專利名稱：一種在離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電流的方法，一種離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的低成本電流檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨著化石能源的日益枯竭與生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，發(fā)展以風(fēng)能、太陽(yáng)能為代表的可再生綠色新能源已是當(dāng)務(wù)之急，也為保證人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供條件。風(fēng)力發(fā)電按其連接方式可以分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩種，離網(wǎng)型與并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)相比具有投資小、使用靈活的特點(diǎn)，特別是對(duì)沿海島嶼，交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū)，地廣人稀的草原牧場(chǎng)，以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達(dá)到的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。與并網(wǎng)型的最大區(qū)別是，離網(wǎng)型風(fēng)力機(jī)捕獲的風(fēng)能以及光伏陣列捕獲的太陽(yáng)能要盡量與負(fù)載用電量和儲(chǔ)能元件(蓄電池、超級(jí)電容等)可存儲(chǔ)容量相匹配。由于自然界中的風(fēng)能、太陽(yáng)能等無(wú)污染的新能源都是無(wú)法預(yù)測(cè)的隨機(jī)量，而用戶負(fù)載和儲(chǔ)能元件在安裝時(shí)一般已經(jīng)確定，這樣對(duì)輸出端而言，檢測(cè)電流、電壓等參數(shù)變得十分重要。考慮到電壓通常采用成本比較低的采樣電阻即可滿足精度要求，而電流采樣需要通過(guò)霍爾傳感器，因此成本比較高，對(duì)于風(fēng)光互補(bǔ)型的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)成本更加大。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種在離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電流的方法，避免使用四路電流檢測(cè)傳感器來(lái)檢測(cè)風(fēng)力機(jī)發(fā)電通道、光伏陣列發(fā)電通道、用戶負(fù)載通道、儲(chǔ)能元件(以蓄電池為例)通道等4路通道的電流，而提供一種僅使用2個(gè)電流傳感器實(shí)現(xiàn)4路電流檢測(cè)的方法，從而使電流檢測(cè)的成本降低50%。本發(fā)明的思想在于利用2個(gè)電流傳感器在安裝位置的特殊之處，以及結(jié)合風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際工況，使檢測(cè)到的電流值通過(guò)求和、求差、求均以及邏輯符號(hào)判斷等處理，推算出各個(gè)通道的電流值，這種方法的特點(diǎn)是利用邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算的處理減少硬件的物理成本。技術(shù)方案一種在離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電流的方法，其特征在于在風(fēng)力機(jī)通道和蓄電池通道處各安裝1個(gè)電流傳感器，在負(fù)載端設(shè)有控制開(kāi)關(guān)，在風(fēng)力機(jī)通道和光伏通道上離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)有采樣電阻；風(fēng)力機(jī)通道或光伏通道的狀態(tài)通過(guò)采樣電阻確定，當(dāng)電阻上的采樣電壓高于蓄電池端電壓時(shí)，表明通道具備傳遞能量的條件，確認(rèn)該通道的狀態(tài)為1，反之為0 ；負(fù)載通道狀態(tài)由負(fù)載開(kāi)關(guān)確定，當(dāng)負(fù)載接入時(shí)該狀態(tài)為1，否則為ο ；具體檢測(cè)步驟如下根據(jù)風(fēng)力機(jī)通道、光伏通道和負(fù)載通道的3種通道狀態(tài)，分為6 種狀態(tài)進(jìn)行電流檢測(cè)得到風(fēng)機(jī)通道電流、蓄電池通道電流、光伏通道的電流和負(fù)載電流數(shù)
狀態(tài)1 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為0，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為1，光伏通道的狀態(tài)為1時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I2，光伏通道的電流為I2-I1,負(fù)載電流為零；狀態(tài)2 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為0，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為1，光伏通道的狀態(tài)為0時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I2，且I1 = I2, 光伏通道的電流為零，負(fù)載電流也為零；狀態(tài)3 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為0，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為0，光伏通道的狀態(tài)為1時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1 = 0，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流12，光伏通道的電流等于12，負(fù)載電流為零；狀態(tài)4 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為0，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為0，光伏通道的狀態(tài)為0時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1 = 0，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I2 = 0，光伏通道的電流等于I2 = 0，負(fù)載電流為零；狀態(tài)5 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為1，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為1，光伏通道的狀態(tài)為0時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I2，光伏通道的電流等于I2 = 0，負(fù)載電流為Ii±I2 ；電流I2充電時(shí)取正，放電時(shí)取負(fù)；狀態(tài)6 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為1，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為0，光伏通道的狀態(tài)為0時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1 = 0，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流12，光伏通道的電流等于I2 = 0，負(fù)載電流為12。有益效果本發(fā)明提出的一種在離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電流的方法，以離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)為控制對(duì)象，系統(tǒng)以DSC為控制核心，通過(guò)檢測(cè)風(fēng)力機(jī)通道、光伏通道、 蓄電池通道以及負(fù)載通道的電壓、電流等參數(shù)，完成對(duì)系統(tǒng)的發(fā)電、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)能、用電等環(huán)節(jié)。另外，本發(fā)明中2個(gè)電流傳感器分別安裝于風(fēng)力機(jī)通道和蓄電池通道處，目的是為了復(fù)合使用，減少電流傳感器的成本。較以往傳統(tǒng)電流檢測(cè)采用多路電流傳感器的方法，本發(fā)明很大程度地降低了系統(tǒng)的成本，試驗(yàn)結(jié)果證明了方法的可行性。


