[发明专利]基于风光互补的音乐喷泉系统

摘要

基于风光互补的音乐喷泉系统，包括：风光互补发电电源，由风力发电系统、太阳能发电系统，蓄电池和音乐喷泉系统组成；控制系统，包括风光互补协调控制器，风光互补协调控制器预先对无风和无阳光对应的电信号阈值进行设定，然后根据外接的采集光强用光线感应器采集的光强信号和采集风力用风速传感器采集的风力信号，得到四种气象条件，根据该四种气象条件，风光互补协调控制器对风力发电系统、太阳能发电系统、蓄电池及负载的工作状态进行实时监测并进行协调控制；以及音乐喷泉控制系统和执行机构，本发明采用风光互补协调控制策略，使得风光互补发电系统能够可靠和连续运行。

主权项

基于风光互补的音乐喷泉系统，其特征在于，包括：风光互补发电电源，由风力发电系统、太阳能发电系统和蓄电池组成，风力发电系统的电力输出经整流和DC/DC变换后，由控制器控制输入到负载或者为蓄电池充电，太阳能发电系统的电力输出经DC/DC变换后，由控制器控制输入到负载或者为蓄电池充电，风力发电系统与太阳能发电系统经直流母线并联运行；控制系统，包括风光互补协调控制器，风光互补协调控制器预先对无风和无阳光对应的电信号阈值进行设定，然后根据外接的采集光强用光线感应器采集的光强信号和采集风力用风速传感器采集的风力信号，得到四种气象条件，分别是：有风有阳光、有风无阳光、无风有阳光以及无风无阳光，根据该四种气象条件，风光互补协调控制器对风力发电系统、太阳能发电系统、蓄电池及负载的工作状态进行实时监测，并根据蓄电池的荷电状态和用电负载的情况，对蓄电池的充放电状态、风力发电系统以及太阳能发电系统的发电状态进行协调控制，协调控制方案包含：最大功率点跟踪控制、负载功率跟踪控制、蓄电池充放电控制及发电机超速保护控制，设定Pw为风力发电机输出功率，Ps为光伏电池的输出功率，PL为负载消耗的功率，PB为蓄电池可以接受的充电功率，则协调控制方案如下：有风有阳光，风力发电系统和太阳能发电系统并行工作：如果0＜Pw+Ps‑PL＜PB，则风力发电系统工作于最大功率点，太阳能发电系统工作于最大功率点，蓄电池处于充电状态；如果Pw+Ps‑PL＞PB，则风力发电系统工作于负载功率点，为负载供电，太阳能发电系统工作于最大功率点，蓄电池处于充电状态；如果Pw+Ps‑PL＜0，则风力发电系统工作于最大功率点，太阳能发电系统工作于最大功率点，蓄电池处于放电状态；有风无阳光，风力发电系统单独工作，太阳能发电系统停止工作：如果Pw＞PL且0＜Pw‑PL＜PB，则风力发电系统工作于最大功率点，蓄电池处于充电状态；如果Pw＞PL且Pw‑PL＞PB，则风力发电系统工作于负载功率点，蓄电池处于充电状态；如果风力发电系统的发电机转速达到极限值，则风力发电系统进行能耗负载卸荷，消耗多余能量的能耗负载去掉，蓄电池处于充电状态；如果Pw＜PL，则风力发电系统工作于最大功率点，蓄电池处于放电状态；如果蓄电池的电池端电压低于规定值，则风力发电系统工作于最大功率点，蓄电池处于充电状态，该规定值是指蓄电池的放电终止电压值；无风有阳光，太阳能发电系统单独工作，风力发电系统停止工作：如果Ps＞PL且0＜Ps‑PL＜PB，则太阳能发电系统工作于最大功率点，蓄电池处于充电状态；如果Ps＞PL且Ps‑PL＞PB，则太阳能发电系统工作于负载功率点，蓄电池处于充电状态；如果Ps＜PL，则太阳能发电系统工作于最大功率点，蓄电池处于放电状态；如果蓄电池的电池端电压低于规定值，则太阳能发电系统工作于最大功率点，蓄电池处于充电状态，该规定值是指蓄电池的放电终止电压值；无风无阳光，太阳能发电系统和风力发电系统都停止工作；如果有负载用电，则蓄电池处于放电状态；如果蓄电池的电池端电压低于规定值，则蓄电池进行去负载，以保护电池，该规定值是指蓄电池的放电终止电压值；音乐喷泉控制系统，包括第二控制器，第二控制器从扬声器两端采集音乐节奏信号，音乐的节奏信号经第二控制器处理后转换成相应的频率信号，该频率信号经过信号转换电路和信号调理电路转换成控制器可以识别的电压或电流信号，并送入调速控制器的控制端去实现电机的调速；执行机构，由水泵去实现，电机控制，根据电机不同的转速提供不同的水压从而使水通过喷头喷洒出来具有特定形状的水花。