專利名稱：一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)[0001]技術(shù)領(lǐng)域[0002]本實用新型屬于光電、風電發(fā)電供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能 的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)。[0003]背景技術(shù)[0004]隨著新能源電力特別是光電、風電技術(shù)與系統(tǒng)的產(chǎn)品化發(fā)展，以及政府不斷加大 為無電地區(qū)人民解決供電問題的扶植與推進，使戶用型離網(wǎng)光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)得到 廣泛應用和推廣，為偏遠無電地區(qū)人民生活的改善做出了巨大貢獻。[0005]伴隨應用擴大和持續(xù)裝機使用，使用環(huán)境與條件以及現(xiàn)有技術(shù)與系統(tǒng)的缺陷與問 題也越來越多地暴露出來。主要是由于戶用型離網(wǎng)光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)著重用于偏遠 無電地區(qū)，其使用條件與環(huán)境都比較差，交通不便，專業(yè)基礎(chǔ)與知識比較薄弱，給安裝、使 用、維護增加了不少困難，增加了不少投資成本。尤其突出的是現(xiàn)有光電、風電系統(tǒng)的技術(shù) 與系統(tǒng)，一般都采用單組蓄電池組進行充電蓄電和放電供電的技術(shù)方案，造成系統(tǒng)不能完 全受控運行，影響了系統(tǒng)使用壽命，增加維護成本，同時也降低了使用效率。[0006]特別是在天氣變化大、氣象條件惡劣的情況下，不同負載接入及用電時，不同時間 段用電時，不同用電設(shè)備與不同用電習慣等均會對系統(tǒng)產(chǎn)生不同的影響，使系統(tǒng)出現(xiàn)不同 的故障與機率。如用戶在發(fā)電時段用電少時，無發(fā)電時段用電多時，蓄電池的工作負荷相 對較大，承載量大大增加，使其壽命縮短；又如在通常系統(tǒng)配置下，先啟動感性負載和后 啟動感性負載的二種情況，對系統(tǒng)影響有很大不同，即感性負載啟動功率很大，一般是額定 功率的3-7倍以上，在后啟動感性負載時，系統(tǒng)過載運行的程度更加嚴重，而過載運行對系 統(tǒng)損害極大，易于發(fā)生故障。[0007]現(xiàn)有技術(shù)與系統(tǒng)雖然設(shè)置了微處理電路和系統(tǒng)監(jiān)測電路，只是為系統(tǒng)運行決策提 供參考，并不處理和保存監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，檢修人員無法從系統(tǒng)本身直接 看到和了解到系統(tǒng)出現(xiàn)問題與故障的原因所在，也無法知曉使用過程所處的故障環(huán)境與條 件，只能頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳，而且修好故障后，系統(tǒng)仍處于易產(chǎn)生故障及原有使用環(huán)境與 習慣條件下工作運行，使故障發(fā)生率不能得到有效的改善。[0008]發(fā)明內(nèi)容[0009]為了克服現(xiàn)有技術(shù)與系統(tǒng)的上述缺陷，使系統(tǒng)具有健康履歷，以便能夠得到良好 有效的維護，提高系統(tǒng)的有效運行能力，在故障和例行檢修維護時，工程師可以根據(jù)履歷信 息，了解產(chǎn)生故障或影響正常運行的主要因素，可以對癥下藥，有針對性的解決影響系統(tǒng)正 常健康運行的問題。本實用新型提出一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)，包 括光伏發(fā)電組件、風力發(fā)電機、直流輸入監(jiān)測及保護模塊、蓄電池監(jiān)測及保護模塊、交流監(jiān) 測及保護模塊、直流供電監(jiān)測及保護模塊、DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制器、直流調(diào)配模塊、防逆流電 路、充電模塊、系統(tǒng)控制器、非易失數(shù)據(jù)存儲模塊、存儲模塊數(shù)據(jù)讀取接口、蓄電充放電調(diào)控 電路、逆變器模塊、溫度傳感采集器及系統(tǒng)操控面板、蓄電池組、系統(tǒng)電源、系統(tǒng)總線、光伏 供電母線、蓄電供電母線、門限電路、充電電力母線以及存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置組成，其特 