專利名稱：風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電集成裝置，具體涉及一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能與風(fēng)能在時(shí)間和地域上都有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，白天太陽(yáng)光最強(qiáng)時(shí)，風(fēng)很小，晚上光照很弱，但由于地表溫差變化大而風(fēng)能加強(qiáng)。太陽(yáng)能與風(fēng)能相互配合利用，揚(yáng)長(zhǎng)避短， 就能充分發(fā)揮兩者最大的作用。綜合考慮太陽(yáng)能和風(fēng)能在多方面的互補(bǔ)特性而建立起來(lái)的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是一種經(jīng)濟(jì)合理的供電方式，可以實(shí)現(xiàn)多能源互補(bǔ)，提高可再生能源的利用率，滿足人民生活和生產(chǎn)中對(duì)連續(xù)能源的需求。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分，是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的載體。目前，絕大部分有關(guān)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的研究都將重點(diǎn)放在風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電以及蓄電池充放電的控制策略上，即重點(diǎn)研究風(fēng)能和太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略，很少涉及對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置的機(jī)構(gòu)與控制方法的集成與優(yōu)化研究，導(dǎo)致目前大多數(shù)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置都只是光伏發(fā)電裝置與風(fēng)力發(fā)電裝置的簡(jiǎn)單組合，相互之間在機(jī)構(gòu)上沒(méi)有緊密連接關(guān)系，存在占用空間大且相互干擾的問(wèn)題，大大制約了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電效率的進(jìn)一步提高。在船舶、海洋工程平臺(tái)等風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的應(yīng)用場(chǎng)合，由于其本身空間范圍有限，迫切需要結(jié)構(gòu)緊湊、相互之間機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)度高的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置。同時(shí)，船舶所處環(huán)境風(fēng)向多變且風(fēng)速變化頻率和幅度均較陸地上強(qiáng)烈，一般的小型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)雖然可通過(guò)尾翼偏航作用令機(jī)身在水平面360度旋轉(zhuǎn)，隨時(shí)跟風(fēng)，使風(fēng)輪掃掠面積總是垂直于主風(fēng)向，達(dá)到 “迎風(fēng)”目的，但船上風(fēng)向變化頻率過(guò)快，往往會(huì)使尾翼來(lái)不及發(fā)揮偏航作用，致使機(jī)身無(wú)法實(shí)現(xiàn)隨時(shí)迎風(fēng)調(diào)節(jié)，因此，選擇無(wú)需使用迎風(fēng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，并使之與光伏發(fā)電裝置耦合連接，形成集成度高、結(jié)構(gòu)優(yōu)化且驅(qū)動(dòng)元件少、控制靈活方便的一體化風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置，對(duì)真正實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置中光伏發(fā)電裝置與風(fēng)力發(fā)電裝置互不干擾且互為補(bǔ)充的集成目標(biāo)意義重大。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的本實(shí)用新型的目的在于提供一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)發(fā)電集成裝置的不足。技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置，所述集成裝置包括光伏發(fā)電伺服平臺(tái)、連接裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述連接裝置與光伏發(fā)電伺服平臺(tái)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接，所述光伏發(fā)電伺服平臺(tái)位于連接裝置的頂部，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)位于連接裝置的底部。所述光伏發(fā)電伺服平臺(tái)包括光伏組件安裝板、組件安裝板俯仰角轉(zhuǎn)軸、光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板、方位角伺服電機(jī)、俯仰角伺服電機(jī)、滾珠絲杠副的螺母、滾珠絲杠副的絲杠、連接推桿和鉸鏈，所述光伏組件安裝板的末端通過(guò)組件安裝板俯仰角轉(zhuǎn)軸與光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板連接，所述俯仰角伺服電機(jī)安裝在光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板上，俯仰角伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸與滾珠絲杠副的絲杠的一端連接，滾珠絲杠副的絲杠另一端與光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板連接，滾珠絲杠副的絲杠上設(shè)置有螺母，螺母通過(guò)鉸鏈和連接推桿與光伏組件安裝板傾斜式相連，所述方位角伺服電機(jī)安裝在光伏發(fā)電伺服平臺(tái)下方的連接裝置的支撐板上。