[實(shí)用新型]太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420018093.6
• 申請(qǐng)日: 2014-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203674778U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張大鴻
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濟(jì)南賽克立德電氣科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/35
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/35
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，屬于新能源發(fā)電控制的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)合蓄電池組成風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)是很多工業(yè)應(yīng)用的供電系統(tǒng)。太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電特性差異性很大，而且風(fēng)力發(fā)電輸出功率極不穩(wěn)定，導(dǎo)致控制系統(tǒng)的復(fù)雜性較高。因此，目前太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池充電控制形成了多種方式，產(chǎn)生了多種產(chǎn)品。在低壓系統(tǒng)中，常規(guī)控制方式是太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率均通過(guò)脈寬調(diào)制(PWM)控制其對(duì)電池的充電，但由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在需要卸荷和剎車(chē)問(wèn)題，因此控制系統(tǒng)還需要額外的剎車(chē)和卸荷控制器。高壓系統(tǒng)中，系統(tǒng)電壓高、電流大，控制器設(shè)計(jì)難度大，為了降低系統(tǒng)復(fù)雜度有些產(chǎn)品常將太陽(yáng)能控制器和風(fēng)機(jī)控制器分開(kāi)設(shè)計(jì)，形成兩個(gè)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品設(shè)計(jì)均存在同樣的問(wèn)題，由于蓄電池充電需要一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間，通常分為三個(gè)階段恒流、恒壓、浮充。特別是浮充狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，利用PWM控制蓄電池的充放電會(huì)存在如果等待電池充滿電再啟動(dòng)負(fù)載，則必然會(huì)存在能源浪費(fèi)。通常的處理方式是電池電壓一旦到達(dá)額定電壓時(shí)即啟動(dòng)負(fù)載，表明充電滿，但實(shí)際上此時(shí)電池電壓遠(yuǎn)沒(méi)有滿，因此在有些應(yīng)用場(chǎng)景下，電池一直處于虧電狀態(tài)，電池壽命受到很大影響。如圖1所示，為現(xiàn)有風(fēng)光互補(bǔ)控制典型應(yīng)用圖，從圖中可以看出，控制器沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器和逆變器的控制，沒(méi)有形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，因此，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池形成最優(yōu)的充電和放電方案，蓄電池的壽命較短。

本實(shí)用新型針對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)提水系統(tǒng)，引入對(duì)變頻器頻率控制（等同于對(duì)負(fù)載功率控制），在太陽(yáng)能和風(fēng)能功率較大時(shí)，加大負(fù)載功率；在太陽(yáng)能和風(fēng)能功率較小或?yàn)榱銜r(shí)，降低負(fù)載功率。實(shí)現(xiàn)了對(duì)蓄電池的放電保護(hù)，且通過(guò)軟件算法可實(shí)現(xiàn)蓄電池能長(zhǎng)期處于弱充電狀態(tài)，保證蓄電池能夠充滿電。本實(shí)用新型專(zhuān)利引入閉環(huán)控制系統(tǒng)，解決了蓄電池長(zhǎng)期虧電的問(wèn)題，提高了太陽(yáng)能和風(fēng)能的發(fā)電效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，提供了太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：

太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，包括風(fēng)光互補(bǔ)控制器、逆變器、變頻器、第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、蓄電池組，其中：

所述逆變器輸入端接蓄電池組；?

所述變頻器輸入端接所述逆變器輸出端，變頻器輸出端接負(fù)載；

風(fēng)機(jī)通過(guò)第一開(kāi)關(guān)與蓄電池組連接，所述第一開(kāi)關(guān)的控制端與所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器連接；

太陽(yáng)能板通過(guò)第二開(kāi)關(guān)與蓄電池組連接，所述第二開(kāi)關(guān)的控制端與所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器連接；

所述太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置還包括第一控制電路、第二控制電路，

所述第一控制電路輸入端接所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器，第一控制電路輸出端接逆變器的控制端口；

所述第二控制電路輸入端接所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器，第二控制電路輸出端接變頻器的控制端口。

作為所述控制裝置的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述第一控制電路包括：三極管、電阻、二極管、繼電器，其中：所述繼電器繞組并聯(lián)在二極管兩極，繼電器的觸點(diǎn)即為第一控制電路輸出端，所述三極管集電極接二極管陽(yáng)極，三極管基極接電阻一端，三極管發(fā)射極接地，電阻另一端接風(fēng)光互補(bǔ)控制器。

作為所述控制裝置的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述第二控制電路包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片以及運(yùn)放芯片，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的SPI接口接所述風(fēng)光補(bǔ)償控制器，所述運(yùn)放芯片輸入端接數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片輸出端，運(yùn)放芯片的輸出端經(jīng)過(guò)反饋電路與負(fù)輸入端連接。

本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：通過(guò)控制電路將風(fēng)光互補(bǔ)控制器與逆變器、變頻器連接起來(lái)，形成逆變器控制環(huán)、變頻器控制環(huán)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池的充放電次數(shù)的保護(hù)，提供一種能夠根據(jù)太陽(yáng)能和風(fēng)能輸出功率自動(dòng)調(diào)整負(fù)載功率的閉環(huán)控制裝置，解決了蓄電池長(zhǎng)期虧電的問(wèn)題，提高了太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的效率。?

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有風(fēng)光互補(bǔ)控制器的框圖。

圖2為本實(shí)用新型風(fēng)光互補(bǔ)控制器的框圖。

圖3為本實(shí)用新型中第一控制電路的電路圖。

圖4為本實(shí)用新型中第二控制電路的電路圖。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：K1、K2為第一、第二開(kāi)關(guān)，D109為二極管，K100為繼電器，R143、R104、R107、R108、R109、R112為電阻，Q102為三極管，Q106為穩(wěn)壓管，C138、C139、C140、C141為電容，U102為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，U104為運(yùn)放芯片。

具體實(shí)施方式