征是[0010]光伏發(fā)電組件及風力發(fā)電機通過直流輸入監(jiān)測及保護模塊連接DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制器并接至直流調(diào)配模塊，經(jīng)過直流調(diào)配模塊、光伏供電母線及防逆流電路連接逆變器模塊，由逆變器模塊通過交流監(jiān)測及保護模塊接交流輸出端口 ；[0011]光伏發(fā)電組件及風力發(fā)電機通過直流輸入監(jiān)測及保護模塊連接DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制器并經(jīng)過直流調(diào)配模塊、充電電力母線接充電模塊及通過蓄電池監(jiān)測及保護模塊連接蓄電池組；[0012]蓄電池組通過蓄電充放電調(diào)控電路及直流供電監(jiān)測及保護模塊接蓄電供電母線至直流輸出端口；[0013]蓄電池組通過蓄電充放電調(diào)控電路及直流供電監(jiān)測及保護模塊接蓄電供電母線及門限電路連接逆變器模塊，由逆變器模塊通過交流監(jiān)測及保護模塊接交流輸出端口 ；[0014]系統(tǒng)控制器分別與溫度傳感采集器及系統(tǒng)操控面板、系統(tǒng)電源、非易失數(shù)據(jù)存儲模塊相連，并經(jīng)由非易失數(shù)據(jù)存儲模塊接存儲模塊數(shù)據(jù)讀取接口 ；[0015]系統(tǒng)控制器通過系統(tǒng)總線與直流輸入監(jiān)測及保護模塊、蓄電池監(jiān)測及保護模塊、 交流監(jiān)測及保護模塊、直流供電監(jiān)測及保護模塊、DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制器、直流調(diào)配模塊、充電模塊及蓄電充放電調(diào)控電路相連；[0016]系統(tǒng)控制器連接非易失數(shù)據(jù)存儲模塊至非易失數(shù)據(jù)存儲模塊，并且經(jīng)存儲模塊數(shù)據(jù)讀取接口連接存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置；[0017]其特征還在于所述DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制器、直流調(diào)配模塊、充電模塊可以由邏輯電路構(gòu)成，也可由微處理器電路模塊構(gòu)成，對于后者，微處理器可統(tǒng)一由系統(tǒng)控制器中的微處理器代替，簡化系統(tǒng)構(gòu)造及電路構(gòu)成，可以節(jié)省相同成本，對小型戶用光電、風電系統(tǒng)效果更加顯著。[0018]本實用新型提出的一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)，所述存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置，包括 數(shù)據(jù)讀取接口、嵌入式微處理器模塊、操控與顯示模塊及電源組成，其特征是，由嵌入式微處理器模塊分別與數(shù)據(jù)讀取接口、操控與顯示模塊及電源相連， 構(gòu)成存儲數(shù)據(jù)讀取、顯示及處理裝置，即移動式數(shù)據(jù)讀取器。[0019]通過本實用新型技術(shù)方案實施，利用系統(tǒng)控制器中設(shè)置的微處理器及數(shù)據(jù)處理分析程序，以及非易失數(shù)據(jù)存儲模塊、直流輸入監(jiān)測及保護模塊、蓄電池監(jiān)測及保護模塊、交流監(jiān)測及保護模塊、直流供電監(jiān)測及保護模塊相應電性能監(jiān)測模塊，使系統(tǒng)運行的相關(guān)數(shù)據(jù)得以保存，并可通過存儲數(shù)據(jù)讀取接口及存儲數(shù)據(jù)讀取器，再現(xiàn)保存的歷史數(shù)據(jù)記錄的系統(tǒng)健康履歷，供檢修維護工程師在維修維護時參考，并可以此指導系統(tǒng)集成的優(yōu)化與變更和指導用戶更有效更合理地使用系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠運行在健康、高效、可靠的工作方式下，提聞系統(tǒng)壽命和經(jīng)濟效￡fL。[0020]
[0021]圖1為一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)的功能原理示意框圖；[0022]圖2存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置的功能原理示意框圖。[0023]具體實施方式
