專利名稱：智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輸配電控制設(shè)備制造領(lǐng)域，尤其涉及采用太陽(yáng)光能+風(fēng)能作為原動(dòng)能， 進(jìn)行綜命互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器。
技術(shù)背景
后前在國(guó)內(nèi)用于太陽(yáng)能風(fēng)能綜合互補(bǔ)系統(tǒng)發(fā)電所使用的控制器，普遍存在著實(shí)行單路、 單相進(jìn)行控制的傳統(tǒng)方式。這種控制器，存在著許多不足之處 一、功能單一；二、體積大; 三、維修的難度大、維修的費(fèi)用高；四、專用附件多，造價(jià)高；五、特別是采用太陽(yáng)能和風(fēng) 能作為原動(dòng)能進(jìn)行綜合互補(bǔ)發(fā)電，因?yàn)樘?yáng)光和風(fēng)力普遍存在著光照強(qiáng)度及風(fēng)力風(fēng)速的瞬間 變化非常大，所以進(jìn)行自動(dòng)控制的制造成本居高不下、以及自動(dòng)控制器本身的體積大，難以 普及應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器的目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處, 提供一種智能型的、風(fēng)光能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中集合風(fēng)力發(fā)電+光伏發(fā)電的電源控制、功能控制、 電能逆變、電能輸出于一體的自動(dòng)控制器。本實(shí)用新型以各種功能控制、進(jìn)行模塊式的優(yōu)化 組合，采用模塊式控制，功能穩(wěn)定，調(diào)控應(yīng)用范圍廣泛，體積小、重量輕、制造成本低為主 要功能指標(biāo)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是風(fēng)光能發(fā)電的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了交流/ 直流龜能的匯流排控制，將太陽(yáng)能光伏發(fā)電+風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行直接匯流的綜合控制系統(tǒng)；通過 功能控制部件和保護(hù)系統(tǒng)，將風(fēng)光能發(fā)出的電能，進(jìn)行自動(dòng)充電/儲(chǔ)存于蓄電瓶?jī)?nèi)；經(jīng)智能控 制/功能電路部分，進(jìn)行電能逆變，將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)?20V/380V—50Hz的交流電能，即能 輸出直流電能，又能輸出交流電能。為保證輸出大功率電能的綜合控制，設(shè)計(jì)有擴(kuò)容聯(lián)接電 路祐微機(jī)控制端口。
本實(shí)用新型所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器，主要有六大部分所共同組成-
一、 智能控制/調(diào)節(jié)部分涉及有太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)器件、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 的控制調(diào)節(jié)器件、風(fēng)光能發(fā)電直接匯流控制/調(diào)節(jié)器件所組成。主要電子元件/部件有FR607 橋式模塊、AJ8013擴(kuò)流功能模塊、AJK-8015型集成塊、AKJ-3085型控制模塊、AJ13007Z 匯流排控制系統(tǒng)等部件；
二、 自動(dòng)充電控制部分涉及有常規(guī)浮動(dòng)充電部件和脈沖充電系統(tǒng)、當(dāng)風(fēng)力發(fā)電或太陽(yáng) 能光伏發(fā)電的瞬間變化大而所發(fā)出的電能不穩(wěn)定時(shí)特殊設(shè)計(jì)的倍壓電路及調(diào)整控制系統(tǒng)、穩(wěn) 壓系統(tǒng)、分壓系統(tǒng)、工作/偏置雙控制線路所組成。主要電子元器件有LM373/LM393、 FR607、 MJ13007等部件；