圖1 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法所述的電流傳感器安裝以及系統(tǒng)控制器組成框圖
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1是電流傳感器安裝以及系統(tǒng)控制器組成框圖，系統(tǒng)以DSC為控制核心，通過(guò)檢測(cè)風(fēng)力機(jī)通道、光伏通道、蓄電池通道以及負(fù)載通道的電壓、電流等參數(shù)，完成對(duì)系統(tǒng)的發(fā)電、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)能、用電等環(huán)節(jié)。另外，本發(fā)明中2個(gè)電流傳感器分別安裝于風(fēng)力機(jī)通道和蓄電池通道處，目的是為了復(fù)合使用，減少電流傳感器的成本。其中，風(fēng)力機(jī)通道和光伏通道的狀態(tài)通過(guò)采樣電阻確定，當(dāng)通道采樣電壓高于蓄電池端電壓時(shí)，表明通道具備傳遞能量的條件，確認(rèn)該通道的狀態(tài)為1，反之為0 ；負(fù)載通道狀態(tài)由負(fù)載開(kāi)關(guān)確定，當(dāng)負(fù)載接入時(shí)該狀態(tài)為1，否則為0。這樣，根據(jù)有無(wú)風(fēng)能、光能和負(fù)載的情況可以分為8種不同的狀態(tài)進(jìn)行處理?？刂破骱诵腄SC再實(shí)時(shí)查詢當(dāng)下的通道狀態(tài)，同時(shí)檢測(cè)圖中所示安裝的2個(gè)電流傳感器的輸出，通過(guò)邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算便可以得到風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)8種狀態(tài)下的4個(gè)通道的相應(yīng)電流。為了降低成本，光伏發(fā)電主功率電路的電流采樣與蓄電池的電流采樣共用了同一個(gè)電流傳感器。按照(1)負(fù)載是否工作；(2)是否有風(fēng)；(3)是否有光；可以分為8種狀態(tài)， 參見(jiàn)表1所示，表1中的I1和I2是實(shí)際電流傳感器的檢測(cè)值，而I3和I4是是通過(guò)邏輯和狀態(tài)判斷獲得的計(jì)算值。表1 風(fēng)光能量與負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)判斷表
權(quán)利要求
1. 一種在離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電流的方法，其特征在于在風(fēng)力機(jī)通道和蓄電池通道處各安裝1個(gè)電流傳感器，在負(fù)載端設(shè)有控制開(kāi)關(guān)，在風(fēng)力機(jī)通道和光伏通道上離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)有采樣電阻；風(fēng)力機(jī)通道或光伏通道的狀態(tài)通過(guò)采樣電阻確定，當(dāng)電阻上的采樣電壓高于蓄電池端電壓時(shí)，表明通道具備傳遞能量的條件，確認(rèn)該通道的狀態(tài)為1，反之為0;負(fù)載通道狀態(tài)由負(fù)載開(kāi)關(guān)確定，當(dāng)負(fù)載接入時(shí)該狀態(tài)為1，否則為O ；具體檢測(cè)步驟如下根據(jù)風(fēng)力機(jī)通道、光伏通道和負(fù)載通道的3種通道狀態(tài)，分為6 種狀態(tài)進(jìn)行電流檢測(cè)得到風(fēng)機(jī)通道電流、蓄電池通道電流、光伏通道的電流和負(fù)載電流數(shù)值狀態(tài)1 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為0，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為1，光伏通道的狀態(tài)為1時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流12，光伏通道的電流為I2-I1，負(fù)載電流為零；狀態(tài)2 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為0，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為1，光伏通道的狀態(tài)為0時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I2，且I1 = I2，光伏通道的電流為零，負(fù)載電流也為零；狀態(tài)3 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為0，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為0，光伏通道的狀態(tài)為1時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1 = 0，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流12，光伏通道的電流等于I2，負(fù)載電流為零；狀態(tài)4 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為0，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為0，光伏通道的狀態(tài)為0時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1 = 0，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I2 = 0，光伏通道的電流等于I2 = 0，負(fù)載電流為零；狀態(tài)5 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為1，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為1，光伏通道的狀態(tài)為0時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流12，光伏通道的電流等于I2 = 0，負(fù)載電流為I1 士I2 ；電流I2充電時(shí)取正，放電時(shí)取負(fù)；狀態(tài)6 當(dāng)負(fù)載通道狀態(tài)為1，風(fēng)力機(jī)通道狀態(tài)為0，光伏通道的狀態(tài)為0時(shí)，風(fēng)機(jī)通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流I1 = 0，蓄電池通道電流為電流傳感器檢測(cè)電流12，光伏通道的電流等于I2 = 0，負(fù)載電流為12。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電流的方法，本發(fā)明的思想在于利用2個(gè)電流傳感器在安裝位置的特殊之處，以及結(jié)合風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際工況，使檢測(cè)到的電流值通過(guò)求和、求差、求均以及邏輯符號(hào)判斷等處理，推算出各個(gè)通道的電流值，這種方法的特點(diǎn)是利用邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算的處理減少硬件的物理成本。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102360035SQ20111026618
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者劉衛(wèi)國(guó), 皇甫宜耿, 馬瑞卿 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)