風(fēng)能與太陽能互補發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種風(fēng)能與太陽能互補發(fā)電系統(tǒng)，屬于發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，環(huán)境保護顯得尤為重要，很多環(huán)保能源被開發(fā)，因此，在電力方面，風(fēng)能也得到了廣泛的應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械功，機械功帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終輸出交流電的電力設(shè)備。盡管風(fēng)力發(fā)電機多種多樣，但歸納起來可分為兩類:①水平軸風(fēng)力發(fā)電機，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行；②垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流的方向。
[0003]現(xiàn)有的風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，由于風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的交流電一般都是先通過整流濾波處理，處理完畢后要么通過逆變器轉(zhuǎn)換成交流輸送到電網(wǎng)，或者為交流負載供電，要么就是為蓄電池供電，但是由于風(fēng)速的不穩(wěn)定，因此通過整流濾波處理后的直流電壓也是波動的，在給蓄電池組充電的過程中充電電壓波動，會大大降低蓄電池的使用壽命。
[0004]在光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際使用過程中，由于外界太陽能光照強度有的時候強度大而有的時候光照強度較弱，因此，太陽能電池板多數(shù)情況下輸出的電壓是波動的。如果太陽能電池板所輸出的充電電壓波動，則難以滿足蓄電池組的正常充電，進而影響蓄電池對負載的正常供電，致使負載無法正常工作。于是，專利名稱為:光伏發(fā)電控制電路，專利號為:201420262205.2的實用新型專利提出了一種解決方案，可以實現(xiàn)不論光照強度強或者弱都能高效率的為蓄電池充電。但是該專利，還有一個缺陷就是即使一些蓄電池電量充滿了，有時候在為負載供電仍然會處于不間斷充電的狀態(tài)，這種情況往往會降低蓄電池的使用壽命。針對電量充滿的蓄電池，如果又處于為負載供電的情況下，最好處于完全斷開的狀態(tài)是能延長蓄電池的使用壽命的。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:第一，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸出的交流電通過整流濾波單元后直接為蓄電池組充電，由于風(fēng)速的不穩(wěn)定導(dǎo)致為蓄電池組充電的電壓也不穩(wěn)定，這樣會大大降低蓄電池的使用壽命。第二，現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)由于光照強度的變化，輸出的直流電壓也是波動，在給蓄電池充電的過程中充電效率低。
[0006]為了解決以上技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:風(fēng)能與太陽能互補發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板、整流濾波單元、濾波單元、逆變器單元、交流負載、控制器單元、m*n個蓄電池、3*m*n+5個開關(guān)；
[0007]風(fēng)力發(fā)電機的輸出端連接整流濾波單元的輸入端，整流濾波單元的輸出端連接逆變器單元的輸入端，逆變器單元的輸出端連接交流負載和電網(wǎng)；
[0008]太陽能電池板的輸出端連接濾波單元的輸入端，濾波單元的輸出端也連接逆變器單元的輸入端；
[0009]m個蓄電池支路并聯(lián)后的兩端命名為蓄電池組正極和蓄電池組負極，每個蓄電池支路串聯(lián)η個蓄電池；
[0010]每個蓄電池的兩端均分別串聯(lián)一個開關(guān)，即是每相鄰的兩個蓄電池之間串聯(lián)了兩個開關(guān)；
[0011]蓄電池兩端串聯(lián)的兩個開關(guān)與該蓄電池非連接的兩端部并聯(lián)一個開關(guān)；
[0012]整流濾波單元的正極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組正極，整流濾波單元的負極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組負極；
[0013]濾波單元的正極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組正極，濾波單元的負極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組負極；
[0014]整流濾波單元的負極通過開關(guān)連接濾波單元的正極；
[0015]控制器單元控制每一個開關(guān)的斷開與閉合。
[0016]進一步，所述的控制器單元采用MSP430單片機。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本實用新型的有益效果:本實用新型能夠做到不論是風(fēng)速較大時，還是風(fēng)速較小時都能夠很好地為蓄電池充電，在對蓄電池組進行充電時，根據(jù)充電電壓值的不同調(diào)整蓄電池組中串聯(lián)的蓄電池數(shù)量，使得串聯(lián)的蓄電池構(gòu)成的并聯(lián)支路所需的充電電壓與實際輸出的充電電壓相匹配，即使在風(fēng)速較低時輸出的充電電壓變小時也可以保證蓄電池組中的各蓄電池能夠正常充電，提高了充電效率和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的使用效率。本實用新型能夠做到不論是太陽光較強時，還是太陽光較弱時都能夠很好為蓄電池充電，在太陽能電池板對蓄電池組進行充電時，根據(jù)太陽能電池板所輸出的充電電壓值的不同調(diào)整蓄電池組中串聯(lián)的蓄電池數(shù)量，使得串聯(lián)的蓄電池構(gòu)成的并聯(lián)支路所需的充電電壓與太陽能電池板輸出的充電電壓相匹配，即使在太陽能電池板輸出的充電電壓變?nèi)鯐r也可以保證蓄電池組中的各蓄電池能夠正常充電，提高了充電效率和光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用效率。一些蓄電池電量充滿了，在為負載供電時可以自動斷開不再處于不間斷充電的狀態(tài)，可以大大提高蓄電池的使用壽命。當風(fēng)速極低和太陽光非常弱的情況下可以采用輸出的電壓串聯(lián)來為蓄電池組充電。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型原理方框示意圖。
[0019]圖2是本實用新型的整流濾波單元和濾波單元的輸出端與蓄電池組之間的連接示意圖。
