外高效風光發電方法，其特征在于：在系統控 制器中預設風力充電起始電壓、光伏充電起始電壓、風力充電飽和電壓和光伏充 電飽和電壓，系統控制器檢測風力發電主回路和光伏發電主回路的輸出電壓，當 輸出電壓大于充電起始電壓并小于充電飽和電壓時，系統控制器閉合相應回路的 電能充電開關給蓄電池充電，當輸出電壓大于充電飽和電壓時，系統控制器斷開 相應回路的電能充電開關。

5.根據權利要求4所述的野外高效風光發電方法，其特征在于：當切入風 力發電主回路對蓄電池進行充電時，系統控制器檢測風力發電主回路輸出的峰值 電壓，在峰值電壓相比蓄電池電壓在一定壓差范圍內時切入充電；當蓄電池充電 飽和需要切出風力發電主回路時，先使風力發電主回路與風力卸荷單元連通，并 經過延時后再斷開風力電能充電開關。

6.根據權利要求4所述的野外高效風光發電方法，其特征在于：切入光伏 發電主回路對蓄電池進行充電前，先將光伏發電主回路與光伏卸荷單元連通，使 光伏發電主回路輸出電壓被拉低到蓄電池電壓以下，在切入充電狀態后，延時后 將光伏發電主回路與光伏卸荷單元斷開；切出光伏發電主回路時，先將光伏發電 主回路與光伏卸荷單元連通，延時后再斷開光伏電能充電開關。

7.根據權利要求3所述的野外高效風光發電方法，其特征在于：在系統控 制器中根據蓄電池配置特性預設充電上限電流值，在風光充電過程中，通過對風 光充電電壓/電流的檢測，適時控制風力發電、光伏發電回路中卸荷開關、充電 開關的通斷，實現上限電流±10％范圍內的充電電流；同時在控制器中根據蓄電 池特性預設第一電壓飽和點即低點，第二電壓飽和點即高點，將蓄電池電壓與上 述兩個飽和點進行比較，若在第一電壓飽和點以下時以滿幅度充電，若在第一電 壓飽和點以上且在第二飽和點以下時，上限電流調整為原來的30％。