[实用新型]太阳能风力发电系统的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能风力发电系统的控制装置，属于新能源发电控制的技术领域。

背景技术

太阳能电池板和风力发电机结合蓄电池组成风光互补供电系统是很多工业应用的供电系统。太阳能电池和风力发电机的发电特性差异性很大，而且风力发电输出功率极不稳定，导致控制系统的复杂性较高。因此，目前太阳能电池和风力发电机对蓄电池充电控制形成了多种方式，产生了多种产品。在低压系统中，常规控制方式是太阳能电池和风力发电机输出功率均通过脉宽调制(PWM)控制其对电池的充电，但由于风力发电机存在需要卸荷和刹车问题，因此控制系统还需要额外的刹车和卸荷控制器。高压系统中，系统电压高、电流大，控制器设计难度大，为了降低系统复杂度有些产品常将太阳能控制器和风机控制器分开设计，形成两个产品。这些产品设计均存在同样的问题，由于蓄电池充电需要一个较长时间，通常分为三个阶段恒流、恒压、浮充。特别是浮充状态持续的时间较长，利用PWM控制蓄电池的充放电会存在如果等待电池充满电再启动负载，则必然会存在能源浪费。通常的处理方式是电池电压一旦到达额定电压时即启动负载，表明充电满，但实际上此时电池电压远没有满，因此在有些应用场景下，电池一直处于亏电状态，电池寿命受到很大影响。如图1所示，为现有风光互补控制典型应用图，从图中可以看出，控制器没有实现对变频器和逆变器的控制，没有形成闭环控制系统，因此，无法实现对蓄电池形成最优的充电和放电方案，蓄电池的寿命较短。

本实用新型针对风光互补提水系统，引入对变频器频率控制（等同于对负载功率控制），在太阳能和风能功率较大时，加大负载功率；在太阳能和风能功率较小或为零时，降低负载功率。实现了对蓄电池的放电保护，且通过软件算法可实现蓄电池能长期处于弱充电状态，保证蓄电池能够充满电。本实用新型专利引入闭环控制系统，解决了蓄电池长期亏电的问题，提高了太阳能和风能的发电效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了太阳能风力发电系统的控制装置。

本实用新型为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

太阳能风力发电系统的控制装置，包括风光互补控制器、逆变器、变频器、第一开关、第二开关、蓄电池组，其中：

所述逆变器输入端接蓄电池组； 

所述变频器输入端接所述逆变器输出端，变频器输出端接负载；

风机通过第一开关与蓄电池组连接，所述第一开关的控制端与所述风光互补控制器连接；

太阳能板通过第二开关与蓄电池组连接，所述第二开关的控制端与所述风光互补控制器连接；

所述太阳能风力发电系统的控制装置还包括第一控制电路、第二控制电路，

所述第一控制电路输入端接所述风光互补控制器，第一控制电路输出端接逆变器的控制端口；

所述第二控制电路输入端接所述风光互补控制器，第二控制电路输出端接变频器的控制端口。

作为所述控制装置的进一步优化方案，所述第一控制电路包括：三极管、电阻、二极管、继电器，其中：所述继电器绕组并联在二极管两极，继电器的触点即为第一控制电路输出端，所述三极管集电极接二极管阳极，三极管基极接电阻一端，三极管发射极接地，电阻另一端接风光互补控制器。

作为所述控制装置的进一步优化方案，所述第二控制电路包括：数模转换芯片以及运放芯片，所述数模转换芯片的SPI接口接所述风光补偿控制器，所述运放芯片输入端接数模转换芯片输出端，运放芯片的输出端经过反馈电路与负输入端连接。

本实用新型采用上述技术方案，具有以下有益效果：通过控制电路将风光互补控制器与逆变器、变频器连接起来，形成逆变器控制环、变频器控制环，实现了对电池的充放电次数的保护，提供一种能够根据太阳能和风能输出功率自动调整负载功率的闭环控制装置，解决了蓄电池长期亏电的问题，提高了太阳能发电和风力发电的效率。 

附图说明

图1为现有风光互补控制器的框图。

图2为本实用新型风光互补控制器的框图。

图3为本实用新型中第一控制电路的电路图。

图4为本实用新型中第二控制电路的电路图。

图中标号说明：K1、K2为第一、第二开关，D109为二极管，K100为继电器，R143、R104、R107、R108、R109、R112为电阻，Q102为三极管，Q106为稳压管，C138、C139、C140、C141为电容，U102为数模转换芯片，U104为运放芯片。

具体实施方式