[0024]作為實施例子，結(jié)合附圖對一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)給予說明，但是，本實用新型的技術(shù)與方案不限于本實施例子給出的內(nèi)容。[0025]附圖1給出了一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)的功能原理示意框圖，如圖所示，本實用新型提出一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)，包括 光伏發(fā)電組件(la)、風力發(fā)電機(lb)、直流輸入監(jiān)測及保護模塊(2a)、蓄電池監(jiān)測及保護 模塊(2b)、交流監(jiān)測及保護模塊(2c)、直流供電監(jiān)測及保護模塊(2d)、DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制 器(3)、直流調(diào)配模塊(4)、防逆流電路(4a)、充電模塊(5)、系統(tǒng)控制器(6)、非易失數(shù)據(jù)存 儲模塊(7)、存儲模塊數(shù)據(jù)讀取接口(7a)、蓄電充放電調(diào)控電路(8)、逆變器模塊(9)、溫度 傳感采集器及系統(tǒng)操控面板(10)、蓄電池組(11)、系統(tǒng)電源(12)、系統(tǒng)總線(13)、光伏供電 母線(14)、蓄電供電母線(15)、門限電路(15a)、充電電力母線(16)以及存儲數(shù)據(jù)讀取顯示 裝置(20)組成，其特征是[0026]光伏發(fā)電組件(Ia)及風力發(fā)電機(Ib)通過直流輸入監(jiān)測及保護模塊(2a)連接 DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制器(3)并接至直流調(diào)配模塊(4)，經(jīng)過直流調(diào)配模塊(4)、光伏供電母線(14)及防逆流電路(4a)連接逆變器模塊(9)，由逆變器模塊(9)通過交流監(jiān)測及保護模塊 (2c)接交流輸出端口(17)，構(gòu)成光電、風電交流供電路徑；[0027]光伏發(fā)電組件(Ia)及風力發(fā)電機(Ib)通過直流輸入監(jiān)測及保護模塊(2a)連接 DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制器(3)并經(jīng)過直流調(diào)配模塊(4)、充電電力母線(16)接充電模塊(5) 及通過蓄電池監(jiān)測及保護模塊(2b)連接蓄電池組(11)，構(gòu)成光電、風電充電路徑；[0028]蓄電池組(11)通過蓄電充放電調(diào)控電路⑶及直流供電監(jiān)測及保護模塊(2d)接 蓄電供電母線(15)至直流輸出端口(18)，構(gòu)成蓄電直流供電路徑；[0029]蓄電池組(11)通過蓄電充放電調(diào)控電路⑶及直流供電監(jiān)測及保護模塊(2d)接 蓄電供電母線(15)及門限電路(15a)連接逆變器模塊(9)，由逆變器模塊(9)通過交流監(jiān) 測及保護模塊(2c)接交流輸出端口(17)，構(gòu)成蓄電交流供電路徑；[0030]系統(tǒng)控制器(6)分別與溫度傳感采集器及系統(tǒng)操控面板(10)、系統(tǒng)電源(12)、非 易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)相連，并經(jīng)由非易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)接存儲模塊數(shù)據(jù)讀取接口 (7a)，構(gòu)成系統(tǒng)調(diào)控與數(shù)據(jù)處理存儲鏈路；[0031]系統(tǒng)控制器(6)通過系統(tǒng)總線(13)與直流輸入監(jiān)測及保護模塊(2a)、蓄電池監(jiān)測 及保護模塊(2b)、交流監(jiān)測及保護模塊(2c)、直流供電監(jiān)測及保護模塊(2d)、DC/DC電力轉(zhuǎn) 換控制器(3)、直流調(diào)配模塊(4)、充電模塊(5)及蓄電充放電調(diào)控電路⑶相連，構(gòu)成系統(tǒng) 控制信息鏈路；[0032]系統(tǒng)控制器(6)連接非易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)，并且非易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)連接 存儲模塊數(shù)據(jù)讀取接口(7a)，構(gòu)成數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)；[0033]系統(tǒng)控制器(6)按設(shè)定周期處理直流輸入監(jiān)測及保護模塊(2a)、蓄電池監(jiān)測及保 護模塊(2b)、交流監(jiān)測及保護模塊(2c)、直流供電監(jiān)測及保護模塊(2d)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并按 