一种风光互补发电系统测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种风光互补发电系统测试装置，属于风光互补发电【技术领域】。该装置包括控制柜、蓄电池组、太阳能电池板、直流负载路灯、双MCU风光互补控制器、三相交流电动机、三相交流发电机和机架平台，控制柜上设有显示器和交-直-交变频器；所述双MCU风光互补控制器分别由两个MCU协同工作来进行电能输入与处理控制和电能输出控制，大大降低了产品制造成本；该测试装置可提供风光互补发电系统各种环境条件的全覆盖测试和实时数据采集与处理；该测试方法能测试和统计双MCU风光互补控制器运行参数及发电系统运行参数。
【专利说明】—种风光互补发电系统测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风光互补发电系统测试装置，属于风光互补发电【技术领域】。【背景技术】
[0002]在能源问题日益凸显的今天，新能源的开发和利用得到各国政府和企业越来越多的关注和青睐，而其中，风光互补发电系统因其无污染、可再生、储量丰富并且具有很强的互补发电性等优势而被广为开发利用。
[0003]现有风光互补发电控制器均采用单一 MCU，为实现较好的性能要求，则存在控制器产品制造成本较高、控制算法编制相对复杂及产品使用维护较困难等问题。
[0004]目前，风光互补发电控制器在设计完成、制作样品至投产之前，一般都是通过人工抽样完成简单测试。由于环境及操作的模拟条件有限，因而造成效率低，数据覆盖面窄，测试数据结果很难作为产品生产的最终指导依据，给批量投产带来风险。
[0005]针对相关技术中采用双MCU的风光互补发电控制器来降低产品制造成本，以及风光互补发电系统测试效率低、数据覆盖面窄等问题，目前尚未有人提出解决方案。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风光互补发电系统测试装置，该装置包括控制柜1、蓄电池组13、太阳能电池板14、直流负载路灯15、双MCU风光互补控制器16、三相交流电动机17、三相交流发电机19和机架平台20，控制柜I上设有显示器5和交-直-交变频器10，控制柜I的串口和双MCU风光互补控制器16连接，双MCU风光互补控制器16分别和蓄电池组13、太阳能电池板14、直流负载路灯15、三相交流发电机19连接，三相交流发电机19和三相交流电动机17通过机械传动装置18连接并被固定在机架平台20上。
[0007]所述控制柜I上设有控制柜电源开关2、运行指示灯3、故障指示灯4、变频器模式设置键6、变频器运行键7、变频器变频调速开始运行键8、变频器变频调速停止运行键9、变频器10、变频器变频调速减速设置键11、变频器变频调速加速设置键12。
[0008]所述变频器10对三相交流电动机17进行调速控制并带动三相交流发电机19旋转构成风力发电模拟系统；太阳能电池板14通过人工改变光照条件以构成太阳能模拟发电系统。
[0009]本实用新型所述变频器10是交-直-交变频器。
[0010]本实用新型所述的风光互补控制器是由双MCU共同控制实现，具有最大功率点跟踪功能，带有手动/自动两种刹车模式，有多种工作模式可供用户选择，工作模式通过双位数码管显示，能对蓄电池的过充和过放进行保护，智能控制器印刷电路板内置于金属外壳内，按键和显示灯人机交互功能简单而不失方便。
[0011]所述的太阳能电池板14是多晶硅太阳能电池，额定功率为120W，最大功率点电压17.4V。[0012]所述的蓄电池13组采用铅酸蓄电池，本实用新型选取容量为IOOAh的阀控式密封胶体蓄电池作为系统的储能设备，具有容量大、价格低、自放电率低、结构紧凑、安全性高、寿命长等优点。
[0013]所述的直流负载路灯15选取额定功率为30W的白光LED灯作为系统的照明负载，保证极端天气出现时，系统仍能够稳定工作数十小时。
[0014]本实用新型所述的风力发电模拟系统又包括三个组件:变频器10、三相交流电动机17、三相交流发电机19。
[0015]本实用新型所述的显示器5是一台计算机，双MCU风光互补控制器16通过RS232通信接口与计算机相连，可以实时显示三相交流发电机19的电压、蓄电池组电压、太阳能电池板电压和蓄电池充电状态。
