智能小区风光互补配电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能小区风光互补配电系统。本实用新型提供一种供电持续稳定、节能性好且可延长蓄电池使用寿命的智能小区风光互补配电系统。本实用新型包括光伏组件、光伏控制器、发电风机、风机发电控制器、蓄电池组和逆变器，其结构要点蓄电池组的充电端口分别与光伏控制器电能输出端口、风机发电控制器电能输出端口相连，光伏控制器输入端口与光伏组件输出端口相连，风机发电控制器输入端口与发电风机电能输出端口相连，蓄电池组电能输出端口分别与逆变器输入端口、直流负载相连，逆变器输出端口与交流负载相连。
【专利说明】智能小区风光互补配电系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于配电系统，尤其涉及一种智能小区风光互补配电系统。
【背景技术】
[0002]风能和太阳能作为可再生、清洁的新能源，正越来越受到人们的重视。若能将太阳能与风能的进行互补配电，可进一步节约能源，供电持续稳定。
[0003]另外，现有充放电控制设备也有待进一步改进。如光伏充放电控制器是太阳能发电系统的重要组成部分，也是太阳能LED照明的重要组成部分。但现有光伏充放电控制器存在过充电和过放电控制不当的问题，造成蓄电池寿命缩短。
【发明内容】
[0004]本实用新型就是针对上述问题，提供一种供电持续稳定、节能性好且可延长蓄电池使用寿命的智能小区风光互补配电系统。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括光伏组件、光伏控制器、发电风机、风机发电控制器、蓄电池组和逆变器，其结构要点蓄电池组的充电端口分别与光伏控制器电能输出端口、风机发电控制器电能输出端口相连，光伏控制器输入端口与光伏组件输出端口相连，风机发电控制器输入端口与发电风机电能输出端口相连，蓄电池组电能输出端口分别与逆变器输入端口、直流负载相连，逆变器输出端口与交流负载相连。
[0006]所述光伏控制器包括光伏组件电压检测模块、PWM调制DC/DC电路、蓄电池组温度检测模块、蓄电池组电压检测模块、无线通讯模块、单片机和脉冲驱动电路，单片机端口分别与光伏组件电压检测模块输出端口、蓄电池组温度检测模块输出端口、蓄电池组电压检测模块输出端口、无线通讯模块端口、脉冲驱动电路输入端口相连，脉冲驱动电路输出端口与PWM调制DC/DC电路控制端口相连，PWM调制DC/DC电路输出端口与蓄电池组的充电端口相连，PWM调制DC/DC电路输入端口与所述光伏组件输出端口相连。
[0007]作为一种优选方案，本实用新型所述风机发电控制器包括DSP、风机转速检测模块、整流滤波电路、电压检测模块、D⑶C脉冲调制升压模块、充电电流检测模块、蓄电池组电压取样模块、RS485通讯电路和触摸屏，其结构要点DSP分别与风机转速检测模块输出端口、电压检测模块输出端口、DCDC脉冲调制升压模块控制端口、充电电流检测模块输出端口、蓄电池组电压取样模块输出端口、RS485通讯电路端口、触摸屏端口、整流滤波电路通断控制端口相连，整流滤波电路输出端口分别与DCDC脉冲调制升压模块输入端口、电压检测模块输入端口、蓄电池组的充电端口相连，DCDC脉冲调制升压模块输出端口与蓄电池组的充电端口相连。
[0008]作为另一种优选方案，本实用新型所述DSP采用TMS320F28035芯片。
[0009]另外,本实用新型所述单片机采用Atmega48单片机。
[0010]本实用新型有益效果。
[0011]本实用新型弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷，发电量较高，系统造价较低，运行维护成本低。
[0012]另外，本实用新型光伏控制器采用PWM调制DC/DC电路为蓄电池组充电，采用了脉冲控制充电方式，提高了蓄电池的充电电流接受率，延长蓄电池使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0014]图1是本实用新型电路原理框图。
[0015]图2是本实用新型光伏控制器电路原理框图。
[0016]图3是本实用新型风机发电控制器电路原理框图。
【具体实施方式】
[0017]如图所示，本实用新型包括光伏组件、光伏控制器、发电风机、风机发电控制器、蓄电池组和逆变器，其结构要点蓄电池组的充电端口分别与光伏控制器电能输出端口、风机发电控制器电能输出端口相连，光伏控制器输入端口与光伏组件输出端口相连，风机发电控制器输入端口与发电风机电能输出端口相连，蓄电池组电能输出端口分别与逆变器输入端口、直流负载相连，逆变器输出端口与交流负载相连。
[0018]所述光伏控制器包括光伏组件电压检测模块、PWM调制DC/DC电路、蓄电池组温度检测模块、蓄电池组电压检测模块、无线通讯模块、单片机和脉冲驱动电路，单片机端口分别与光伏组件电压检测模块输出端口、蓄电池组温度检测模块输出端口、蓄电池组电压检测模块输出端口、无线通讯模块端口、脉冲驱动电路输入端口相连，脉冲驱动电路输出端口与PWM调制DC/DC电路控制端口相连，PWM调制DC/DC电路输出端口与蓄电池组的充电端口相连，PWM调制DC/DC电路输入端口与所述光伏组件输出端口相连。