所述連接裝置包括連接裝置底板、連接裝置頂板、位于連接裝置底板和連接裝置頂板之間的水平轉(zhuǎn)軸錐齒輪和垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪、位于垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪底部的垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪支撐座、位于垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪頂部的光伏平臺(tái)電磁離合器、垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪支撐座內(nèi)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸電磁離合器、支撐連接裝置底板與連接裝置頂板的連接裝置支撐板一和連接裝置支撐板二。所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括集成裝置底部的發(fā)電機(jī)、固定發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)外框架、 位于風(fēng)力發(fā)電機(jī)外框架內(nèi)部以及發(fā)電機(jī)上方的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、風(fēng)力發(fā)電機(jī)中心的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置的控制系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)硬件和控制系統(tǒng)軟件。所述控制系統(tǒng)硬件包括組件安裝板俯仰角轉(zhuǎn)軸、方位角伺服電機(jī)、光伏平臺(tái)電磁離合器、俯仰角伺服電機(jī)、光伏平臺(tái)方位角轉(zhuǎn)軸、微處理器、方位角伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、D/A轉(zhuǎn)換模塊、俯仰角伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、觸摸屏接口、外接天線模塊、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)收發(fā)節(jié)點(diǎn)控制器和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸電磁離合器。所述控制系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)初始化模塊、驅(qū)動(dòng)裝置控制模塊、人機(jī)界面模塊和無(wú)線通信模塊。有益效果本實(shí)用新型的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置由三個(gè)部分組成，光伏發(fā)電伺服平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)光伏電池板精確平穩(wěn)地實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角的變化，使平板光伏組件受光面時(shí)刻自動(dòng)正對(duì)太陽(yáng)光；連接裝置能夠?qū)⒐夥l(fā)電裝置與垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置有機(jī)連接在一起，有效減少風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置的占地空間；風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠通過(guò)集成裝置， 與光伏發(fā)電裝置共用動(dòng)力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自啟動(dòng)運(yùn)行控制，從而有效解決低風(fēng)速情況下垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)自啟動(dòng)困難的問(wèn)題。本實(shí)用新型的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置的控制系統(tǒng)，采用基于ARM架構(gòu)的32位微處理器為核心控制元件，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和較多的接口類型，軟件和外圍硬件的可擴(kuò)展性強(qiáng)，有利于充分利用各種嵌入式系統(tǒng)控制技術(shù)和資源，進(jìn)一步提高風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

圖1為本實(shí)用新型的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖2為本實(shí)用新型的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置中的連接裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實(shí)用新型的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置控制系統(tǒng)軟件功能模塊圖；圖5為本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)裝置控制模塊軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。