[0016]本实用新型所述双MCU风光互补控制器16包括通信电路I 21、晶振电路I 22、看门狗电路I 23、ICSP程序下载电路I 24、智能升压电路25、太阳能电池电压信号采集电路26、风机整流后电压信号采集电路27、智能升压驱动电路28、风机整流电路29、刹车电路30、蜂鸣器指示/报警电路31、ICSP程序下载电路II 32、蓄电池电压信号采集电路33、通信电路II 34、看门狗电路II 35、晶振电路II 36、人机接口 37、两位数码管接口 38、数码管驱动电路39、键盘接口电路40、控制接口 41、LED指示电路42、两路负载接口电路43、升压/刹车接口 44、通信接口 45、电压数据采集端口 46、主控MCU芯片47、两路负载接口 48、从控MCU芯片49，通信电路I 21、晶振电路I 22、看门狗电路I 23、ICSP程序下载电路I 24和主控MCU芯片47连接；主控MCU芯片47的两个PWM波输出管脚升压/刹车接口 44分别与智能升压驱动电路28和刹车电路30相连；主控MCU芯片47的四个I/O 口电压数据采集端口 46分别与智能升压电路25、风机整流后电压信号采集电路27、太阳能电池电压信号采集电路
26、蓄电池电压信号采集电路33相连；主控MCU芯片47与通信接口 45连接，从控MCU芯片49与通信电路II 34连接，通信电路II 34与通信接口 45连接；蜂鸣器指示/报警电路31、ICSP程序下载电路II 32、蓄电池电压信号采集电路33、看门狗电路II 35、晶振电路II 36、两路负载接口 48分别与从控MCU芯片49相连；从控MCU芯片49的人机接口 37和控制接口 41连接，控制接口 41并分别与键盘接口电路40、LED指示电路42、两位数码管接口 38连接；两路负载接口 48与两路负载接口电路43相连，智能升压驱动电路28和智能升压电路25连接，风机整流电路29和智能升压电路25连接，智能升压电路25和电压信号采集电路27连接。
[0017]所述通信电路I 21通过芯片MAX232与主控MCU芯片47的管脚I和管脚44相连，晶振电路I 22通过0SC1_1和0SC2_1两个管脚与主控MCU芯片47直接相连；看门狗电路
I23通过标号为WD2和MCLR_1的两条线路与主控MCU芯片47相连。
[0018]所述主控MCU芯片47通过管脚24-27与通信接口 45连接，从控MCU芯片49通过管脚24-27与通信电路II 34连接，通信接口 45与通信电路II 34EPR0M 93LC66连接，实现两MCU间的通信。
[0019]所述蜂鸣器指示/报警电路31通过与从控MCU芯片49的8管脚RBO相连；蓄电池电压信号采集电路33与从控MCU芯片49的19管脚、主控MCU芯片47的22管脚连接；看门狗电路II 35通过WDl和MCLR两条线和从控MCU芯片49相连接；晶振电路II 36与从控MCU芯片49的OSCl和0SC2两管脚相连，从控MCU芯片49的35管脚和36管脚与两路负载接口 48相连，两路负载接口 48与两路负载接口电路43相连，数码管驱动电路39通过sell和sel2和两位数码管接口 38连接。
[0020]主控MCU芯片47 PIC16F877A与晶振电路I 22构成主控MCU单片机的最小系统；同理，从控MCU芯片49 PIC16F877A与晶振电路II 36构成从控MCU单片机的最小系统；主控MCU芯片和从控MCU芯片的看门狗电路分别是看门狗电路I 23和看门狗电路II 35，采用的芯片都是MAX813，防止系统程序跑飞，实现强制复位功能；主控MCU芯片和从控MCU芯片分别采用ICSP程序下载电路I 24和ICSP程序下载电路II 32，实现程序的下载和系统更新功能；通信电路I 21采用芯片MAX232，通过主控MCU实现该风光互补智能控制器与上位机计算机的通信；而主控MCU芯片47与从控MCU芯片49之间通过通信电路II 34，采用EPROM芯片93LC66，由通信接口 45连接，实现双MCU之间的通信。
[0021]系统控制所需的太阳能电池升压后的电压值、风机整流后的电压值、太阳能电池直接输出电压和蓄电池电压，分别通过智能升压电路25、风机整流后电压信号采集电路
