[發明專利]基于反饋補償的風光互補功率跟蹤控制器

無效

• 申請號: 201010181982.0
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN101860058A
• 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;H02M3/335
• 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

本發明為一種基于反饋補償的風光互補功率跟蹤控制器，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

綜合利用風能、光能的風光互補獨立電源系統為解決當前的能源危機和環境污染開辟了一條新的道路。在我國內陸大多數省份，尤其是中部一些省份，受到自然資源條件限制，風光互補系統通常工作在低風速狀態，此時，風光互補系統的主要控制目標是如何將隨機變化的風能和隨時間變化的太陽能最大限度的轉換為電能，即風能太陽能功率跟蹤。

目前，風能太陽能充電主要通過DC/DC模塊實現，在DC/DC的功率跟蹤控制器中，其內部的開關頻率、外部干擾輸入電源和負載變化非常嚴重，閉環設計不僅要求對內部和外部干擾有很強抑制能力，保證輸出靜態精度，而且要有良好的動態響應。另一方面，即使當加載和運行的正常工作條件下環路可能是穩定的，但在接通瞬態變化時，也可能受到沖擊而進入連續振蕩。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種基于反饋補償的風光互補功率跟蹤控制器，旨在通過基于反饋補償的智能控制，將輸入的風能交流信號和太陽能直流信號轉化為穩定的電力輸出，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：

本發明基于反饋補償的風光互補功率跟蹤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；風力發電機輸出的三相交流經整流濾波電路后、太陽能電池板輸出的直流經防反向放電保護電路后，分別通過DC/DC電路對蓄電池充電；控制中心檢測電路中的電壓電流，通過反饋補償電路調制PWM信號，并且控制所述DC/DC的占空比。

本發明基于反饋補償的風光互補功率跟蹤控制器的結構特點也在于：

所述反饋補償電路由電壓檢測電路、運放補償電路、光耦傳遞電路組成，光耦傳遞電路的輸出信號送入PWM發生器，控制蓄電池的充電過程。

所述電壓檢測電路是以分壓電阻R2、R4構成電壓信號檢測端、以電壓檢測信號與運放參考端電壓比較；所述運放補償電路由TL431器件Q1及電阻R3、電容C3和C4構成。

所述反饋補償電路的輸出信號通過光耦U1隔離，并反饋到PWM發生器。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明通過負反饋補償將輸出電壓反饋到DC/DC控制電路中，使得控制器能跟蹤風能、太陽能輸入功率，并形成穩定的電力輸出。

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環境資源的要求，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為本發明控制模式方框圖。

圖3為本發明前向電路原理圖。

圖4為本發明反饋補償電路原理圖。

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

參見圖1，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經整流濾波后，太陽能電池板的直流經防反向放電保護后，分別通過DC/DC電路對蓄電池充電；控制中心檢測電路中的電壓電流通過反饋補償電路調制PWM信號，控制DC/DC的占空比，用以控制蓄電池的充電模式；通過檢測蓄電池狀態控制負載工作模式，并由顯示模塊指示電路當前狀態。

參見圖2，本實施例中，設置由LC濾波、DC/DC組成的前向電路和由電壓檢測、運放補償、光耦傳遞組成的反饋補償電路；反饋補償電路輸出到PWM發生器的比較端調制PWM信號，用于控制DC/DC的占空比，即控制DC/DC的工作狀態。

圖2所示，Vi為風能三相交流經整流電路后的電壓或者太陽能直流經防方向放電保護電路后的電壓，Vo為輸出電壓，亦即蓄電池的充電電壓。前向電路包含功率傳遞的DC/DC模塊K_Pwr和輸出濾波模塊K_LC，K_Pwr由主電路拓撲決定；輸出電壓Vo經分壓采樣電路K_Fb后與參考電壓Vref比較，經運放補償電路K_Ea得到的控制信號由光耦隔離并傳遞到PWM發生器K_Mod的比較端，控制PWM信號調制，跟蹤輸入功率。