三、 智能型保護(hù)系統(tǒng)部分涉及有橋式電路、，橋式穩(wěn)壓/濾波系統(tǒng)、負(fù)反饋雙穩(wěn)壓/調(diào)節(jié) 電路、工作/偏置保護(hù)系統(tǒng)所共同組成。主要電子元件有濾波電容、電解電容、穩(wěn)壓管、可 調(diào)電容、LED指示部分、雙聯(lián)可調(diào)電阻等部件
四、功能電路部分涉及有》l《5v過充比較電路和《10.6v過放比較電路、充電指示LED 和過放電的指示LED、恒流/恒壓的涓流充電切換節(jié)點(diǎn)雙置功能電路部分^f組成。主要電子元 件有AKJ-3085型控制模塊、LM317、 MJ13009、直流繼電器、接地點(diǎn)等部件；
'五、擴(kuò)容聯(lián)接/電能輸出部分涉及有擴(kuò)容擴(kuò)流部件、擴(kuò)容聯(lián)接節(jié)點(diǎn)、儲(chǔ)存蓄電瓶的充/
放電的控制電路、逆變器的轉(zhuǎn)換控制部分、直流輸出節(jié)點(diǎn)所共同組成。主要電子^/部件有 擴(kuò)流繼電器、漏電保護(hù)器、分線排、卸荷部分、逆變器、隔離開關(guān)、管式熔斷器等部件；
六、外殼部分分為前面板、后面板、殼體和控制器底板所組成。外殼是本實(shí)用新型所 述的主要載體部分，其制作材料、制作工藝與現(xiàn)有技術(shù)的同類部件基本相同。在外殼的兩側(cè)， 設(shè)計(jì)有條形通風(fēng)孔和冷卻風(fēng)扇，以便將控制部件所產(chǎn)生的部分熱能排出，增長(zhǎng)其使用壽命。 涉及有外殼部件、雙層線路板、固定部分、外聯(lián)部件所共同組成。主要的元部件有外殼體、 外殼固定底板部分、雙面焊接的線路板、電子元件/部件的固定聯(lián)接件，外聯(lián)輸出部件的安裝 固定等部件。
本實(shí)用新型的有益效果是使用匯流排系統(tǒng)的綜合控制，將太陽(yáng)光能+風(fēng)能的互補(bǔ)M發(fā) 電進(jìn)行直接的匯流綜合控制。把電源輸入控制部分、功能控制部分、儲(chǔ)存電能部分、綜合保 護(hù)部分、逆變部分、直流/交流電能輸出部分、電能輸出的擴(kuò)容部分有機(jī)組合為一個(gè)整體電路 控制器。既能減小控制器的體積，降低制造成本，又能擴(kuò)大其綜合控制功能和智能性控制， 實(shí)現(xiàn)無人值守操作。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖1是本實(shí)用新型所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的A向視圖。
圖3是圖'2中的B-B剖面視圖的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中.* l.控制器外殼，2.光能發(fā)電指示，3.風(fēng)力發(fā)電指示，4.輸出指示，5.儲(chǔ)存電壓指 示，6.輸出電流指示，7.充電指示，8.過載/欠載指示，ll.固定孔，17.控制器底板，18.波^顯示器。
.圖2中l(wèi).控制器外殼，9.微機(jī)控制端口， IO.擴(kuò)容聯(lián)接端口， ll.固定孔，12.風(fēng)機(jī)發(fā)電聯(lián) 接，13.卸荷控制，14.光能發(fā)電端口， 15.直流輸出端口， 16.逆變器，17.控制器底板。
圖3中l(wèi)l.固定孔，12.風(fēng)機(jī)發(fā)電聯(lián)接，13.卸荷控制，14.光能發(fā)電端口， 15.直流輸出端 口， 16.逆變器，17.控制器底板，18.波形顯示器，19.功能模塊，20.充放電控制，21.擴(kuò)流模塊， 22.功能電路，23.橋式/倍壓電路，24.調(diào)節(jié)/控制電路，25.匯流控制系統(tǒng)，26.冷卻風(fēng)扇。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)參照附圖，結(jié)合實(shí)施示例說明如下
