[發明專利]基于風光變流技術的風能信息檢測控制器

有效

• 申請號: 201410096896.8
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103868548B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 王英立;張小清;王同;徐志強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01R21/133
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本發明涉及一種基于風光變流技術的風能信息檢測控制器。

背景技術：

能源是國民經濟發展的重要物質基礎和人類生活必需的物質保證，隨著經濟發展提速，人民生活水平提高，中國能源發展面臨的問題日益突出，開發利用清潔能源，是中國開發能源的必須要求，風能和太陽能無疑是最好不過的選擇，傳統的風力發電只是簡單的利用風能帶動風車轉動進行發電，并不能采集風能的信息，如風力大小和其對應的風車的轉速，以及發電的功率的對應關系，以至于風能的利用率不高。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種基于風光變流技術的風能信息檢測控制器。

本發明的目的是這樣實現的：

一種基于風光變流技術的風能信息檢測控制器，其步驟包括：首先，通過齒輪帶動1000線編碼器旋轉，用控制芯片STM32F103RC來統計單位時間內傳過來的脈沖個數，從而計算出風力機的轉速和對應的風速；然后采用了無線傳輸方式，使用無線模塊NRF24L01進行數據的傳送，最后風力機的控制芯片用芯片STM32來控制，芯片STM32本身自帶SPI總線，可以和無線模塊NRF24L01之間進行通信。

所述的基于風光變流技術的風能信息檢測控制器，風力機功率檢測部分，跟據P=I*U, 只要檢測到電流和電壓；在電壓檢測部分，所述的芯片STM32 的ADC是12位逐次逼近型的模擬數字轉換器，在電流檢測部分，采用了芯片MAX471。

所述的基于風光變流技術的風能信息檢測控制器，利用采集過來的風速、風力機轉速、功率、電壓、電流有效信息，繪制出適合特定風力機的功率曲線圖，根據遺傳算法找到最大功率點，從而跟蹤風力機的最大功率。

有益效果：

1. 通過編碼器這個測量轉速不受天氣、光照的影響，在有光無光的條件下都可以進行測量，克服了傳統條件下用紅外探測器受光照影響的難題；1000線的編碼器，提高了測量精度，編碼器旋轉一圈丟失的脈沖個數不超過5 個，測量誤差可以控制在0.5%以內。

采用無線模塊NRF24L01，高效GFSK調制，抗干擾能力強。

用芯片自帶的AD只使用了簡單外圍電路，簡化了電路的整體設計，節約了成本；采用遺傳算法使找到的最佳功率點更具有針對性，效率更高。

附圖說明：

附圖1 是MAX471功能框。

附圖2 是典型Cp和λ關系曲線。

附圖3 是Pm=f(n)特性曲線。

附圖4 是風機功率曲線圖。

圖中：1 為最佳功率負載線，2 為風機輸出功率線。

具體實施方式：

實施例1 ：

一種基于風光變流技術的風能信息檢測控制器，其步驟包括：首先，通過齒輪帶動1000線編碼器旋轉，用控制芯片STM32F103RC來統計單位時間內傳過來的脈沖個數，從而計算出風力機的轉速和對應的風速；然后采用了無線傳輸方式，使用無線模塊NRF24L01進行數據的傳送，最后風力機的控制芯片用芯片STM32來控制，芯片STM32本身自帶SPI總線，可以和無線模塊NRF24L01之間進行通信。

實施例2 ：

根據實施例1 所述的基于風光變流技術的風能信息檢測控制器，風力機功率檢測部分，跟據P=I*U, 只要檢測到電流和電壓；在電壓檢測部分，所述的芯片STM32的ADC是12位逐次逼近型的模擬數字轉換器，在電流檢測部分，采用了芯片MAX471。

實施例3 ：

根據實施例1所述的基于風光變流技術的風能信息檢測控制器，以圖1為例，傳感電流Isense從RS+經精密傳感電阻Rsense流向RS-，輸出端OUT通過輸出電阻ROUT接地，此時，Q2斷開，放大器A1工作，輸出電流Iout 從Q1的發射極流出，由于沒有電流流過RG2，A1的反向輸入端的電位就等于Rsense和RG2交點的電位；因A1的開環增益很大，其正向輸入端與反向輸入端基本上保持同一電位，所以，A1的正向輸入端的電位也近似等于Rsense和RG2交點的電位，因此，傳感電流Isense流過Rsense所產生的壓降就等于輸出電流Iout流過RG1所產生的壓降，即

Iout ×RG1=Isense×Rsense

Vout=(Isense×Rsense)/RG1

Vout=(Iout×Rout)=(Isense×Rsense×Rout)/RG1