要求保存相應數(shù)據(jù)于非易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)中；在遇異常監(jiān)測值時系統(tǒng)控制器(6)在通 過溫度傳感采集器及系統(tǒng)操控面板(10)提示用戶的同時，保存相應數(shù)據(jù)及時間參數(shù)于非 易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)中，由存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置(20)連接存儲模塊數(shù)據(jù)讀取接口(7a) 后可讀取存儲的數(shù)據(jù)，供系統(tǒng)人員查看；[0034]其特征還在于所述DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制器(3)、直流調(diào)配模塊(4)、充電模塊(5) 可以由邏輯電路構(gòu)成，也可由微處理器電路模塊構(gòu)成，對于后者，微處理器可統(tǒng)一由系統(tǒng)控 制器(6)中的微處理器代替，簡化系統(tǒng)構(gòu)造及電路構(gòu)成，可以節(jié)省相同成本，對小型戶用光 電、風電系統(tǒng)效果更加顯著。[0035]附圖2給出了存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置的功能原理示意框圖，如附圖2所示，本實用 新型提出的一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)，所述存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝 置(20)，包括數(shù)據(jù)讀取接口(201)、嵌入式微處理器模塊(202)、操控與顯示模塊(203)及 電源(204)組成，其特征是，由嵌入式微處理器模塊(202)分別與數(shù)據(jù)讀取接口(201)、操控 與顯示模塊(203)及電源(204)相連，構(gòu)成存儲數(shù)據(jù)讀取、顯示及處理裝置，即移動式數(shù)據(jù) 讀取器。[0036]通過本實用新型一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)的技術(shù)方案實 施，采用創(chuàng)新光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)的構(gòu)造，充分發(fā)揮和利用系統(tǒng)的電路模塊中微處理器 或嵌入式微計算機系統(tǒng)的處理能力，增加很少成本的非易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)、存儲數(shù)據(jù)讀 取接口(7a)及存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置(20)構(gòu)成系統(tǒng)數(shù)據(jù)黑匣及讀取裝置，保存系統(tǒng)運行 的相關(guān)數(shù)據(jù)，并可通過連接存儲數(shù)據(jù)讀取接口(7a)的存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置(20)，再現(xiàn)保 存的歷史數(shù)據(jù)記錄的系統(tǒng)健康履歷，供檢修維護工程師在維修維護時參考，并可以此指導 系統(tǒng)集成的優(yōu)化與變更和指導用戶更有效更合理地使用系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠運行在健康、高 效、可靠的工作方式下，提高系統(tǒng)壽命和經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求1.一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電組件(la)、風力發(fā)電機(lb)、直流輸入監(jiān)測及保護模塊(2a)、蓄電池監(jiān)測及保護模塊(2b)、交流監(jiān)測及保護模塊(2c)、直流供電監(jiān)測及保護模塊(2d)、DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制器(3)、直流調(diào)配模塊(4)、防逆流電路(4a)、充電模塊(5)、系統(tǒng)控制器(6)、非易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)、存儲模塊數(shù)據(jù)讀取接口(7a)、蓄電充放電調(diào)控電路(8)、逆變器模塊(9)、溫度傳感采集器及系統(tǒng)操控面板(10)、蓄電池組(11)、系統(tǒng)電源(12)、系統(tǒng)總線(13)、光伏供電母線(14)、蓄電供電母線(15)、門限電路(15a)、充電電力母線(16)以及存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置(20)組成，其特征是光伏發(fā)電組件(Ia)及風力發(fā)電機(Ib)通過直流輸入監(jiān)測及保護模塊(2a)連接DC/DC 