在圖l、圖2、圖3中涉及有控制器外殼l、光能發(fā)電指2、風(fēng)力發(fā)電指示3、輸出指 示4、儲(chǔ)存電壓指示5、輸出電流指示6、充電指示7、過載/欠載指示8、微機(jī)控制端口9、 擴(kuò)容聯(lián)接端口IO、固定孔ll、風(fēng)機(jī)發(fā)電聯(lián)接12、卸荷控制13、光能發(fā)電端口14、直流輸出 端口 15、逆變器16、控制器底板17、波形顯示器18、功能模塊19、充放電控制20、擴(kuò)流模 塊21、功能電路22、橋式/倍壓電路23、調(diào)節(jié)/控制電路24、匯流控制系統(tǒng)25、冷卻風(fēng)扇26 所共同組成。
本實(shí)用新型所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器，總體結(jié)構(gòu)分為六大部分 一是智能控 制/調(diào)節(jié)部分、二是自動(dòng)充電控制部分、三是智能型保護(hù)系統(tǒng)部分、四是功能電路部分、五是 擴(kuò)容聯(lián)接/工作輸電部分、的外殼部分。其中所說的外殼部分是本實(shí)用新型的主要載體；智能 控制/調(diào)節(jié)部分中的匯流控制系統(tǒng)、擴(kuò)流模塊、橋式/倍壓電路、功能電路部分中的功能模塊部 分是本實(shí)用新型的核心件，其制造材料、制造工2與現(xiàn)有技術(shù)的同類部件基本相同。
'本實(shí)用新型所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器，由功能控制的前面板部分、聯(lián)接/輸出 的后面板部分、控制器底板、控制器外殼部分所固定聯(lián)接進(jìn)行組裝而成。在前面板上固定安 裝光能發(fā)電指示、風(fēng)力發(fā)電指示、輸出指示、儲(chǔ)存電壓指示、輸出電流指示、充電指示、過 載/欠載指示等部件；在后面板上固定安裝微機(jī)控制端口、擴(kuò)容聯(lián)接端口、風(fēng)機(jī)發(fā)電聯(lián)接、卸 荷控制、光能發(fā)電端口、直流輸出端口、逆變器等部件。并在前面板和后面板上設(shè)計(jì)有通風(fēng) 孔和冷卻風(fēng)扇，可隨時(shí)將各個(gè)功能部件在工作中所產(chǎn)生的熱量排出。在控制器底板(17)的 上面，分別固定安裝著線路板；線路板的上面，則安裝有各個(gè)電子元件/部件。以電氣控制分 為智能控制/調(diào)節(jié)部分、自動(dòng)充電控制部分、智能型保護(hù)系統(tǒng)部分、功能電路部分、擴(kuò)容聯(lián) 接/電能輸出部分。
智能控制/調(diào)節(jié)部分涉及有太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)部件、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的齒制 調(diào)節(jié)部件、風(fēng)光能發(fā)電匯流排所組成，主要電子元件/部件有FR607橋式模塊、AJ8013擴(kuò)流 功能模塊、AJK-8015型集成塊、AKJ-3085型控制模塊、AJ13007Z匯流排控制系統(tǒng)等部件。 自動(dòng)充電控制部分涉及有常規(guī)浮動(dòng)充電系統(tǒng)和脈沖充電系統(tǒng)、當(dāng)風(fēng)力發(fā)電或太陽(yáng)能光伏發(fā) 電的瞬間變化大而所發(fā)出的電能不穩(wěn)定時(shí)特殊設(shè)計(jì)的倍壓電路/分壓電路及調(diào)整控制系統(tǒng)、穩(wěn) 壓系統(tǒng)、分壓系統(tǒng)、工作/偏置雙控制線路所組成，主要電子元件/部件有LM373/LM393、 FR607、 MJ13007等部件。智能型保護(hù)系統(tǒng)部分涉及有橋式電路、半橋式穩(wěn)壓/濾波系統(tǒng)、 負(fù)反饋雙穩(wěn)壓/調(diào)節(jié)電路、工作/偏置保護(hù)系統(tǒng)所共同組成。功能電路部分涉及有》14.5v過 充比較電路和《10.6v過放比較電路、充電LED指示和過放電LED指示、恒流/恒壓的涓流 充電切換節(jié)點(diǎn)雙置功能電路部分所組成。主要電子元件有AKJ-3085型控制模塊、LM317、 MJ13009、直流繼電器、接地點(diǎn)等部件。擴(kuò)容聯(lián)接/電能輸出部分涉及有擴(kuò)容擴(kuò)流部件、擴(kuò) 容聯(lián)接節(jié)點(diǎn)、儲(chǔ)存蓄電瓶的充/放電的控制電路、逆變器的轉(zhuǎn)換控制部分、直流輸出節(jié)點(diǎn)所共 同組成。主要電子元/部件有擴(kuò)流繼電器、漏電保護(hù)器、分線排、卸荷部分、逆變器、隔離 開關(guān)、管式熔斷器等部件。