如圖1、圖2所示，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置由光伏發(fā)電伺服平臺(tái)、連接裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)三個(gè)部分組成，各部分詳細(xì)組成如下[0019]光伏發(fā)電伺服平臺(tái)包括光伏組件安裝板1、組件安裝板俯仰角轉(zhuǎn)軸2、光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板3、方位角伺服電機(jī)5、俯仰角伺服電機(jī)13、滾珠絲杠副的螺母14、滾珠絲杠副的絲杠15、連接推桿16和鉸鏈17，所述光伏組件安裝板1的末端通過(guò)組件安裝板俯仰角轉(zhuǎn)軸2與光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板3連接，光伏組件安裝板1能夠繞組件安裝板俯仰角轉(zhuǎn)軸2相對(duì)于光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板3在0° 90°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述俯仰角伺服電機(jī)13安裝在光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板3上，俯仰角伺服電機(jī)13的輸出轉(zhuǎn)軸與滾珠絲杠副的絲杠15的一端連接，滾珠絲杠副的絲杠15另一端與光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板3 連接，滾珠絲杠副的絲杠15上設(shè)置有螺母14，螺母14通過(guò)鉸鏈17和連接推桿16與光伏組件安裝板1傾斜式相連，所述方位角伺服電機(jī)5安裝在光伏發(fā)電伺服平臺(tái)下方的連接裝置的支撐板26上。為了實(shí)現(xiàn)光伏電池板正對(duì)太陽(yáng)光的視日控制，分別以方位角伺服電機(jī)5和俯仰角伺服電機(jī)13為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，再配以一定的傳動(dòng)和控制系統(tǒng)，完成光伏發(fā)電伺服平臺(tái)的方位角轉(zhuǎn)軸觀和俯仰角轉(zhuǎn)軸2這兩個(gè)軸的伺服定位控制。首先，方位角伺服電機(jī)5安裝在連接裝置的支撐板26上，其輸出水平轉(zhuǎn)軸32經(jīng)軸承30和31的支撐傳動(dòng)，與水平轉(zhuǎn)軸錐齒輪4 相連，水平轉(zhuǎn)軸錐齒輪4與垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪18嚙合，將轉(zhuǎn)動(dòng)力矩傳至連接軸36，連接軸36 通過(guò)光伏平臺(tái)電磁離合器11可將轉(zhuǎn)動(dòng)力矩傳至光伏平臺(tái)方位角轉(zhuǎn)軸觀，帶動(dòng)光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板3旋轉(zhuǎn)，完成第一個(gè)軸向的伺服驅(qū)動(dòng)控制。其次，俯仰角伺服電機(jī)13安裝在光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板3上，其輸出轉(zhuǎn)軸與滾珠絲杠副中的絲杠15相連接，通過(guò)絲杠15的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠絲杠副上的螺母14水平移動(dòng)，螺母14通過(guò)鉸鏈17和連接推桿16與光伏組件安裝板1連接，可以推動(dòng)光伏組件安裝板1繞其一端的俯仰角轉(zhuǎn)軸2相對(duì)于光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板3作俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成第二個(gè)軸向的伺服驅(qū)動(dòng)控制。連接裝置包括連接裝置底板10、連接裝置頂板12、位于連接裝置底板10和連接裝置頂板12之間的水平轉(zhuǎn)軸錐齒輪4和垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪18、位于垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪18底部的垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪支撐座9、位于垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪18頂部的光伏平臺(tái)電磁離合器11、垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪支撐座9內(nèi)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸電磁離合器、支撐連接裝置底板10與連接裝置頂板12 的連接裝置支撐板一 26和連接裝置支撐板二 27。以光伏平臺(tái)電磁離合器11為例，其工作原理為電磁離合器內(nèi)摩擦片22上有內(nèi)齒與傳動(dòng)軸套25相配合，外摩擦片21的外緣上有槽與外連接件20的凸齒相配合；平時(shí)由外摩擦片21上翹起的爪的彈性使內(nèi)、外摩擦片互相分離，不傳遞轉(zhuǎn)矩；當(dāng)線圈M通電后，可產(chǎn)生磁通，吸引銜鐵23將內(nèi)摩擦片22和外摩擦片21壓緊，使內(nèi)、外摩擦片互相結(jié)合，一起轉(zhuǎn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)矩從與外連接件20相連接的垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪18傳遞至與傳動(dòng)軸套25相連接的光伏平臺(tái)方位角轉(zhuǎn)軸28。與之相類似的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸33上的轉(zhuǎn)矩也是從垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪 18傳遞而來(lái)的，所不同的是傳動(dòng)路線，是由與錐齒輪18同軸(連接軸36)相連的另一個(gè)電磁離合器的外連接件35，在線圈通電后經(jīng)相互結(jié)合的內(nèi)外摩擦片傳至與傳動(dòng)軸套四相連接的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸33。