27、太阳能电池电压信号采集电路26和蓄电池电压信号采集电路33进行采集，被分别送入电压数据采集端口 46，进行数模转换的分析计算；而智能升压驱动电路28驱动智能升压电路25，通过改变主控MCU芯片47的升压、刹车接口 44所输出的第一路PWM波占空比来改变开关管IRF2807的导通率，实现智能升压；刹车电路30是由主控MCU芯片47的升压、刹车接口 44所输出的第二路PWM波控制，通过改变其占空比来驱动三极管8550导通或关断，从而驱动后置的IRF2807开通或关断，实现wind+与接地端的连接与否，实现风机在风速过大时的刹车功能，保证系统的安全；风机整流电路29将三相风机输出的三相交流电WindA、WindB、WindC转换成直流的wind+并输入至智能升压电路25中对蓄电池进行充电和风机整流后电压信号采集电路27进行电压信号的采集。从控MCU芯片49主要负责两路直流负载的工作、人机接口的实现以及LED指示蜂鸣器报警等功能。两路负载接口 48由从控MCU芯片49输出的两路PWM波控制，并与两路负载接口电路43相连，控制实现两路负载的驱动和全/半功率工作功能；键盘接口电路40里面的按键S2、S3和S4分别用来设置风机的手动刹车、负载工作模式+和负载工作模式-;LED指示电路22里面的LEDl、LED2和LED3分别用来指示刹车或报警、接入蓄电池的规格为12V和24V ;两位数码管接口 38由数码管驱动电路39的sell和sel2驱动，用来显示设置的负载工作模式。
[0022]本实施例所述双MCU风光互补智能控制器的外观构造包括:手动刹车按钮50、工作模式设置加(+ )按钮51、工作模式设置减(_)按钮52、螺丝刀操作孔53、双位数码管54、红色LED灯55、绿色LED灯I 56、绿色LED II灯57、两路直流负载接线端子58、直流铅蓄电池接线端子59、太阳能电池板接线端子60、风机接线端子61。
[0023]手动刹车按钮50、工作模式设置加+按钮51、工作模式设置减-按钮52分别与键盘接口电路40里面的按键S2、S3和S4相对应；螺丝刀操作孔53是在装置上的物理开孔，加入了橡胶绝缘，避免螺丝刀操作时与控制器金属外壳的导电造成的安全问题；双位数码管54与两位数码管接口 38中的DSl相对应、红色LED灯55、绿色LED灯I 56、绿色LED II灯57分别、LED指示电路42里面的LED1、LED2和LED3相对应，分别用来指示刹车或报警、接入蓄电池的规格为12V和24V。
[0024]本实用新型所述双MCU风光互补控制器16中主控MCU、从控MCU通过双机串行共享EEPROM的方式相互通信，共同协调工作以完成系统控制，同一时间只能有一个MCU访问EEPROM，不访问时需将总线设置为高电平，否则会出现竞争，由于本设计是双MCU，所以每个MCU各引出一个IO 口相连用来作为总线访问权限控制，当控制线处于高电平时，表示EEPROM处于空闲状态，当控制线处于低电平时，表示EEPROM处于繁忙状态，而且，本实用新型所述的双MCU风光互补控制器结构设计方式，可降低产品制造成本。
[0025]本实用新型所述风光互补发电系统测试装置应用于风光互补发电系统测试，具体如下:应用风力发电模拟系统以测试不同风速下的风力发电特性与电能控制效果——即测试不同风速下三相交流发电机19或双MCU风光互补控制器16的输出电压值和电流值，如低风速下三相交流发电机19的发电参数和双MCU风光互补控制器16升压效果及运行参数、高风速下双MCU风光互补控制器16的刹车效果和运行参数等；
[0026]改变太阳能电池板14的光照度可模拟实际环境中不同光照下的发电特性与电能控制效果全覆盖一即测试不同光照下太阳能电池板14或双MCU风光互补控制器16的输出电压值和电流值，如低光照下的太阳能电池板14的发电参数和双MCU风光互补控制器16升压效果及运行参数、高光照下的双MCU风光互补控制器16的过充控制效果和运行参数
坐寸ο
[0027]结合风力发电模拟系统、太阳能电池板14和双MCU风光互补控制器16的节能控制模块的应用，可模拟不同负载功率下发电系统的输出电能及不同负载功率下双MCU风光互补控制器16的输出电压、电流、蓄电池充放电时间及LED灯光效果等相关参数。
