混合能源的发电方法及系统与流程

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种混合能源的发电方法及系统。

背景技术：

能源发电是将非电能的能源转化为电能，其中，太阳能和风能是能源发电的主要发电能源。现有能源发电系统仅仅是根据用户所在地区的太阳日辐射、风频分布以及地理环境条件进行计算，并根据用户对用电的要求和用电保证率进行发电。但是，由于太阳能的间歇性和不可预测性，风能受地理环境条件、气候条件影响，太阳能与风能进行发电时存在系统匹配效率较低的问题，即无法在最合理、最经济的条件下进行运行，使得发电的最大功率较低，电源品质较差。另外，太阳能系统受光照温度等原因影响，传输过程也可能存在能量损失，风电系统需经齿轮箱升速后再驱动发电机，在自然风速发生随机性变化时，会导致发电机转速和传动链中的力矩波动幅值大，易损伤机械设备，影响传动链机构的使用寿命。目前的直流变换多采用简单的升压电路来实现，电路结构复杂，功率单向流动，无电气隔离，高电流应力，元器件数量多，控制复杂，多个电源不能同时传递功率。并且，由于太阳能、风能受外界因素的干扰带来了大量的谐波，会威胁电网的安全运行，无法实现在发电机并网发电时，向电网提供高品质的、电能波形好、三相对称、频率恒定、电压刚性好的电能。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的混合能源的发电方法及系统。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种混合能源的发电方法，包括：

通过光敏探头监测阳光的光照状态，根据所述光照状态及位置监测设备启动水平方位直流伺服电机连接的太阳能追踪采集系统，所述位置监测设备用于监测太阳能追踪采集系统中太阳能电池板根据光照状态进行移动时产生的位置信息；

根据所述太阳能追踪采集系统控制太阳能电池板接收光信号，所述太阳能追踪采集系统通过预设的跟踪算法指示太阳能电池板按照太阳光垂直照射在太阳能电池板的方向进行移动；

通过风动叶轮的转动监控风力状态，根据所述风力状态及风速监测设备启动风能系统，所述风速监测设备用于通过风动叶轮的转速检测风的风速，所述风动叶轮的转轴上的叶片位置方向和叶片与转轴连接点在转轴圆周面上的切线保持垂直状态；

根据所述风能系统控制双馈式发电机接收风信号，所述风能系统通过预设的风力捕获控制则控制与所述双馈式发电机连接的自抗扰控制器对所述双馈式发电机中的电磁转矩进行控制；

将所述光信号及所述风信号转变为电能，通过三端口双向DC/DC变流器向负载发电，所述三端口双向DC/DC变流器与负载、发电设备及储能系统相连接；

当向负载发电后的电量存在剩余时，将所述剩余的电量通过三端口双向DC/DC变流器向储能系统中充电；或

当向负载发电的电量不符合供电需求时，通过三端口双向DC/DC变流器从所述储能系统提取电量，向负载进行发电。

另一方面，本发明提供了一种混合能源的发电系统，包括：智能监控系统、光伏系统、风能系统、智能充电装置、储能系统，

所述智能监控系统，用于通过监控器及管理器按照预设的优化控制算法对光伏系统、风能系统、智能充电装置、储能系统进行控制，以便光伏系统及风能系统将电能经过三端口双向DC/DC变流器向负载发电，和/或将剩余电量通过通过三端口双向DC/DC变流器存储在储能系统中，所述监控器包括系统状态监控、充放电控制、参数设定、能量管理、联网通信，所述管理器包括数据采集、并网协调，所述光伏系统与风能系统分别与所述智能充电装置相连接，所述储能系统与所述智能装置相连接；

所述光伏系统，用于通过光敏探头监测阳光的光照状态，根据所述光照状态及位置监测设备启动水平方位直流伺服电机连接的太阳能追踪采集系统，所述位置监测设备用于监测太阳能追踪采集系统中太阳能电池板根据光照状态进行移动时产生的位置信息，根据所述太阳能追踪采集系统控制太阳能电池板接收光信号，所述太阳能追踪采集系统通过预设的跟踪算法指示太阳能电池板按照太阳光垂直照射在太阳能电池板的方向进行移动；

所述风能系统，用于通过风动叶轮的转动监控风力状态，根据所述风力状态及风速监测设备启动风能系统，所述风速监测设备用于通过风动叶轮的转速检测风的风速，所述风动叶轮的转轴上的叶片位置方向和叶片与转轴连接点在转轴圆周面上的切线保持垂直状态，根据所述风能系统控制双馈式发电机接收风信号，所述风能系统通过预设的风力捕获控制则控制与所述双馈式发电机连接的自抗扰控制器对所述双馈式发电机中的电磁转矩进行控制；

