一种风电式雷电预警装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种风电式雷电预警装置。所述风电式雷电预警装置包括风能采集模块、储能供电模块、雷电预警控制模块和大气电场采集模块。本实用新型可以充分利用大自然界的风能，通过风能采集模块将风能转化成电能，利用储能供电模块进行储能，同时储能供电模块还可以为雷电预警控制模块和大气电场采集模块提供全天候不间断供电。此外，风能储能模块还可以监测雷电预警装置所处位置的风速和风向信息，并将采集到的风速和风向信息传递给雷电预警控制模块；雷电预警控制模块将当前的风速和风向信息参与雷电预警核心运算，参与评价雷云的运动方向。本实用新型可以有效保证野外环境中雷电预警装置的稳定工作，为雷电预警信息的真实准确提供了保障。
【专利说明】
一种风电式雷电预警装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种雷电预警装置，具体涉及一种风电式雷电预警装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中雷电预警装置的供电方式多采用市电转直流电的方法。由于雷电预警装置有时需要安装在野外，安装环境比较恶劣，存在电缆线铺设难度大、成本高等问题。因此，如何为雷电预警装置不间断供电就成为一个研究的新课题。虽然在野外环境中可以利用太阳能为雷电预警装置进行供电，然而，太阳能供电方式明显受限于天气影响，而且在一些地区雨季时间比较长，太阳能供电方式显然不能为雷电预警装置提供不间断的供电。相比于太阳能供电方式，利用风能对雷电预警装置进行不间断供电更加符合实际。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提出一种风电式雷电预警装置，以解决目前野外荒芜地区雷电预警装置的不间断供电问题。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种风电式雷电预警装置，包括雷电预警控制模块和大气电场采集模块;所述雷电预警装置还包括用于采集风能并将采集到的风能转化为电能的风能采集模块、以及用于接收从风能采集模块输入的电流并将该电流处理和变换后进行储能的储能供电模块;风能采集模块、储能供电模块、雷电预警控制模块及大气电场采集模块依次连接。
[0006]优选地，所述风能采集模块与雷电预警控制模块之间还设有用于将风能采集模块采集到的风速和风向信息上传给雷电预警控制模块的信号连接线。
[0007]优选地，所述风能采集模块包括旋转叶片、风力发电机以及用于实现旋转叶片水平360度转向的方向机。
[0008]优选地，所述旋转叶片是由碳纤维复合材料制成的。
[0009]优选地，储能供电模块包括P丽调制整流电路、控制单元MCU、充电电路、稳压防反充电路、铅蓄电池及铅蓄电池电量判断电路;PWM调制整流电路与充电电路连接，充电电路与铅蓄电池连接，铅蓄电池与铅蓄电池电量判断电路连接，稳压防反充电路与充电电路连接。
[0010]优选地，储能供电模块还包括用于实时监测蓄电池电量百分比的铅蓄电池电量监测电路。
[0011]优选地，所述风能采集模块与所述储能供电模块采用带保护套的6mm2三芯全铜电缆相连;所述储能供电模块与所述雷电预警控制模块采用带保护套的6mm2三芯全铜电缆相连;所述雷电预警控制模块与所述大气电场采集模块采用带保护套的4mm2的全铜电缆相连。
[0012]本实用新型具有如下优点:
[0013]本实用新型中的雷电预警装置，其包括风能采集模块、储能供电模块、雷电预警控制模块和大气电场采集模块。本实用新型可以充分利用大自然界的风能，通过风能采集模块将风能转化成电能，利用储能供电模块进行储能，同时储能供电模块还可以为雷电预警控制模块和大气电场采集模块提供全天候不间断供电。此外，风能储能模块还可以监测雷电预警装置所处位置的风速和风向信息，并将采集到的风速和风向信息传递给雷电预警控制模块;雷电预警控制模块将当前的风速和风向信息参与雷电预警核心运算，参与评价雷云的运动方向。本实用新型可以有效的保证野外环境中雷电预警装置的稳定工作，为雷电预警信息的真实准确提供了保障。本实用新型中的雷电预警装置结构简单可靠，节能且易于实现。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型中一种风电式雷电预警装置的结构示意图；
[0015]其中，1-风能采集模块，2-储能供电模块，3-雷电预警控制模块，4-大气电场采集模块。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图以及【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
[0017]结合图1所示，一种风电式雷电预警装置，包括风能采集模块1、储能供电模块2、雷电预警控制模块3和大气电场采集模块4;其中，风能采集模块1、储能供电模块2、雷电预警控制模块3及大气电场采集模块4依次连接。
[0018]优选地，风能采集模块I与储能供电模块2采用带保护套的6mm2三芯全铜电缆相连;储能供电模块2与雷电预警控制模块3采用带保护套的6mm2三芯全铜电缆相连;雷电预警控制模块3与大气电场采集模块4采用带保护套的4mm2的全铜电缆相连。