[0028]本实用新型的工作原理为:控制柜I通过变频器10控制三相交流电动机17的转速从而通过机械传动装置18控制三相交流发电机19的转速，这也是模拟现实中不同的风速，但比现实中的风速更易改变，便于对双MCU风光互补控制器16的测试，而且三相交流电动机17转速过快时，机械传动装置18不会打滑，不至于使三相交流发电机19转速过高造成输出电压过大对双MCU风光互补控制器16的损坏，风力发电模拟系统的运行参数在显示器5上实时显不。
[0029]与现有技术相比，本实用新型的有益效果为:
[0030](I)本实用新型提供的双MCU风光互补控制器16采用主控MCU和从控M⑶相结合的控制方式，二个MCU各自分工实施相应的控制，控制策略比采用单个MCU更加简捷、安全可靠性增加、使用故障率降低且产品制造成本减少；
[0031 ] (2)本实用新型提供的双MCU风光互补控制器具有在不同风速和光照条件下输入电能调节功能和输出电能的节能控制功能，从而达到节能降耗的最终目的；
[0032](3)所述风光互补发电测试装置中风力发电模拟系统能够根据测试的需要，调节变频器从而调节电动机转速，带动三相交流发电机的转速也随之迅速改变，不受局限的模拟实际环境中的所有风速下的发电数据及控制器运行数据全覆盖；
[0033](4)所述风光互补发电测试装置中太阳能电池板能够根据测试的需要，通过改变太阳能电池板的光照度，使之不受局限的模拟到实际环境中的不同光照变化的发电数据及控制器运行数据全覆盖；
[0034]( 5)所述风光互补发电测试装置将计算机数据采集处理及显示装置和变频调速器内置于一个控制柜内，使得调速控制和测试更加简便，而且人机界面友好，测试数据能够实时处理、分析及存储。【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1为本实用新型的测试装置结构示意图；
[0036]图2为本实用新型的双MCU风光互补控制器接线示意图；
[0037]图3为双MCU风光互补控制器主控MCU电路原理图；
[0038]图4为双MCU风光互补控制器主控单元辅助电路原理图；
[0039]图5为双MCU风光互补控制器从控MCU电路原理图；
[0040]图6为双MCU风光互补控制器从控单元辅助电路原理图；
[0041]图7为本实用新型的双MCU风光互补控制器机壳示意图。
[0042]图1中:1_控制柜，2-控制柜电源开关，3-运行指示灯，4-故障指示灯，5-显示器，6-变频器模式设置键，7-变频器运行键，8-变频调速开始运行键，9-变频调速停止运行键，10-变频器，11-变频减速键，12-变频增速键，13-蓄电池组，14-太阳能电池板，15-直流负载路灯，16-双MCU风光互补控制器，17-三相交流电动机，18-机械传动装置，19-三相交流发电机，20-机架平台；
[0043]21-通信电路I，22_晶振电路I，23-看门狗电路I，24-1CSP程序下载电路I，25-智能升压电路，26-太阳能电池电压信号采集电路，27-风机整流后电压信号采集电路，28-智能升压驱动电路，29-风机整流电路，30-刹车电路，31-蜂鸣器指示/报警电路，32-1CSP程序下载电路II，33-蓄电池电压信号采集电路，34-通信电路II，35-看门狗电路
II，36-晶振电路II，37-人机接口，38-两位数码管接口，39-数码管驱动电路，40-键盘接口电路，41-控制接口，42-LED指示电路，43-两路负载接口电路，44-升压/刹车接口，45-通信接口，46-电压数据采集端口，47-主控MCU芯片，48-两路负载接口，49-从控MCU芯片；
[0044]50-手动刹车按钮，51-工作模式设置加(+ )按钮，52-工作模式设置减(_)按钮，53-螺丝刀操作孔，54-双位数码管，55-红色LED灯，56-绿色LED灯，57-绿色LED灯，58-两路直流负载接线端子，59-直流铅蓄电池接线端子，60-太阳能电池板接线端子，61-风机接线端子。
【具体实施方式】
[0045]下面将结合上述四个附图对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容，本【技术领域】的普通技术人员可以根据该实用新型的技术方案和技术构思进行改变和变换，但任何改变和变换都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
[0046]实施例1
