[发明专利]一种路灯用风光互补控制系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种路灯用风光互补控制系统及其工作方法。

背景技术

道路照明铺设距离长，部分路段远离变配电所，采用传统路灯照明，不仅施工难度大，在发生故障时，检修较为困难。风光互补供电的离网独立路灯照明较好的客服了上述问题，且对环境无污染。此外，从长期运行成本考虑，风光互补路灯照明更为经济。

现阶段，风光互补路灯照明仍需完善、改进的是：可再生能源的间歇性和不可预知性，使得系统初期设计容量尤其是蓄电池容量较大，初投资较高；输出电能质量仍需进一步提高；运行环境较为恶劣，长期安全、稳定运行至关重要。

传统路灯照明虽考虑到季节变化，对道路照明供电时间做出调整。但该供电时间未考虑到天气变化影响，且难以全面反映路面照度需求信息。经常遇到路面光照充足，路灯打开现象。

总而言之，目前需要本领域技术人员迫切解决的技术问题是：

1、风光互补系统安装在露天、空旷位置，需设计更为安全、可靠的防雷保护措施。

2、可再生能源具有波动性和随机性，如何进一步平稳系统功率流动，提高用户电能质量和延长机组使用寿命，亟待解决。

3、系统在启动运行瞬间，存在较大电流过冲，需进一步采取措施，降低冲击电流对电路造成的影响。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种路灯用风光互补控制系统及其工作方法，它具有浪涌防雷保护、抑制冲击电流、能量优化调度以及输出功率智能调节等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种路灯用风光互补控制系统，包括通过母线依次连接的风力机、发电机、不可控整流桥电路、第一DC/DC变换器和负载，所述发电机与不可控整流桥电路之间设有第一浪涌防雷保护电路和卸荷保护电路，所述不可控整流桥电路与第一DC/DC变换器之间设有冲击电流限制电路，所述第一DC/DC变换器与负载之间的母线上连接复合储能电路，所述第一DC/DC变换器与负载之间通过第二DC/DC变换器与光伏板连接，所述第二DC/DC变换器与光伏板之间设有第二浪涌防雷保护电路，所述卸荷保护电路、复合储能电路、负载、第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器均由DSP控制器控制，所述DSP控制器还控制照度监测电路。

所述浪涌防雷保护电路包括两级防护电路，每级防护电路均有三条线，且所述三条线分别与三相交流电的A、B、C三相连接，每条线上依次设有熔断器、第一压敏电阻RV、气体放电管GDS，所述气体放电管GDS接地，每级防护电路的任意两线之间通过第二压敏电阻RV连接，所述第二压敏电阻RV的两端分别设置在每条线的熔断器和第一压敏电阻RV之间的连接点上。

所述冲击电流限制电路受冲击电流限制控制电路的控制。

所述冲击电流限制电路包括继电器KM2常开触点，所述继电器KM2常开触点的两端分别连接到不可控整流桥电路和DC/DC变换器的两端，所述继电器KM2常开触点与温度感应支路并联，所述温度感应支路包括串联的负温度系数热敏电阻和缓冲电路，所述缓冲电路包括并联的电感L1和二极管电路，所述二极管电路包括串联的电阻R22和二极管D4。

所述冲击电流限制控制电路包括555定时器，所述555定时器包括1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号和8号引脚，所述555定时器的1号引脚接地，5号引脚通过电容C7接地，3号引脚通过二极管接8号引脚，二极管的输入端与3号引脚连接，二极管还与继电器KM2并联，所述4号和8号引脚都与+15V电源连接，所述2号引脚通过可调电阻R20接+15V电源，所述2号引脚还通过电解电容C1接地，所述6号引脚通过继电器KM1常闭开关接地，所述+15V电源还通过串联的电阻R19和继电器KM2与地连接。

所述照度监测电路包括依次连接的恒流源电路、惠斯登电桥电路、差分放大电路、有源二阶低通滤波电路、高通滤波电路、信号调理电路，所述信号调理电路与DSP控制器连接。

所述恒流源电路包括依次连接的+5V电源、电阻R2、二极管D1，所述二极管D1接地。

所述惠斯登电桥电路包括运算放大器TL074和光敏电阻，所述运算放大器TL074的同相输入端通过连接到电阻R2和二极管D1之间，所述运算放大器TL074的反相输入端通过电阻R3接地，所述运算放大器TL074的输出端通过惠斯登整流桥连接到运算放大器TL074的反相输入端，所述惠斯登整流桥包括并联的两条支路，第一条支路包括串联的电阻R5和光敏电阻，第二条支路包括并联的电阻R6和可调电阻R7，所述惠斯登整流桥电路与差分放大电路连接。