上述兩個(gè)電磁離合器的磁軛19和34分別與連接裝置的頂板12和底板10固定連接。兩個(gè)離合器的外連接件20和35通過(guò)連接軸36與垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪18固定連接，并由安裝在垂直軸錐齒輪支撐座9上的軸承37支撐傳動(dòng)。上述兩個(gè)電磁離合器的線圈只能分時(shí)通電結(jié)合，不能同時(shí)通電，從而根據(jù)不同的控制要求，將方位角伺服電機(jī)5的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分別有選擇地傳遞輸出至光伏平臺(tái)方位角轉(zhuǎn)軸28和風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸33。[0023]風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括集成裝置底部的發(fā)電機(jī)6、固定發(fā)電機(jī)6的風(fēng)力發(fā)電機(jī)外框架7、 位于風(fēng)力發(fā)電機(jī)外框架7內(nèi)部以及發(fā)電機(jī)6上方的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片8、風(fēng)力發(fā)電機(jī)中心的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸33。風(fēng)力推動(dòng)若干組風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片8帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸33旋轉(zhuǎn)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸 33與發(fā)電機(jī)6的輸入軸相連接，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電工作。當(dāng)風(fēng)速過(guò)小時(shí)，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)較為困難，此時(shí)可以通過(guò)方位角伺服電機(jī)5經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸33旋轉(zhuǎn)， 實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)運(yùn)行，待轉(zhuǎn)速一定后，再切除該傳動(dòng)路線。如附圖3所示，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置控制系統(tǒng)硬件部分以微處理器38為核心控制元件，起到前端角位移傳感器信號(hào)的采集、處理以及后端輸出控制信號(hào)的作用，該控制元件采用ARM920T內(nèi)核的高性能的32位處理器S3C2440，其主頻高達(dá)400MHz，采用5級(jí)流水線和哈佛結(jié)構(gòu)，(具有通用10、ADC、SPI、PWM等多種類型的數(shù)據(jù)接口)。通過(guò)觸摸屏接口 42所構(gòu)成的觸摸屏人機(jī)界面可對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行工作模式與參數(shù)的設(shè)定以及工作狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。微處理器38通過(guò)各自相應(yīng)的絕對(duì)式光電軸角編碼器檢測(cè)采集組件安裝板俯仰角轉(zhuǎn)軸2和光伏平臺(tái)方位角轉(zhuǎn)軸觀的角位移量，同時(shí)通過(guò)光耦隔離接收俯仰角伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器41和方位角伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器39的狀態(tài)信號(hào)。由于光伏發(fā)電伺服平臺(tái)的俯仰角為0° 90°，方位角為0° 360°，均在轉(zhuǎn)動(dòng)一圈范圍之內(nèi)，無(wú)需考慮轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，因此方位角和俯仰角的測(cè)量均采用數(shù)字化角度傳感器——絕對(duì)式光電編碼器。絕對(duì)式光電編碼器具有零點(diǎn)固定、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的每一個(gè)角位置都有特定的通光與不通光狀態(tài)，全周內(nèi)沒(méi)有重復(fù)的狀態(tài)，都是單值函數(shù)，經(jīng)光電信號(hào)提取和電路處理， 輸出連續(xù)的自然二進(jìn)制碼。微處理器38將采集到的雙軸角位移量與當(dāng)前時(shí)間太陽(yáng)能跟蹤所設(shè)定的雙軸角位移值進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)相應(yīng)的控制策略(如智能PID控制算法)分析計(jì)算后， 得出偏差數(shù)字量控制值，經(jīng)光耦隔離輸出至D/A轉(zhuǎn)換模塊40，得到模擬量控制信號(hào)，分別通過(guò)俯仰角伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器41和方位角伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器39去控制俯仰角伺服電機(jī)13和方位角伺服電機(jī)5的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，此兩軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度控制再經(jīng)過(guò)各自相應(yīng)的傳動(dòng)裝置分別實(shí)現(xiàn)對(duì)組件安裝板俯仰角轉(zhuǎn)軸2和光伏平臺(tái)方位角轉(zhuǎn)軸觀的轉(zhuǎn)角控制。