[0020]圖3是每個支路的蓄電池的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0022]實施例:風(fēng)能與太陽能互補發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板、整流濾波單元、濾波單元、逆變器單元、交流負載、控制器單元、30個蓄電池、95個開關(guān)；
[0023]風(fēng)力發(fā)電機的輸出端連接整流濾波單元的輸入端，整流濾波單元的輸出端連接逆變器單元的輸入端，逆變器單元的輸出端連接交流負載和電網(wǎng)；
[0024]太陽能電池板的輸出端連接濾波單元的輸入端，濾波單元的輸出端也連接逆變器單元的輸入端；5個蓄電池支路并聯(lián)后的兩端命名為蓄電池組正極和蓄電池組負極，每個蓄電池支路串聯(lián)6個蓄電池；每個蓄電池的兩端均分別串聯(lián)一個開關(guān)，即是每相鄰的兩個蓄電池之間串聯(lián)了兩個開關(guān)；蓄電池兩端串聯(lián)的兩個開關(guān)與該蓄電池非連接的兩端部并聯(lián)一個開關(guān)；整流濾波單元的正極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組正極，整流濾波單元的負極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組負極；
[0025]濾波單元的正極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組正極，濾波單元的負極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組負極；整流濾波單元的負極通過開關(guān)連接濾波單元的正極；控制器單元控制每一個開關(guān)的斷開與閉合。
[0026]所述的控制器單元采用MSP430單片機。其中，開關(guān)采用繼電器實現(xiàn)。
[0027]其中，控制器單元采用MSP430單片機。MSP430系列單片機是一個16位的單片機，采用了精簡指令集結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式、簡潔的27條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令，這些特點保證了可編制出高效率的源程序。MSP430單片機之所以有超低的功耗，是因為其在降低芯片的電源電壓和靈活而可控的運行時鐘方面都有其獨到之處。首先，MSP430系列單片機的電源電壓采用的是1.8-3.6V電壓。因而可使其在1MHz的時鐘條件下運行時，芯片的電流最低會在165 μ A左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1 μΑ。其次，獨特的時鐘系統(tǒng)設(shè)計。在MSP430系列中有兩個不同的時鐘系統(tǒng):基本時鐘系統(tǒng)、鎖頻環(huán)(FLL和FLL+)時鐘系統(tǒng)和DC0數(shù)字振蕩器時鐘系統(tǒng)?？梢灾皇褂靡粋€晶體振蕩器，也可以使用兩個晶體振蕩器。由系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)產(chǎn)生CPU和各功能所需的時鐘。并且這些時鐘可以在指令的控制下，打開和關(guān)閉，從而實現(xiàn)對總體功耗的控制。
[0028]本實用新型的工作原理:本實用新型能夠做到不論是風(fēng)速較大時，還是風(fēng)速較小時都能夠很好地為蓄電池充電，在對蓄電池組進行充電時，根據(jù)充電電壓值的不同調(diào)整蓄電池組中串聯(lián)的蓄電池數(shù)量，使得串聯(lián)的蓄電池構(gòu)成的并聯(lián)支路所需的充電電壓與實際輸出的充電電壓相匹配，即使在風(fēng)速較低時輸出的充電電壓變小時也可以保證蓄電池組中的各蓄電池能夠正常充電，提高了充電效率和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的使用效率。
【主權(quán)項】
1.風(fēng)能與太陽能互補發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板、整流濾波單元、濾波單元、逆變器單元、交流負載、控制器單元、m*n個蓄電池、3*m*n+5個開關(guān)； 風(fēng)力發(fā)電機的輸出端連接整流濾波單元的輸入端，整流濾波單元的輸出端連接逆變器單元的輸入端，逆變器單元的輸出端連接交流負載和電網(wǎng)； 太陽能電池板的輸出端連接濾波單元的輸入端，濾波單元的輸出端也連接逆變器單元的輸入端； m個蓄電池支路并聯(lián)后的兩端命名為蓄電池組正極和蓄電池組負極，每個蓄電池支路串聯(lián)η個蓄電池； 每個蓄電池的兩端均分別串聯(lián)一個開關(guān)，即是每相鄰的兩個蓄電池之間串聯(lián)了兩個開關(guān); 蓄電池兩端串聯(lián)的兩個開關(guān)與該蓄電池非連接的兩端部并聯(lián)一個開關(guān)； 整流濾波單元的正極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組正極，整流濾波單元的負極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組負極； 濾波單元的正極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組正極，濾波單元的負極輸出端通過開關(guān)連接蓄電池組負極； 整流濾波單元的負極通過開關(guān)連接濾波單元的正極； 控制器單元控制每一個開關(guān)的斷開與閉合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能與太陽能互補發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器單元采用MSP430單片機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種風(fēng)能與太陽能互補發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板、整流濾波單元、濾波單元、逆變器單元、交流負載、控制器單元、m*n個蓄電池、3*m*n+5個開關(guān)；風(fēng)力發(fā)電機的輸出端連接整流濾波單元的輸入端，整流濾波單元的輸出端連接逆變器單元的輸入端，逆變器單元的輸出端連接交流負載和電網(wǎng)；太陽能電池板的輸出端連接濾波單元的輸入端，濾波單元的輸出端也連接逆變器單元的輸入端；本實用新型即使在風(fēng)速較低時或者太陽光照強度較弱時輸出的充電電壓也可以保證蓄電池組能夠正常充電，提高了充電效率和太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的使用效率。
【IPC分類】H02J7/00, H02J7/14, H02J7/35, H02S10/12
【公開號】CN205039611
【申請?zhí)枴緾N201520697285
【發(fā)明人】王力
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司泰州供電公司, 江蘇省電力公司興化市供電公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年9月10日