[0019]在有风的环境中，风能采集模块I将采集到的风能转化为电能，储能供电模块2接收从风能采集模块I输入的电流，并将该电流进行处理和变换，将经过处理的电流进行储能；同时为雷电预警控制模块3和大气电场采集模块4供电。
[0020]此外，在风能采集模块I与雷电预警控制模块3之间还设有信号连接线。风能采集模块I可以实时采集风速和风向信息，并将采集到的风速和风向信息经过信号连接线上传给雷电预警控制模块3;雷电预警控制模块3将当前的风速风向信息参与雷电预警核心运算，参与评价雷云的运动方向，为雷电预警时间提供更加准确的预报。
[0021]具体的，风能采集模块I包括旋转叶片、风力发电机以及方向机。
[0022]其中，旋转叶片是由碳纤维复合材料制成的，其刚度好、重量轻、抗疲劳特性好、使用寿命长并可适应恶劣气候，同时使风机的输出功率更平滑，有效的提高风能利用效率。
[0023]方向机用于实现旋转叶片I的水平360度转向，使得风能采集模块I具有随风向自调整功能，最大程度的利用大自然界的风能。
[0024]储能供电模块2包括PWM调制整流电路、控制单元M⑶、充电电路、稳压防反充电路、铅蓄电池以及铅蓄电池电量判断电路。其中，P WM调制整流电路与充电电路连接，充电电路与铅蓄电池连接，铅蓄电池与铅蓄电池电量判断电路连接，稳压防反充电路与充电电路连接。
[0025]P丽调制整流电路用于将由风能采集模块输入的电流进行脉宽调制和PWM处理整流变换;控制单元MCU用于根据铅蓄电池的电量状态控制充电电路是否向所述铅蓄电池供电;稳压防反充电路用于防止充电电路对铅蓄电池反向充电。
[0026]此外，储能供电模块2还包括用于实时监测蓄电池电量百分比的铅蓄电池电量监测电路，铅蓄电池电量监测电路将监测到的铅蓄电池电量信息传递给雷电预警控制模块3，以便于后台系统监测雷电预警装置的供电状况。
[0027]下面具体说明本实用新型中雷电预警装置的供电过程:
[0028](I)铅蓄电池电量判断电路检测铅蓄电池的电量状态，即满电和亏电状态；
[0029 ] (2)铅蓄电池电量判断电路将检测到的铅蓄电池电量状态发送给控制单元MCU;
[0030](3)当控制单元MCU检测到铅蓄电池处于亏电状态时，执行步骤(4);当控制单元MCU检测到铅蓄电池处于满电状态时，执行步骤(5);
[0031](4) P丽调制整流电路将由风能采集模块I输入的电流进行脉宽调制和PWM处理整流变换，控制单元MCU发出充电信号，控制充电电路导通，并对铅蓄电池进行充电，当铅蓄电池充满电后，控制单元MCU发出关断信号，控制充电电路断开；
[0032]在充电过程中，稳压防反充电路对充电电流的大小和方向进行保护；
[0033 ] (5)控制单元M⑶控制充电电路断开。
[0034]在步骤(4)中，储能供电模块2对来自风能采集模块I的三相交流电进行整流滤波处理，通过实时监测铅蓄电池和风力发电机输出的电压比对，对充电电流进行HVM调制，该充电方式具有充电效率高、析氢量低、延长铅蓄电池的使用寿命的特点。
[0035]当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
【主权项】
1.一种风电式雷电预警装置，包括雷电预警控制模块和大气电场采集模块;其特征在于，所述雷电预警装置还包括用于采集风能并将采集到的风能转化为电能的风能采集模块、以及用于接收从风能采集模块输入的电流并将该电流处理和变换后进行储能的储能供电模块;风能采集模块、储能供电模块、雷电预警控制模块及大气电场采集模块依次连接。2.根据权利要求1所述的一种风电式雷电预警装置，其特征在于，所述风能采集模块与雷电预警控制模块之间还设有用于将风能采集模块采集到的风速和风向信息上传给雷电预警控制模块的信号连接线。3.根据权利要求1所述的一种风电式雷电预警装置，其特征在于，所述风能采集模块包括旋转叶片、风力发电机以及用于实现旋转叶片水平360度转向的方向机。4.根据权利要求3所述的一种风电式雷电预警装置，其特征在于，所述旋转叶片是由碳纤维复合材料制成的。5.根据权利要求1所述的一种风电式雷电预警装置，其特征在于，所述储能供电模块包括P丽调制整流电路、控制单元MCU、充电电路、稳压防反充电路、铅蓄电池以及铅蓄电池电量判断电路;PWM调制整流电路与充电电路连接，充电电路与铅蓄电池连接，铅蓄电池与铅蓄电池电量判断电路连接，稳压防反充电路与充电电路连接。6.根据权利要求5所述的一种风电式雷电预警装置，其特征在于，所述储能供电模块还包括用于实时监测蓄电池电量百分比的铅蓄电池电量监测电路。7.根据权利要求1所述的一种风电式雷电预警装置，其特征在于，所述风能采集模块与所述储能供电模块采用带保护套的6mm2三芯全铜电缆相连;所述储能供电模块与所述雷电预警控制模块采用带保护套的6mm2三芯全铜电缆相连;所述雷电预警控制模块与所述大气电场采集模块采用带保护套的4mm2的全铜电缆相连。
【文档编号】G01W1/10GK205445898SQ201521112318
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】高剑, 毕晓蕾, 刘璇, 高鑫, 刘娟, 刘宝全, 刘全桢
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院