[0047]本实施例所述风光互补发电系统测试装置，该装置包括控制柜1、蓄电池组13、太阳能电池板14、直流负载路灯15、双MCU风光互补控制器16、三相交流电动机17、三相交流发电机19和机架平台20，控制柜I上设有显示器5和交-直-交变频器10，控制柜I的串口和双MCU风光互补控制器16连接，双MCU风光互补控制器16分别和蓄电池组13、太阳能电池板14、直流负载路灯15、三相交流发电机19连接，三相交流发电机19和三相交流电动机17通过机械传动装置18连接并被固定在机架平台20上。
[0048]所述控制柜I上设有控制柜电源开关2、运行指示灯3、故障指示灯4、变频器模式设置键6、变频器运行键7、变频器变频调速开始运行键8、变频器变频调速停止运行键9、变频器10、变频器变频调速减速设置键11、变频器变频调速加速设置键12。[0049]所述变频器10对三相交流电动机17进行调速控制并带动三相交流发电机19旋转构成风力发电模拟系统；太阳能电池板14通过人工改变光照条件以构成太阳能模拟发电系统。
[0050]本实用新型所述的风光互补控制器是由双MCU共同控制实现，具有最大功率点跟踪功能，带有手动/自动两种刹车模式，有多种工作模式可供用户选择，工作模式通过双位数码管显示，能对蓄电池的过充和过放进行保护，智能控制器印刷电路板内置于金属外壳内，按键和显示灯人机交互功能简单而不失方便。
[0051]所述的太阳能电池板14是多晶硅太阳能电池，额定功率为120W，最大功率点电压17.4V。
[0052]所述的蓄电池13组采用铅酸蓄电池，本实用新型选取容量为IOOAh的阀控式密封胶体蓄电池作为系统的储能设备，具有容量大、价格低、自放电率低、结构紧凑、安全性高、寿命长等优点。
[0053]所述的直流负载路灯15选取额定功率为30W的白光LED灯作为系统的照明负载，保证极端天气出现时，系统仍能够稳定工作数十小时。
[0054]本实用新型所述的风力发电模拟系统又包括三个组件:变频器10、三相交流电动机17、三相交流发电机19。
[0055]本实用新型所述的显示器5是一台计算机，双MCU风光互补控制器16通过RS232通信接口与计算机相连，可以实时显示三相交流发电机19的电压、蓄电池组电压、太阳能电池板电压和蓄电池充电状态。
[0056]本实施例所述双MCU风光互补控制器16包括通信电路I 21、晶振电路I 22、看门狗电路I 23、ICSP程序下载电路I 24、智能升压电路25、太阳能电池电压信号采集电路26、风机整流后电压信号采集电路27、智能升压驱动电路28、风机整流电路29、刹车电路30、蜂鸣器指示/报警电路31、ICSP程序下载电路II 32、蓄电池电压信号采集电路33、通信电路II 34、看门狗电路II 35、晶振电路II 36、人机接口 37、两位数码管接口 38、数码管驱动电路39、键盘接口电路40、控制接口 41、LED指示电路42、两路负载接口电路43、升压/刹车接口 44、通信接口 45、电压数据采集端口 46、主控MCU芯片47、两路负载接口 48、从控MCU芯片49，通信电路I 21、晶振电路I 22、看门狗电路I 23、ICSP程序下载电路I 24和主控MCU芯片47连接；主控MCU芯片47的两个PWM波输出管脚升压/刹车接口 44分别与智能升压驱动电路28和刹车电路30相连；主控MCU芯片47的四个I/O 口电压数据采集端口 46分别与智能升压电路25、风机整流后电压信号采集电路27、太阳能电池电压信号采集电路26、蓄电池电压信号采集电路33相连；主控MCU芯片47与通信接口 45连接，从控MCU芯片49与通信电路II 34连接，通信电路II 34与通信接口 45连接；蜂鸣器指示/报警电路31、ICSP程序下载电路II 32、蓄电池电压信号采集电路33、看门狗电路II 35、晶振电路II 36、两路负载接口 48分别与从控MCU芯片49相连；从控MCU芯片49的人机接口 37和控制接口 41连接，控制接口 41并分别与键盘接口电路40、LED指示电路42、两位数码管接口 38连接；两路负载接口 48与两路负载接口电路43相连，智能升压驱动电路28和智能升压电路25连接，风机整流电路29和智能升压电路25连接，智能升压电路25和电压信号采集电路27连接，如图3?6所示。