.當(dāng)風(fēng)力發(fā)電+太陽(yáng)能光伏發(fā)電時(shí)，所發(fā)出的電能，經(jīng)過風(fēng)力發(fā)電聯(lián)接12、光能發(fā)電端 口 14，由匯流控制系統(tǒng)25、橋式/倍壓電路23、功能電路22組成了倍壓充電電路、脈沖充電 電路、常壓充電電路和分壓充電電路，并經(jīng)過充放電控制20，通過直流輸出端口 15對(duì)儲(chǔ)存 蓄電瓶進(jìn)行自動(dòng)充電。由橋式/倍壓電路、功能電路的第二個(gè)功能是將風(fēng)力發(fā)電的交流/直流電 能，全部轉(zhuǎn)換為直流電能。儲(chǔ)存于蓄電瓶?jī)?nèi)的直流電能，經(jīng)由功能模塊19、擴(kuò)流模塊21、功 能電路22、調(diào)節(jié)/控制電路24進(jìn)入到逆變器16進(jìn)行直流逆變?yōu)?20V/380V-50Hz的交流電能， 控制對(duì)夕'卜輸出電能。
由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電均存在著瞬間的變化范圍大，所以特別設(shè)計(jì)了匯流控制系 統(tǒng)風(fēng)光能發(fā)電經(jīng)過FR607橋式模塊、AJ8013擴(kuò)流功能模塊、AJK-8015型集成塊、AKJ-3085 型控制模塊、AJ13007Z匯流排控制，形成了倍壓電路、常壓電路、分壓電路和脈沖電路:.在 LM373/LM393、 FR607、 MJ13007等主要部件的共同組合成的調(diào)節(jié)/控制系統(tǒng)，保證其綜合控 制的穩(wěn)定性能。輸出電能的質(zhì)量，如波形、諧次波、電壓等參數(shù)，由逆變系統(tǒng)中的主要元 件/部件升壓變壓器、橋式電路/穩(wěn)壓電路、晶閘管和場(chǎng)效應(yīng)管來進(jìn)行控制和保證。
擴(kuò)容聯(lián)接/電能輸出部分當(dāng)實(shí)施大功率電能的綜合控制時(shí)，使用擴(kuò)流模塊2K擴(kuò)容聯(lián)接 10、調(diào)節(jié)/控制電路24的部分，外接擴(kuò)流繼電器和分線排，得以實(shí)現(xiàn)。并且，本實(shí)用新型的 設(shè)計(jì)，作為一個(gè)控制單元，通過擴(kuò)流模塊、微機(jī)控制端口、擴(kuò)容聯(lián)接和調(diào)節(jié)/控制電路，十分 便捷的進(jìn)行擴(kuò)容聯(lián)接，為組裝大型風(fēng)光能發(fā)電站的建設(shè)的分項(xiàng)部件。
'智能型保護(hù)系統(tǒng)部分由光能發(fā)電指示2、風(fēng)力發(fā)電指示3、儲(chǔ)存電壓指示5、過載/欠載 指示8、卸荷控制13、充放電控制20、調(diào)節(jié)/控制電路24、波形顯示器18所組成的負(fù)反饋雙 穩(wěn)壓順節(jié)電路、》14.5v過充比較電路和《10.6v過放比較電路、工作/偏置保護(hù)系統(tǒng)得以保證。 主要元件/部件有AKJ-3085型控制模塊、LM317、 MJ13009、直流繼電器、接地點(diǎn)、漏電保 護(hù)器、卸荷部分、隔離開關(guān)、管式熔斷器。
本實(shí)用新型所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器，主要技術(shù)參數(shù)如下
控制器的功率控制范圍200W 5000W.
控制器的輸出電能-
輸出的直流電壓12V/24V.
逆變后輸出的交流電壓220V/380V、頻率50Hz.
輸出電流《450A. .