D/A轉(zhuǎn)換模塊40采用雙路12位串行數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC7612，其內(nèi)部有2個(gè)12位DAC寄存器。微處理器38在軟件程序控制下，通過(guò)IO引腳經(jīng)光耦隔離控制外部繼電器線圈的通電與斷電，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏平臺(tái)電磁離合器11和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸電磁離合器45的結(jié)合與分離控制。微處理器38還與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)收發(fā)節(jié)點(diǎn)控制器44相連接，用以實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的無(wú)線遠(yuǎn)程傳送。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)收發(fā)節(jié)點(diǎn)控制器44采用用來(lái)實(shí)現(xiàn)嵌入式ZigBee應(yīng)用的片上系統(tǒng)CCM30芯片，支持 2.4GHz IEEE 802. 15. 4/ZigBee協(xié)議。微處理器38通過(guò)自帶的同步串行外設(shè)接口 SPI接口與CCM30自帶的SPI接口相連接，CC2430再通過(guò)其內(nèi)部的無(wú)線射頻收發(fā)器與外接天線模塊43相連接，便可與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。微控制器外圍還擴(kuò)展了 FLASH程序存儲(chǔ)器、SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等外設(shè)以及構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)所必需的電源、晶振電路、復(fù)位電路、JTAG 接口等。如附圖4、圖5所示，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置控制系統(tǒng)軟件主要由系統(tǒng)初始化模塊 46、驅(qū)動(dòng)裝置控制模塊47、人機(jī)界面模塊48和無(wú)線通信模塊49組成。各主要模塊的具體原理和功能說(shuō)明如下系統(tǒng)初始化模塊46的功能是當(dāng)微處理器38上電開始執(zhí)行控制程序前，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有I/O引腳和其它相關(guān)模塊和寄存器的初始化編程，設(shè)置控制系統(tǒng)所需要的工作模式，重點(diǎn)是進(jìn)行時(shí)鐘晶振、看門狗電路、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和各個(gè)端口的初始化。驅(qū)動(dòng)裝置控制模塊47的功能是針對(duì)光伏發(fā)電平臺(tái)的雙軸伺服控制以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自啟動(dòng)控制，完成定時(shí)采集輸入數(shù)據(jù)、計(jì)算控制量、輸出控制量的工作。該模塊程序首先判別是否執(zhí)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自啟動(dòng)運(yùn)行控制，然后將控制重點(diǎn)放在雙軸伺服定位控制上。為了精確確定微處理器每次采樣的周期，使用微處理器S3C2440的內(nèi)部定時(shí)器，在每個(gè)控制周期到來(lái)時(shí)，設(shè)置定時(shí)器的時(shí)間常數(shù)，完成控制量計(jì)算等工作后查詢定時(shí)器溢出標(biāo)志位，若為1，則定時(shí)時(shí)間到，否則等待定時(shí)周期到來(lái)。控制周期到來(lái)后，微處理器首先分別通過(guò)相應(yīng)的編碼器讀取光伏發(fā)電伺服平臺(tái)的當(dāng)前方位角位移數(shù)據(jù)以及組件安裝板的當(dāng)前俯仰角位移數(shù)據(jù)，根據(jù)指令信號(hào)求解出當(dāng)前系統(tǒng)的位置誤差信號(hào)，并依據(jù)事先設(shè)定的控制算法(如智能PID控制算法)計(jì)算得到控制量，再經(jīng)過(guò)必要的處理(如數(shù)據(jù)平移、限幅)之后， 輸出控制信號(hào)。由于微處理器S3C2440輸出的控制量為數(shù)字信號(hào)，而驅(qū)動(dòng)變頻器需要的是模擬信號(hào)，因此控制量必須經(jīng)過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)換后，才可以作為控制信號(hào)輸入伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。人機(jī)界面模塊48的功能是配合驅(qū)動(dòng)裝置控制模塊47的運(yùn)行，用以顯示控制模式與設(shè)計(jì)參數(shù)，以及驅(qū)動(dòng)裝置控制模塊47的各種相關(guān)監(jiān)控運(yùn)行數(shù)據(jù)。