[发明专利]风能并网电能互补路灯照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风能并网电能互补的路灯照明系统。

背景技术

全球能源危机的日益加重，人类更加重视可再生能源风能太阳能等的利用。我国风能资源非常丰富，但是利用率很低，存在巨大的发展空间，我国《可再生能源中长期发展规划》要求，到2020年我国可再生能源发电装机容量将占总电力装机容量的30％以上，风电要达到3015万千瓦。因此，必须加快风能发电的开发利用。

目前风能发电主要有以下二种方式，第一种是建设规模风力发电场，发出的电能经并网后供输电网内的负载使用，这种发电方式需建设规模化的风力发电场，因此投资较大，对场地、风力资源、占地面积等要求较高，我国多数地区很难具备条件，同时，规模化风力发电场对风速要求较高，而我国多数地区不具备风力发电场发电的最低风速条件。

风能发电的第二种方式是风力发电机发出的电能经蓄电池储能后，供应小范围内的小用电负荷使用，如草原等边远无电地区居民生活用电等。第二种方式需要使用蓄电池储能以及把蓄电池直流电转换为交流电的逆变设备，而蓄电池单位体积储存能量较小，并具使用寿命短仅有几年，导致维护使用成本较高，使推广受到限制。小型的风力发电机目前主要应用于偏僻的地区，如边疆、海岛、山顶等，用于提供生产生活用电，较少用于常规电力能送达的城市农村。而单盏风力发电路灯由于增加了风力发电机蓄电池及控制电路使路灯变得复杂，成本增加，可靠性降低。

中国实用新型专利“2007200015337”风能电能互补路灯照明系统就是一种利用风能及交流电能互补的路灯照明系统。晚上有风时由风力发电机发电给路灯提供照明电能，如果晚上没风由交流电网给路灯提供照明电能，而在白天，风力发电机发出的电能送入交流电网，这样充分利用了一天24小时的风力资源，而且省去了蓄电池的储能环节。但是该实用新型采用的是分立设备组成的控制系统，存在着自动化程度低，性能可靠性都比较低等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种对风力资源要求较低、成本低、可靠性高的用单片计算机芯片实现的智能控制的风能并网电能互补路灯照明系统。本发明既充分利用了风能资源，又克服了现有几种风力发电方式的不足。

本发明采用的技术方案是：风能并网电能互补路灯照明系统，其特征是它包括风力发电机、电网交流电源、第一交流/直流转换稳压电源、第二交流/直流转换稳压电源、智能控制器和LED路灯，风力发电机电能输出端与第二交流/直流转换稳压电源连接，电网交流电源与第一交流/直流转换稳压电源连接，第一交流/直流转换稳压电源、第二交流/直流转换稳压电源输出端与LED路灯连接，风力发电机与电网交流电源之间接有并网逆变器，并网逆变器、第一交流/直流转换稳压电源以及第二交流/直流转换稳压电源通过控制电信号与智能控制器连接。

采用上述技术方案，白天时风力发电机产生的电能通过并网逆变器进入电网交流电源，夜晚时风力发电机产生的电能将通过第二交流/直流转换稳压电源给路灯供电，使路灯工作照明。当风力发电机在无风或风小产生的电能不能够满足要求时，电网交流电源将通过第一交流/直流转换稳压电源给路灯供电照明，这样使风力发电机产生的电能能够被充分利用。

作为本发明的进一步改进，电网交流电源与第一交流/直流转换稳压电源之间还接有检测器一、控制开关二；风力发电机与第二交流/直流转换稳压电源之间还接有检测器三、控制开关三、检测器四；风力发电机与电网交流电源之间还接有控制开关一、并网逆变器、检测器二，智能控制器通过驱动电路一、驱动电路二、驱动电路三分别与控制开关一、控制开关二、控制开关三连接。

作为本发明更进一步改进，智能控制器与光敏电路连接，智能控制器与显示驱动电路、数字显示器连接。

综上所述，本发明的有益效果是：

1、风能发电装置发出的电能不需要蓄电池储能，它受光控时控后，经交流/直流转换稳压电源转换变为稳定的直流电压，供给路灯照明。因为省去了蓄电池，同蓄电池储能风力发电相比降低了成本，同时省去了每几年更换一次蓄电池及相应的维护费用。因无蓄电池储能转换环节，提高了风能发电装置发出电能的利用率。

2、白天路灯不亮时，风能发电装置发出的电能经并网逆变器逆变后直接送入交流电网，使风能发电装置发出的电能得到了充分利用。

3、风能电能互补路灯照明系统使用寿命长，同普通路灯系统相比，增加的一次性投资通过输入电网的发电电能及LED路灯省下的电费几年即可补偿。

4、系统采用单片微机实现智能控制，自动化程度高，可靠性好，不需人工干预傻瓜式运行，基本零维护。