'本實(shí)用新型所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器，采用了模塊化智能式的優(yōu)化組合設(shè)計(jì)， 體積小巧，綜合功能強(qiáng)，自動(dòng)性能高，尤其是擴(kuò)容聯(lián)接和微機(jī)綜合控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)。應(yīng)用于 太陽(yáng)能光伏發(fā)電+風(fēng)力發(fā)電的互補(bǔ)型發(fā)電的綜合控制、太陽(yáng)能光伏發(fā)電+柴油機(jī)發(fā)電的互 補(bǔ)型發(fā)電的綜合控制、風(fēng)力發(fā)電+柴油機(jī)發(fā)電的互補(bǔ)型發(fā)電的綜合控制，特別適應(yīng)用于太陽(yáng) 能光伏發(fā)電+風(fēng)力發(fā)電的互補(bǔ)型綜合發(fā)電系統(tǒng)中的核心控制部件。設(shè)計(jì)使用了匯流排綜合控 制系統(tǒng)，徹底取消了單路/單相控制的模式，提高了綜合性能和自動(dòng)性能，降低了生產(chǎn)制造成 本。在發(fā)展綠色環(huán)保的清潔能源產(chǎn)業(yè)中，本實(shí)用新型所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器的 應(yīng)用范圍廣泛。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器，涉及有控制器外殼(1)、光能發(fā)電指示(2)、風(fēng)力發(fā)電指示(3)、輸出指示(4)、儲(chǔ)存電壓指示(5)、輸出電流指示(6)、充電指示(7)、過載/欠載指示(8)、微機(jī)控制端口(9)、擴(kuò)容聯(lián)接端口(10)、固定孔(11)、風(fēng)機(jī)發(fā)電聯(lián)接(12)、卸荷控制(13)、光能發(fā)電端口(14)、直流輸出端口(15)、逆變器(16)、控制器底板(17)、波形顯示器(18)、功能模塊(19)、充放電控制(20)、擴(kuò)流模塊(21)、功能電路(22)、橋式/倍壓電路(23)、調(diào)節(jié)/控制電路(24)、匯流控制系統(tǒng)(25)、冷卻風(fēng)扇(26)所共同組成；其特征是由風(fēng)力發(fā)電+太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)綜合互補(bǔ)形式所發(fā)出的電能，通過風(fēng)力發(fā)電聯(lián)接、光能發(fā)電端口、經(jīng)匯流排直接控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合控制；將電源輸入部分、功能控制部分、儲(chǔ)存電能部分、綜合保護(hù)部分、逆變部分、直流/交流的電能輸出部分、電能輸出的擴(kuò)容部分有機(jī)組合為一個(gè)整體電路的綜合控制的完整的組合設(shè)計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器，其特征是風(fēng)能+光能綜 合互補(bǔ)型發(fā)電的直接匯流排的組合設(shè)計(jì)，由橋式/倍壓電路、穩(wěn)壓電路、功能控制電路所組成 的脈沖充電電路、倍壓充電電路、常壓充電電路、分壓充電電路的綜合控制電路的組合設(shè)計(jì)； 主要涉及有FR607橋式/倍壓電路、AJ8013擴(kuò)流功能模塊、AJK-8015型集成塊、AKJ-3085 型控制模塊、AJ13007Z匯流排控制、擴(kuò)流模塊、調(diào)節(jié)/控制電路、匯流控制部分、功能模塊 所組成的完整的組合設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器，其特征是智能型保護(hù)系統(tǒng) 部分、功能電路部分、擴(kuò)容聯(lián)接/交直流輸電部分的組合，以及實(shí)施大功率電能的綜合控制時(shí)， 使用擴(kuò)流模塊(21)、擴(kuò)容聯(lián)接(10)、調(diào)節(jié)/控制電路(24)、直流繼電器、外接擴(kuò)流繼電 器和分線排的組合，尤其是擴(kuò)容聯(lián)接和微機(jī)綜合控制端口的完整的組合設(shè)計(jì)。
專利摘要智能型風(fēng)光能發(fā)電綜合控制器涉及輸配電控制設(shè)備制造領(lǐng)域。風(fēng)光能發(fā)電的綜合控制將太陽(yáng)能光伏發(fā)電+風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行匯流排的直接綜合控制系統(tǒng)，通過功能控制部件和保護(hù)系統(tǒng)，分為倍壓電路、常壓電路、分壓電路和脈沖電路，以解決風(fēng)光發(fā)電中的瞬間變化的綜合控制的難題。將風(fēng)光能發(fā)出的電能，進(jìn)行自動(dòng)充電/儲(chǔ)存于蓄電瓶?jī)?nèi)；再經(jīng)智能控制/功能電路部分、逆變器，進(jìn)行電能逆變，將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)?20V/380V-50Hz的交流電能，實(shí)現(xiàn)交流/直流電能的輸出。為保證大功率電能的輸出，設(shè)計(jì)有擴(kuò)容聯(lián)接電路和微機(jī)控制端口，尤其適宜于單元式的組合風(fēng)光能綜合發(fā)電站的控制部件使用。
文檔編號(hào)H02J7/35GK201197082SQ20082002187
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者悅 吳, 崔文安 申請(qǐng)人:崔文安;吳 悅