[發明專利]基于三相雙電壓整流的風光能源智能控制器

無效

• 申請號: 201010181975.0
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN101860057A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 王智靈;江國強;何淼;李書杰;陳宗海
• 申請（專利權）人: 安徽浩淼光電科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/10
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明為一種基于三相雙電壓整流的風光能源智能控制器，涉及風能、太陽能等具有不確定性的能源的存儲和利用的技術領域，本發明可用于風光能源互補路燈照明、風光能源互補道路監控、風光互補獨立電源等領域。

背景技術

開發風能、太陽能等可再生能源，是緩解能源矛盾的重要措施，是世界各國能源可持續發展的戰略決策，風光互補系統是有效利用風能和光能的最優選擇。但是，風能和太陽能通常受到自然條件的限制，不僅在地域上差別迥異，而且隨時間變化具有很強的不確定性，相應的，所轉化得到的電壓、電流和功率也具有很強的不確定性。

風能發電具有間歇性瞬時變化的特點，而目前微型風力發電機的額定功率通常為8m/s，而風力發電機的低風速啟動電壓通常為3m/s，風力發電機的輸出是隨風速變化波動很大的交流值。風力發電機的輸出需要經過整流濾波后才能輸入到后續的DC/DC模塊進行變換，傳統的整流技術一般采用三相全橋整流電路。授權公告號為CN201332287Y的專利“用于不確定性能源轉化、存儲和利用的智能控制器”就公開了這樣一種風光互補控制電路，其風能輸入經三相全橋整流濾波后進入DC/DC模塊。但是，這種整流電路整流后的輸出仍然是隨風速變化波動很大的直流電，而后續DC/DC模塊只能轉換一定范圍內波動的直流電，這就會造成浪費。有兩種可能的情況：一種情況是增大后續DC/DC模塊的輸入電壓范圍，這不僅將增加DC/DC模塊設計的難度，而且將降低DC/DC模塊的效率；另一種情況是不增大后續DC/DC模塊的輸入電壓范圍，那么，為了保障控制器在風機額定風速時的效率，風機低風速啟動階段將難以對蓄電池充電。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種能在風力發電機低風速啟動階段和額定轉速階段均具有高效、穩定的電力輸出的智能控制器。利用智能控制裝置，獲得穩定可靠的電力輸出，并存儲到蓄電池中，使之能直接對直流負載進行供電。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

本發明基于三相雙電壓整流的風光互補智能控制器的結構特點是：設置用于監控電路狀態并控制蓄電池充放電模式的控制中心；風力發電機的三相交流信號從交流輸入接口輸入，經過三相雙電壓整流濾波電路后進入DC/DC轉換電路；太陽能電池板的直流信號從直流輸入接口輸入，經過防反向放電保護后進入DC/DC轉換電路；所述控制中心根據所檢測的電路中電壓電流信號控制三相雙電壓整流電路的整流模式、調節PWM信號用以控制充放電模式，并顯示電路狀態。

本發明基于三相雙電壓整流的風光互補智能控制器的結構特點也在于：

所述三相雙電壓整流濾波電路由整流電路、切換開關、儲能濾波電容、采樣電路和控制電路組成。

所述三相雙電壓整流濾波電路中的整流電路包括兩個并聯的兩相全橋整流電路DB1和DB2；針對所述切換開關的兩種不同的連接位置，所述兩相全橋整流電路DB1和DB2與儲能濾波電容C1和C2共同組成三相全橋整流電路或倍壓整流電路。

所述切換開關的兩種不同的連接位置是由控制中心控制；設置由電阻R1、R2和儲能濾波電容C3組成的分壓采樣電路，設置由IGBT管Q1、電阻R3、R4和二極管D7組成的執行控制電路；所述控制中心根據儲能濾波電容C3上的采樣電壓通過所述執行控制電路控制切換開關K1的連接位置。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明通過引入三相雙電壓整流電路將風力發電機在低風速啟動階段和額定風速階段產生的電能轉換到同一個電壓區間，使得控制器在風力發電機低風速啟動階段和額定轉速階段均具有高效、穩定的電力輸出。

2、本發明系統結構簡單、輸出穩定、效率高，降低了對風光互補系統對風力資源的要求，具有很強的實用性和推廣性。

3、本發明可用于風光能源路燈照明、風光能源道路監控、風光能源獨立電源等領域。

附圖說明

圖1為本發明結構框圖。

圖2為本發明三相雙電壓整流濾波電路原理圖。

圖3為本發明三相雙電壓整流濾波電路的等效電路原理圖。

圖4為本發明三相雙電壓整流濾波電路的控制線路原理圖。

以下通過具體實施方式，結合附圖對本發明作進一步說明。

具體實施方式