[0057]所述通信电路I 21通过芯片MAX232与主控MCU芯片47的管脚I和管脚44相连，晶振电路I 22通过0SC1_1和0SC2_1两个管脚与主控MCU芯片47直接相连；看门狗电路I 23通过标号为WD2和MCLR_1的两条线路与主控MCU芯片47相连。
[0058]所述主控MCU芯片47通过管脚24_27与通信接口 45连接，从控MCU芯片49通过管脚24-27与通信电路II 34连接，通信接口 45与通信电路II 34EPR0M 93LC66连接，实现两MCU间的通信。
[0059]所述蜂鸣器指示/报警电路31通过与从控MCU芯片49的8管脚RBO相连；蓄电池电压信号采集电路33与从控MCU芯片49的19管脚、主控MCU芯片47的22管脚连接；看门狗电路II 35通过WDl和MCLR两条线和从控MCU芯片49相连接；晶振电路II 36与从控MCU芯片49的OSCl和0SC2两管脚相连，从控MCU芯片49的35管脚和36管脚与两路负载接口 48相连，两路负载接口 48与两路负载接口电路43相连，数码管驱动电路39通过sell和sel2和两位数码管接口 38连接。
[0060]手动刹车按钮50、工作模式设置加+按钮51、工作模式设置减-按钮52分别与图6中的键盘接口电路40里面的按键S2、S3和S4相对应；螺丝刀操作孔53是在装置上的物理开孔，加入了橡胶绝缘，避免螺丝刀操作时与控制器金属外壳的导电造成的安全问题；双位数码管54与图6中两位数码管接口 38中的DSl相对应、红色LED灯55、绿色LED灯
I 56、绿色LED II灯57分别与图6中LED指示电路42里面的LED 1、LED2和LED3相对应，分别用来指示刹车或报警、接入蓄电池的规格为12V和24V ;两路直流负载接线端58、直流铅蓄电池接线端子59、太阳能电池板接线端子60、风机接线端子61的电路实现如图2所示，与图3飞的具体接线由网络标号连接，具体如下:两路直流负载接线端子58的( + )、(-)、(-)三个端子分别与蓄电池正极、图6中两路负载接口电路43的Loadl-和Load2_对应；直流铅蓄电池接线端子59的+、_分别和图5中蓄电池电压信号采集电路33的Battery和地线相对应；太阳能电 池板接线端子60的+、-分别与图4中智能升压电路25中的Solar+和地线对应；风机接线端子61中的)、)、分别与图4中风机整流电路9的WindA、WindB和WindC相对应。
[0061]本实施例所述装置使用时:按下控制柜电源开关2，控制柜I开始运行，控制柜测试显示面板显示器5和变频器10开始工作，通过变频器模式设置键6来设置变频器10的工作模式，然后按下变频器运行键7，此时变频器10只在变频调速模式下工作，然后，通过变频器变频调速减速设置键11和变频器变频调速加速设置键12来分别设置三相交流电动机17的转速减小和增大，在按下变频器变频调速开始运行键8后，三相交流电动机17才由之前的转速慢慢变换为设置的转速，此时，三相交流电动机17通过传动装置18带动三相交流发电机19转动，如果三相交流电动机17转速过快，则传动装置18将打滑不至于使三相交流发电机19转速过快对双MCU风光互补控制器16带来的电流冲击损坏，如果该实用新型运行正常，控制柜正常运行指示灯3将长亮着；此时，控制柜测试显示器5将实时显示蓄电池组13、太阳能电池板14、三相交流发电机19的电压输出值和蓄电池组13的充放电状态，如果系统出现故障，则控制柜故障指示灯4将出现闪烁报警以告知操作人员采取相应断电检查等措施，风光互补发电系统测试完毕，按下变频器变频调速停止运行键9，三相交流电动机17的转速由设定值逐渐减小至零，三相交流发电机19的转速也相应逐渐减小至零，然后断开控制柜电源开关2使整个控制柜停止工作，再依次断开太阳能电池板14和蓄电池组13与控制器的接线。[0062]从本实施例可以看出，该风光互补发电系统测试装置不仅实现了对风光互补发电系统运行数据的实时采集、显示、分析与处理，而且将显示界面和变频调速器集成于控制柜内，人机交互良好，提高了对风光互补发电系统测试的可操作性、可控性以及安全性，除此之外，该风光互补发电系统测试装置安装简便，容易维护，实现了预期效果。
[0063]实施例2