無(wú)線通信模塊49的功能是配合驅(qū)動(dòng)裝置控制模塊47的運(yùn)行，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，將驅(qū)動(dòng)裝置控制模塊47的各種相關(guān)監(jiān)控運(yùn)行數(shù)據(jù)，以定時(shí)的方式從無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)收發(fā)節(jié)點(diǎn)控制器44向所屬的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)送，進(jìn)而再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以及網(wǎng)關(guān)在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電監(jiān)控對(duì)象之間傳遞監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置，其特征在于所述集成裝置包括光伏發(fā)電伺服平臺(tái)、 連接裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述連接裝置與光伏發(fā)電伺服平臺(tái)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接，所述光伏發(fā)電伺服平臺(tái)位于連接裝置的頂部，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)位于連接裝置的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置，其特征在于所述光伏發(fā)電伺服平臺(tái)包括光伏組件安裝板(1)、組件安裝板俯仰角轉(zhuǎn)軸(2)、光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板(3)、 方位角伺服電機(jī)(5)、俯仰角伺服電機(jī)(13)、滾珠絲杠副的螺母(14)、滾珠絲杠副的絲杠 (15)、連接推桿(16)和鉸鏈(17)，所述光伏組件安裝板(1)的末端通過(guò)組件安裝板俯仰角轉(zhuǎn)軸(2)與光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板(3)連接，所述俯仰角伺服電機(jī)(13)安裝在光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板(3)上，俯仰角伺服電機(jī)(13)的輸出轉(zhuǎn)軸與滾珠絲杠副的絲杠(15)的一端連接，滾珠絲杠副的絲杠(15)另一端與光伏發(fā)電伺服平臺(tái)支架底板(3)連接，滾珠絲杠副的絲杠(15)上設(shè)置有螺母(14)，螺母(14)通過(guò)鉸鏈(17)和連接推桿(16)與光伏組件安裝板(1)傾斜式相連，所述方位角伺服電機(jī)(5)安裝在光伏發(fā)電伺服平臺(tái)下方的連接裝置的支撐板(26)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置，其特征在于所述連接裝置包括連接裝置底板(10)、連接裝置頂板(12)、位于連接裝置底板(10)和連接裝置頂板(12)之間的水平轉(zhuǎn)軸錐齒輪(4)和垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪(18)、位于垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪(18)底部的垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪支撐座(9)、位于垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪(18)頂部的光伏平臺(tái)電磁離合器(11)、垂直轉(zhuǎn)軸錐齒輪支撐座(9 )內(nèi)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸電磁離合器、支撐連接裝置底板(10 )與連接裝置頂板(12 )的連接裝置支撐板一(26 )和連接裝置支撐板二( 27 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置，其特征在于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括集成裝置底部的發(fā)電機(jī)(6)、固定發(fā)電機(jī)(6)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)外框架(7)、位于風(fēng)力發(fā)電機(jī)外框架(7)內(nèi)部以及發(fā)電機(jī)(6)上方的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片(8)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)中心的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸(33)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電集成裝置，所述集成裝置包括光伏發(fā)電伺服平臺(tái)、連接裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述連接裝置與光伏發(fā)電伺服平臺(tái)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接，所述光伏發(fā)電伺服平臺(tái)位于連接裝置的頂部，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)位于連接裝置的底部。本實(shí)用新型集成裝置將風(fēng)力發(fā)電裝置與光伏發(fā)電裝置有機(jī)地結(jié)合在一起，互不干擾且互為補(bǔ)充，既利用光伏發(fā)電裝置的伺服電機(jī)解決了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自啟動(dòng)問(wèn)題，又利用垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的頂部多余空間解決了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中光伏發(fā)電伺服平臺(tái)占用空間的問(wèn)題，發(fā)電集成裝置的控制系統(tǒng)，有利于充分利用各種嵌入式系統(tǒng)控制技術(shù)和資源，進(jìn)一步提高風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。
文檔編號(hào)G05D3/00GK202285345SQ20112040097
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者孫兵 申請(qǐng)人:南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院