[实用新型]具有自适应调节能力的风光互补路灯智能控制器

说明书

技术领域

本实用新型为一种具有自适应调节能力的风光互补路灯智能控制器，属于路灯；涉及可再生能源利用和路灯照明技术领域，特别涉及风能、太阳能利用智能控制的技术领域。本实用新型可用于市政照明、高速公路照明和城乡照明等领域。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。随着我国经济的快速增长，能源需求大幅增加，能源供需矛盾突出，路灯是其中的用电大户，路灯每年所消耗的总电量占照明用电的三成以上。目前广为使用的主要是市电供电的普通路灯和太阳能路灯。

对于采用市电供电的普通路灯，不仅由于其功率大、照明时间长，导致耗电量相当大；而且，普通路灯需要挖沟埋设电缆供电，每隔一定距离就需要一个大功率的变电设备，不仅建设成本提高，而且增加了线路损耗。

随着太阳能技术的不断完善，成本逐渐降低，一些特定场合的路灯也采用了太阳能路灯，如专利号为“94206228”的“太阳能供电照明路灯”实用新型专利。但是，太阳能路灯存在明显的缺陷，它严重依赖于日照条件；当连续阴雨天或冬季日照不足时，太阳能板不能收集足够的电能，蓄电池将迅速亏电，导致路灯无法正常工作。

风能和光能天然具有互补性，利用风能、光能同时发电对路灯供电可以弥补太阳能路灯的缺陷。然而，风能发电具有很大的不确定性，特别是瞬时不确定性，这需要有效的控制方法。而目前关于“风光互补路灯”的相关技术，很多仍处于概念状态。如授权公告号为“CN2921572Y”的实用新型专利“风光互补路灯”，就提出了一种由风力发电机、太阳能电池板、风力发电机充电控制器、太阳能电池板充电控制器和蓄电池、低压钠灯组成的路灯框架。目前风光互补路灯通常存在两个问题：1.采用不同的控制器分别对太阳能和风能加以控制，使得风能和太阳能互补效果难以达到最优；2.对风能、太阳能的资源不确定性考虑不足，其实际充电效果难以保障。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种具有自适应调节能力的风光互补路灯智能控制器，根据风力大小和太阳能功率自适应调节，使得风能和太阳能的互补效果达到最优，并保证实际的充电效果。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型具有自适应调节能力的风光互补路灯智能控制器的结构特点是设置：

一控制中心，通过分别检测风力发电机整流滤波后的电压电流、太阳能板的电压电流、蓄电池端口电压电流，以确定充放电控制模式和控制参数；

一带前馈的负反馈PWM控制器，通过PWM信号控制充电电路的电压转化和充电效率；

一用户模式输入接口和状态指示接口。

本实用新型具有自适应调节能力的风光互补路灯智能控制器的结构特点也在于：

所述充电电路的输入电压Vi是风能三相输入经整流后得到的直流信号或太阳能板经防反向导通后的直流信号，所述输入电压Vi经过二阶低通滤波器Z₁(s)之后接入由比例控制器F(S)、比例调节器K₁(s)、非线性控制器G(S)、随动控制器G_vd(s)组成的负反馈PWM控制电路；以充电电路的输出电压作为蓄电池端口充电电压。

设置拨码开关，用于读入用户选择的控制模式，并控制LED路灯的亮灯模式。

所述控制中心设置有风力发电机和太阳能板的启停功能开关控制器，依据所采样的蓄电池电压电流和当前风能发电是否处在安全区域开启或关闭开关控制器。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型是一种集发电、储电、用电于一体的独立路灯系统，无需挖沟埋设电缆、不破坏路面，利用可再生能源，不消耗常规能源，真正起到了节能、环保的效果；

2、本实用新型利用风能发电和太阳能发电的互补性，采用带前馈的负反馈PWM控制方式，具有根据资源条件自适应调节的能力，充电效率高，可以弥补单太阳能路灯发电不足的缺点，有效延长路灯工作时间；

3、本实用新型在控制中心设置风力发电机和太阳能板的启停功能开关控制器，作为一种保护功能，用于保护控制器和蓄电池，包括：在外界条件险恶，如台风天气，自动关闭风机以保护系统；在蓄电池充满时自动关闭太阳能输入，以保护蓄电池。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型控制电路原理图。

图3为本实用新型充电模式方框图。