[0064]本实施例所述风光互补发电系统测试装置，该装置包括控制柜1、蓄电池组13、太阳能电池板14、直流负载路灯15、双MCU风光互补控制器16、三相交流电动机17、三相交流发电机19和机架平台20，控制柜I上设有显示器5和交-直-交变频器10，控制柜I的串口和双MCU风光互补控制器16连接，双MCU风光互补控制器16分别和蓄电池组13、太阳能电池板14、直流负载路灯15、三相交流发电机19连接，三相交流发电机19和三相交流电动机17通过机械传动装置18连接并被固定在机架平台20上。
[0065]本实施例所述双MCU风光互补控制器16包括通信电路I 21、晶振电路I 22、看门狗电路I 23、ICSP程序下载电路I 24、智能升压电路25、太阳能电池电压信号采集电路26、风机整流后电压信号采集电路27、智能升压驱动电路28、风机整流电路29、刹车电路30、蜂鸣器指示/报警电路31、ICSP程序下载电路II 32、蓄电池电压信号采集电路33、通信电路II 34、看门狗电路II 35、晶振电路II 36、人机接口 37、两位数码管接口 38、数码管驱动电路39、键盘接口电路40、控制接口 41、LED指示电路42、两路负载接口电路43、升压/刹车接口 44、通信接口 45、电压数据采集端口 46、主控MCU芯片47、两路负载接口 48、从控MCU芯片49，通信电路I 21、晶振电路I 22、看门狗电路I 23、ICSP程序下载电路I 24和主控MCU芯片47连接；主控MCU芯片47的两个PWM波输出管脚升压/刹车接口 44分别与智能升压驱动电路28和刹车电路30相连；主控MCU芯片47的四个I/O 口电压数据采集端口 46分别与智能升压电路25、风机整流后电压信号采集电路27、太阳能电池电压信号采集电路26、蓄电池电压信号采集电路33相连；主控MCU芯片47与通信接口 45连接，从控MCU芯片49与通信电路II 34连接，通信电路II 34与通信接口 45连接；蜂鸣器指示/报警电路31、ICSP程序下载电路II 32、蓄电池电压信号采集电路33、看门狗电路II 35、晶振电路II 36、两路负载接口 48分别与从控MCU芯片49相连；从控MCU芯片49的人机接口 37和控制接口 41连接，控制接口 41并分别与键盘接口电路40、LED指示电路42、两位数码管接口 38连接；两路负载接口 48与两路负载接口电路43相连，智能升压驱动电路28和智能升压电路25连接，风机整流电路29和智能升压电路25连接，智能升压电路25和电压信号采集电路27连接，如图3?6所示。
[0066]所述通信电路I 21通过芯片MAX232与主控MCU芯片47的管脚I和管脚44相连，晶振电路I 22通过0SC1_1和0SC2_1两个管脚与主控MCU芯片47直接相连；看门狗电路I 23通过标号为WD2和MCLR_1的两条线路与主控MCU芯片47相连。
[0067]所述主控MCU芯片47通过管脚24_27与通信接口 45连接，从控MCU芯片49通过管脚24-27与通信电路II 34连接，通信接口 45与通信电路II 34EPR0M 93LC66连接，实现两MCU间的通信。
【权利要求】
1.一种风光互补发电系统测试装置，其特征在于该装置包括:控制柜(I)、蓄电池组(13)、太阳能电池板(14)、直流负载路灯(15)、双MCU风光互补控制器(16)、三相交流电动机(17)、三相交流发电机(19)和机架平台(20)，控制柜(I)上设有显示器(5)和交-直-交变频器(10 )，控制柜(I)的串口和双MCU风光互补控制器(16 )连接，双MCU风光互补控制器(16)分别和蓄电池组(13)、太阳能电池板(14)、直流负载路灯(15)、三相交流发电机(19)连接，三相交流发电机(19)和三相交流电动机(17)通过机械传动装置(18)连接并被固定在机架平台(20)上。
2.根据权利要求1所述的风光互补发电系统测试装置，其特征在于:控制柜(I)上设有控制柜电源开关(2)、运行指示灯(3)、故障指示灯(4)、变频器模式设置键(6)、变频器运行键(7 )、变频器变频调速开始运行键(8 )、变频器变频调速停止运行键(9 )、变频器(10 )、变频器变频调速减速设置键(11 )、变频器变频调速加速设置键(12)。
