[發明專利]一種風光互補系統的容式儲能弱功率跟蹤控制充電方法

無效

• 申請號: 201310055277.X
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN103078385A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 傅定文;趙志舜;付文祥;莊勇;何建國
• 申請（專利權）人: 云南晶盤科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/35
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務所 53112
• 代理人: 程韻波;鄧麗春

技術領域

本發明涉及一種風光互補系統的容式儲能弱功率跟蹤控制充電方法，屬于風能、太陽能新能源應用技術領域。

背景技術

風力發電和太陽能發電由于其無污染、資源豐富等諸多優點，對保護環境，改善能源結構具有重要意義。風力、太陽能發電技術日漸成熟，市場正逐步擴大，已成為發展最快的新能源，現已被廣泛應用到偏遠無電地區。但由于風力發電的實際風能利用系數低于0.593，太陽能存在天陰、早晚弱光照等低功率無法利用的情況，因此充分利用發電輸出量是很重要的。

公知的風光互補發電控制系統中風力和太陽能發電輸出的電能經整流濾波電路后變成直流電，采樣控制電路通過采集風力發電機或太陽板發電數據、蓄電池充放電的電壓電流數據，確定是否閉合開關電路對蓄電池進行充電。在風速高或光照強的時候，公知的這種控制方法效果不錯，可是在風速相對較低或者弱光照的時候，風機或太陽能所產生的電壓電流都比較低，這樣的小電流對蓄電池充電效率很低，有時產生的電壓甚至低于蓄電池的電壓，發出的電能不能被充入蓄電池而損失。因此公知的關于風光互補發電的專利技術主要針對的是太陽能和風能的充電控制，但未對弱功率充電有專門的研究。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種風光互補系統的容式儲能弱功率跟蹤控制充電方法。低風速或弱光照時，風力和太陽能發出的電流電壓較低，不能對蓄電池有效充電，在蓄電池前加一個容量較小的電容儲能元件，在低風速或弱光照情況時風力和太陽能發出的電能先對這個儲能元件充電，然后再通過這個儲能元件對蓄電池充電，從而使風力和太陽能產生的電能得到充分的利用。

本發明按以下技術方案實施：

系統原理如圖1所示，其包括風力和太陽能發電組件1、整流濾波電路2、第一開關電路3、第二開關電路4、儲能元件5、控制采樣電路6、蓄電池7、控制中心8。

本發明為風力和太陽能發電組件1配置的風機和太陽板額定電壓為蓄電池電壓的1.6倍，當風力比較強或者太陽光照比較強的時候，控制中心8通過控制采樣電路6對整流濾波電路2上輸出的電壓值實時采樣為高電位值，則控制中心8發出指令同時閉合第一開關電路3和第二開關電路4，這時風力和太陽能發電組件1產生的電能經整流濾波電路2后直接對蓄電池7進行充電；當風力較弱或者陽光照射不足時，控制中心8通過控制采樣電路6對整流濾波電路2上輸出的電壓值實時采樣為低電位值，這時由于蓄電池的拉低作用，使這個電壓值小于能夠繼續對蓄電池充電的電壓，控制中心8發出指令將第一開關電路3閉合，第二開關電路4斷開，由風力和太陽能發電組件1先對儲能元件5充電，當儲能元件5的電壓充電達到1.25倍蓄電池電壓時，控制中心8發出指令斷開第一開關電路3，對儲能元件5的充電完成,緊接著控制中心8發出指令閉合第二開關電路4，這時儲能元件5開始對蓄電池7充電，完成一整個充電循環。這樣的充電循環通過控制中心8的控制不斷進行，直到蓄電池7充滿為止。這樣在風力較弱或者陽光照射不足時，風力和太陽能發電組件1產生的弱電能也能夠對蓄電池7有效充電，從而提高了風力和太陽能發電的能量利用率。

系統電路連接如圖2所示，風力和太陽能發電組件1的太陽板正極（+）輸出連接整流濾波電路2的整流電路正極和電容正極，同時連接到第一開關電路3的場效應管Q1的D極和風光互補輸出電壓數據采樣電路M1的一端，M1的另一端連接控制中心8的U1的a端，風力和太陽能發電組件1的風機的一端與整流電路相連，另一端與太陽板負極（-）相連，這個負極同時連接到整流濾波電路2的電容負極、控制中心8的U1的j端、儲能元件5的電容負極和蓄電池7的負極，第一開關電路3的場效應管Q1的G極連接控制中心8的U1的b端，場效應管Q1的S極連接儲能元件5的電容正極和第二開關電路4的場效應管Q2的D極，同時連接到儲能元件電壓數據采樣電路M2一端，M2另一端連接控制中心8的U1的f端，第二開關電路4的場效應管Q2的G極連接到接控制中心8的U1的d端，場效應管Q2的S極連接到蓄電池7的正極和蓄電池電壓數據采樣電路M3的一端，M3的另一端連接到接控制中心8的U1的h端。

本發明的優點及積極效果：

對比公知的風光互補發電系統，通過增加一個中間的儲能元件，在風力較強或者太陽光照較強時，風力和太陽能發電產生的電能直接對蓄電池進行充電；在風力較弱或者陽光照射不足時，風力和太陽能發電產生的電能先對儲能元件充電，再由儲能元件給蓄電池充電，從而提高了風力和太陽能發電系統的能量利用率。

附圖說明