電力轉(zhuǎn)換控制器(3)并接至直流調(diào)配模塊(4)，經(jīng)過直流調(diào)配模塊(4)、光伏供電母線(14) 及防逆流電路(4a)連接逆變器模塊(9)，由逆變器模塊(9)通過交流監(jiān)測及保護模塊(2c) 接交流輸出端口(17)；光伏發(fā)電組件(Ia)及風力發(fā)電機(Ib)通過直流輸入監(jiān)測及保護模塊(2a)連接DC/DC 電力轉(zhuǎn)換控制器(3)并經(jīng)過直流調(diào)配模塊(4)、充電電力母線(16)接充電模塊(5)及通過蓄電池監(jiān)測及保護模塊(2b)連接蓄電池組(11)；蓄電池組(11)通過蓄電充放電調(diào)控電路(8)及直流供電監(jiān)測及保護模塊(2d)接蓄電供電母線(15)至直流輸出端口(18)；蓄電池組(11)通過蓄電充放電調(diào)控電路(8)及直流供電監(jiān)測及保護模塊(2d)接蓄電供電母線(15)及門限電路(15a)連接逆變器模塊(9)，由逆變器模塊(9)通過交流監(jiān)測及保護模塊(2c)接交流輸出端口(17)；系統(tǒng)控制器(6)分別與溫度傳感采集器及系統(tǒng)操控面板(10)、系統(tǒng)電源(12)、非易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)相連，并經(jīng)由非易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)接存儲模塊數(shù)據(jù)讀取接口(7a)； 系統(tǒng)控制器(6)通過系統(tǒng)總線(13)與直流輸入監(jiān)測及保護模塊(2a)、蓄電池監(jiān)測及保護模塊(2b)、交流監(jiān)測及保護模塊(2c)、直流供電監(jiān)測及保護模塊(2d)、DC/DC電力轉(zhuǎn)換控制器(3)、直流調(diào)配模塊(4)、充電模塊(5)及蓄電充放電調(diào)控電路⑶相連；系統(tǒng)控制器(6)連接非易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)至非易失數(shù)據(jù)存儲模塊(7)，并且經(jīng)存儲模塊數(shù)據(jù)讀取接口(7a)連接存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)，所述存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置(20)，包括數(shù)據(jù)讀取接口(201)、嵌入式微處理器模塊(202)、操控與顯示模塊(203)及電源(204)組成，其特征是，由嵌入式微處理器模塊(202)分別與數(shù)據(jù)讀取接口 (201)、操控與顯示模塊(203)及電源(204)相連。
專利摘要本實用新型屬于光電、風電發(fā)電供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有數(shù)據(jù)黑匣功能的光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)。通過本實用新型的技術(shù)方案實施，用創(chuàng)新光電、風電發(fā)電供電系統(tǒng)的構(gòu)造，充分發(fā)揮和利用系統(tǒng)的電路模塊中微處理器或嵌入式微計算機系統(tǒng)的處理能力，增加很少成本的非易失數(shù)據(jù)存儲模塊、存儲數(shù)據(jù)讀取接口及存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置構(gòu)成系統(tǒng)數(shù)據(jù)黑匣及讀取裝置，保存系統(tǒng)運行的相關(guān)數(shù)據(jù)，并可通過連接存儲數(shù)據(jù)讀取接口的存儲數(shù)據(jù)讀取顯示裝置，再現(xiàn)保存的歷史數(shù)據(jù)記錄的系統(tǒng)健康履歷，供檢修維護工程師在維修維護時參考，并可以此指導系統(tǒng)集成的優(yōu)化與變更和指導用戶更有效更合理地使用系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠運行在健康、高效、可靠的工作方式下，提高系統(tǒng)壽命和經(jīng)濟效益。
文檔編號H02J3/38GK202840537SQ20122046818
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者王鎮(zhèn)道, 周錫衛(wèi) 申請人:周錫衛(wèi)