3.根据权利要求1所述的风光互补发电系统测试装置，其特征在于:变频器(10)对三相交流电动机(17)进行调速控制并带动三相交流发电机(19)旋转构成风力发电模拟系统；太阳能电池板(14)通过人工改变光照条件以构成太阳能模拟发电系统。
4.根据权利要求1所述的风光互补发电系统测试装置，其特征在于:所述双MCU风光互补控制器(16)包括通信电路I (21)、晶振电路I (22)、看门狗电路I (23)、ICSP程序下载电路I (24)、智能升压电路(25)、太阳能电池电压信号采集电路(26)、风机整流后电压信号采集电路(27)、智能升压驱动电路(28)、风机整流电路(29)、刹车电路(30)、蜂鸣器指示/报警电路(31)、ICSP程序下载电路II (32)、蓄电池电压信号采集电路(33)、通信电路II (34)、看门狗电路II (35)、晶振电路II (36)、人机接口( 37)、两位数码管接口( 38)、数码管驱动电路(39 )、键盘接口电路(40 )、控制接口( 41)、LED指示电路(42 )、两路负载接口电路(43)、升压/刹车接口(44)、通信接口(45)、电压数据采集端口(46)、主控MCU芯片(47)、两路负载接口(48)、从控MCU芯片(49)，通信电路I (21)、晶振电路I (22)、看门狗电路I(23)、ICSP程序下载电路I (24)和主控MCU芯片(47)连接；主控MCU芯片(47)的两个PWM波输出管脚升压/刹车接口(44)分别与智能升压驱动电路(28)和刹车电路(30)相连；主控MCU芯片(47)的四个I/O 口电压数据采集端口(46)分别与智能升压电路(25)、风机整流后电压信号采集电路(27)、太阳能电池电压信号采集电路(26)、蓄电池电压信号采集电路(33)相连；主控MCU芯片(47)与通信接口(45)连接，从控MCU芯片(49)与通信电路II(34)连接，通信电路II (34)与通信接口(45)连接；蜂鸣器指示/报警电路(31)、ICSP程序下载电路II (32)、蓄电池电压信号采集电路(33)、看门狗电路II (35)、晶振电路II (36)、两路负载接口( 48 )分别与从控MCU芯片(49 )相连；从控MCU芯片(49 )的人机接口( 37 )和控制接口(41)连接，控制接口(41)并分别与键盘接口电路(40)、LED指示电路(42)、两位数码管接口(38)连接；两路负载接口(48)与两路负载接口电路(43)相连，智能升压驱动电路(28)和智能升压电路(25)连接，风机整流电路(29)和智能升压电路(25)连接，智能升压电路(25 )和电压信号采集电路(27 )连接。
5.根据权利要求4所述的风光互补发电系统测试装置，其特征在于:所述通信电路I(21)通过芯片MAX232与主控MCU芯片(47)的管脚I和管脚44相连，晶振电路I (22)通过0SC1_1和OSC2_l两个管脚与主控MCU芯片(47)直接相连；看门狗电路I (23)通过标号为WD2和MCLR_1的两条线路与主控MCU芯片(47)相连。
6.根据权利要求4所述的风光互补发电系统测试装置，其特征在于:主控MCU芯片(47)通过管脚24-27与通信接口(45)连接，从控MCU芯片(49)通过管脚24-27与通信电路II (34)连接，通信接口(45)与通信电路II (34) EPROM 93LC66连接，实现两MCU间的通?目。
7.根据权利要求4所述的风光互补发电系统测试装置，其特征在于:蜂鸣器指示/报警电路(31)通过与从控MCU芯片(49 )的8管脚RBO相连；蓄电池电压信号采集电路(33 )与从控MCU芯片(49 )的19管脚、主控MCU芯片(47 )的22管脚连接；看门狗电路II (35 )通过WDl和MCLR两条线和从控MCU芯片(49)相连接；晶振电路II (36)与从控MCU芯片(49)的OSCl和0SC2两管脚相连，从控MCU芯片(49)的35管脚和36管脚与两路负载接口(48)相连，两路负载接口(48)与两路负载接口电路(43)相连，数码管驱动电路(39)通过sell和sel2和两位数码管接口(38)连接。
【文档编号】G05B23/02GK203812087SQ201420184377
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】杨承志, 单亚洲, 王辉, 张文博, 孙浩 申请人:昆明理工大学