[0019]单片机通过光伏组件电压检测模块采集光伏组件开路电压大小，通过蓄电池组电压检测模块采集蓄电池组开路电压大小，并结合蓄电池组温度检测模块采集的温度参数，判断光照强度和蓄电池组容量。当蓄电池组电压在正常范围时，单片机输出PWM脉冲控制充电电流的脉冲宽度，保持充电电压恒定；并通过无线通讯模块将检测到的各项数据传输给管控中心，接收管控中心的控制信号。
[0020]所述风机发电控制器包括DSP、风机转速检测模块、整流滤波电路、电压检测模块、DCDC脉冲调制升压模块、充电电流检测模块、蓄电池组电压取样模块、RS485通讯电路和触摸屏，其结构要点DSP分别与风机转速检测模块输出端口、电压检测模块输出端口、DCDC脉冲调制升压模块控制端口、充电电流检测模块输出端口、蓄电池组电压取样模块输出端口、RS485通讯电路端口、触摸屏端口、整流滤波电路通断控制端口相连，整流滤波电路输出端口分别与D⑶C脉冲调制升压模块输入端口、电压检测模块输入端口、蓄电池组的充电端口相连，DCDC脉冲调制升压模块输出端口与蓄电池组的充电端口相连。
[0021]所述电压检测模块检测整流滤波电路输出端电压的高低，DSP对其进行判断；如果低于蓄电池组的电压，DSP启动DCDC脉冲调制升压模块，将该直流电压升压后再对蓄电池组进行充电；如果整流后的直流电压高于蓄电池组的电压，DSP则将DCDC脉冲调制升压模块关闭，直接将整流滤波电路整流后的电压对蓄电池组进行充电。这样，由于设置DCDC脉冲调制升压模块，即使在微风时也能充电，提高了风能的利用率，可使风力充电系统在不改变系统配置的情况下，也能达到较高的系统容量。
[0022]另外，通过RS485通讯电路可将风机转速检测模块、电压检测模块、充电电流检测模块、蓄电池组电压取样模块测得的数据及控制状态及时传输给监控中心，并可通过触摸屏进行状态显示及操作指令的输入。
[0023]所述DSP采用TMS320F28035芯片。TMS320F28035芯片易于维护、可升级软件、控制精度高、实时性好、系统可靠性高。
[0024]所述单片机采用Atmega48单片机。
[0025]本实用新型充电方式可选择发电风机独自向蓄电池组充电；光伏组件独自向蓄电池组充电；风力发电机组和太阳能光伏系统联合向负载供电。当选择发电风机独自向蓄电池组充电时，光伏控制器单片机不输出PWM信号给脉冲驱动电路，PWM调制DC/DC电路不工作。
[0026]当选择光伏组件独自向蓄电池组充电时，DSP通过整流滤波电路通断控制端口发出断开整流滤波电路信号，使整流滤波电路不输出电能。如可通过继电器控制整流滤波电路主回路的通断。
[0027]可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.智能小区风光互补配电系统，包括光伏组件、光伏控制器、发电风机、风机发电控制器、蓄电池组和逆变器，其特征在于蓄电池组的充电端口分别与光伏控制器电能输出端口、风机发电控制器电能输出端口相连，光伏控制器输入端口与光伏组件输出端口相连，风机发电控制器输入端口与发电风机电能输出端口相连，蓄电池组电能输出端口分别与逆变器输入端口、直流负载相连，逆变器输出端口与交流负载相连； 所述光伏控制器包括光伏组件电压检测模块、PWM调制DC/DC电路、蓄电池组温度检测模块、蓄电池组电压检测模块、无线通讯模块、单片机和脉冲驱动电路，单片机端口分别与光伏组件电压检测模块输出端口、蓄电池组温度检测模块输出端口、蓄电池组电压检测模块输出端口、无线通讯模块端口、脉冲驱动电路输入端口相连，脉冲驱动电路输出端口与PWM调制DC/DC电路控制端口相连，PWM调制DC/DC电路输出端口与蓄电池组的充电端口相连，PWM调制DC/DC电路输入端口与所述光伏组件输出端口相连。
2.根据权利要求1所述智能小区风光互补配电系统，其特征在于所述风机发电控制器包括DSP、风机转速检测模块、整流滤波电路、电压检测模块、D⑶C脉冲调制升压模块、充电电流检测模块、蓄电池组电压取样模块、RS485通讯电路和触摸屏，其结构要点DSP分别与风机转速检测模块输出端口、电压检测模块输出端口、DCDC脉冲调制升压模块控制端口、充电电流检测模块输出端口、蓄电池组电压取样模块输出端口、RS485通讯电路端口、触摸屏端口、整流滤波电路通断控制端口相连，整流滤波电路输出端口分别与D⑶C脉冲调制升压模块输入端口、电压检测模块输入端口、蓄电池组的充电端口相连，D⑶C脉冲调制升压模块输出端口与蓄电池组的充电端口相连。
3.根据权利要求2所述智能小区风光互补配电系统，其特征在于所述DSP采用TMS320F28035 芯片。
4.根据权利要求1所述智能小区风光互补配电系统，其特征在于所述单片机采用Atme ga48单片机。
【文档编号】H02J3/38GK204230930SQ201420659154
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】刘兴宇, 范继臣, 胡博, 宫庆申, 高白羽, 王彤, 刘屹滨 申请人:国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司