[发明专利]风力发电控制器

说明书

本发明公开一种风力发电控制器，具有连接发电机的输入端口、连接负载的直流输出端口、连接蓄电池的蓄电池连接端口，包括主电路和控制电路，主电路包括整流电路、前级升压变换电路、稳压电路、后级升压变换电路和并联在其二极管上的充电开关，稳压电路吸收蓄电池脉冲充电释放的负脉冲，并维持直流输出端口电压稳定，充电开关为正脉冲提供充电通道；控制电路包括处理器，处理器接收从主电路获取的输入信号，产生并输出控制信号至主电路，处理器通过改变前级升压变换电路的脉宽调制信号的占空比来改变其输出电流，检测发电机的输出功率变化以实现最大功率点跟踪，处理器通过改变后级升压变换电路的脉宽调制信号的占空比来改变负脉冲的电流大小。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体地说，涉及一种小型风力发电控制器。

背景技术

最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracing,MPPT）技术和铅酸蓄电池脉冲充电技术是小型风力发电中的两个重要技术。MPPT技术可以使小型风力发电机在不同风速条件时始终有风能的最大捕获率，使输出的功率达到最大。铅酸蓄电池脉冲充电技术可以改善电池内部活性物质，缩短充电时间，并延长蓄电池使用期限。

为了实现控制方式简单进行爬山法最大功率点跟踪，现有离网运行的小型风力发电机控制器一般采用的电路拓扑为：发电机输出的三相交流电进入控制器，经整流成为直流电后，通过前级DC/DC变流器进入直流母线，再通过逆变器逆变成工频交流电供负载使用，而蓄电池则并联在直流母线上。在进行爬山法MPPT时，将由蓄电池对直流母线进行钳压，保持直流母线电压稳定，然后由前级DC/DC变流器改变电流输出实现。

然而，现有的铅酸蓄电池脉冲充电技术，一般需要在电压稳定的直流母线和蓄电池之间，加入DC/DC变流电路实现含有正负脉冲的脉冲充电。显然，上述的小型风力发电机控制器的电路拓扑，由于需要蓄电池直接并联在直流母线上，维持直流母线电压稳定，因此无法直接用这种方法进行铅酸蓄电池的脉冲充电，这种小型风力发电机控制器从而无法同时实现最大功率点跟踪(MPPT)和脉冲充电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能同时实现最大功率点跟踪(MPPT)和脉冲充电的风力发电控制器，且能降低电能消耗，提高效率。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种风力发电控制器，具有连接发电机的输入端口、连接负载的直流输出端口、连接蓄电池的蓄电池连接端口，包括主电路和控制电路，所述主电路包括整流电路、前级升压变换电路、稳压电路、后级升压变换电路、以及并联在所述后级升压变换电路二极管上的充电开关，所述稳压电路吸收所述蓄电池脉冲充电过程中释放的负脉冲，并维持所述直流输出端口电压稳定，所述充电开关为所述蓄电池脉冲充电过程中的正脉冲提供充电通道；所述控制电路包括处理器，所述处理器接收从所述主电路获取的输入信号，产生并输出控制信号至所述主电路中，所述处理器通过改变所述前级升压变换电路的脉宽调制信号的占空比来改变所述前级升压变换电路的输出电流，检测所述发电机的输出功率变化以实现最大功率点跟踪，所述处理器通过改变所述后级升压变换电路的脉宽调制信号的占空比来改变所述负脉冲的电流大小。

进一步，所述整流电路为单相整流桥电路或三相整流桥电路。

进一步，所述处理器输出的控制信号包括充电脉冲信号、所述前级升压变换电路的脉宽调制信号、放电脉冲信号和所述后级升压变换电路的脉宽调制信号。

进一步，所述充电脉冲信号输出到所述充电开关的驱动器，控制所述充电开关的导通与关闭。

进一步，所述充电脉冲信号与所述前级升压变换电路的所述脉宽调制信号分别连接一与门电路的输入端，二者经所述与门电路耦合后输出到所述前级升压变换电路开关管的驱动器，控制所述开关管的导通与关闭。