所述智能充电装置，用于将所述光信号及所述风信号转变为电信号，通过三端口双向DC/DC变流器向负载发电，所述三端口双向DC/DC变流器与负载、发电设备及储能系统相连接；当向负载发电后的电量存在剩余时，将所述剩余的电量通过三端口双向DC/DC变流器向储能系统中充电，或当向负载发电的电量不符合供电需求时，通过三端口双向DC/DC变流器从所述储能系统提取电量，向负载进行发电；

所述储能系统，用于将连接的风能系统与连接的光伏系统所产生的电量进行存储，和/或用于与连接的风能系统、光伏系统共同向负载提供电量，其中，所述风能系统、光伏系统、负载与储能系统是由逆变器或直流变换器相连接。

本发明提供的一种混合能源的发电方法及系统，具有以下优点：1、本发明通过太阳能追踪采集系统时刻保持接收到的太阳能最大化，可以使太阳能电池板接收到的光照最大，自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板方向，跟踪精度高，范围大，结构简单、成本低，特别适合天气变化比较负责和无人值守的环境，如装载太阳能供电装置的路灯，有效地提高了太阳能的利用率，有较好的应用价值；2、本发明采用风能系统控制双馈式发电机得到风能，实现风能的最大捕获，并使风能成为高效、优质、可控的能源，使得风速的检测准确率能够达到80％，这样风力机测得的风速与风力机实际的风速的误差减小，获得风力发电机组的最大功率输出；3、本发明采用三端口双向DC/DC变流器与发电设备、负载及储能系统相连，实现直流与交流的稳定发电，以及现了零电压软开关，并能宽范围运行，满足新能源混合发电要求；5、本发明采用的储能系统减少发电系统的总成本，在保证负载正常运行的前提下优化充电控制，充分利用有限的资源，尽量延长蓄电池的使用寿命；6、本发明采用智能监控系统可以在远离电网的地区作为自治系统单机运行，又可以多机并行运行，并实现系统的优化管理工作；必要的时候，还可以并网向电网送电。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种混合能源的发电方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种双馈式发电机结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种自抗扰控制器在应用于光伏系统中的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种双向Zeta变换器拓扑结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种混合能源的发电系统框图；

图6为本发明实施例提供的另一种混合能源的发电系统框图；

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

本发明实施例提供了一种混合能源的发电方法，如图1所示，所述方法包括：

101、通过光敏探头监测阳光的光照状态，根据所述光照状态及位置监测设备启动水平方位直流伺服电机连接的太阳能追踪采集系统。

其中，所述位置监测设备用于监测太阳能追踪采集系统中太阳能电池板根据光照状态进行移动时产生的位置信息，例如光电位置传感器，所述光敏探头可以根据对阳光强弱进行监测，所述光照状态为强光与弱光之间的梯度范围，具体强弱程度根据具体情况而定，本发明实施例不做具体限定，所述位置监测设备为一个根据光照状态对太阳能追踪采集系统进行位置移动控制的设备，所述太阳能追踪采集系统包括太阳能电池板以及光电传感器，光电传感器用于检测太阳的高度角及方位角，经与预设控制算法进行处理后，控制直流伺服电机旋转驱动传动机构。

需要说明的是，光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号，成为光电传感器件。而硅太阳能电池板实际上也是一大面积的PN结，把太阳辐射能直接转换成电流。

102、根据所述太阳能追踪采集系统控制太阳能电池板接收光信号。

其中，所述太阳能追踪采集系统通过预设的跟踪算法指示太阳能电池板按照太阳光垂直照射在太阳能电池板的方向进行移动，所述太阳能追踪采集系统包括一个垂直方向轴，用来跟踪太阳方位角，一个水平方向轴，用来跟踪太阳高度角，双轴自动控制，互不影响，任意时刻太阳的位置均可以用太阳视位置精确表示，例如，太阳视位置用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示，太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。

另外，所述太阳能追踪采集系统采用水平方位直流伺服电机和俯仰方向直流伺服电机来追踪太阳的方位角和高度角，从而可以实时精确追踪太阳的位置。太阳能追踪采集系统能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板方向，跟踪精度高，范围大，结构简单、成本低，特别适合天气变化比较负责和无人值守的环境(如装载太阳能供电装置的路灯)，有效地提高了太阳能的利用率，有较好的推广应用价值。位于太阳能追踪采集系统中的位置监测设备可以检测到太阳入射角情况，信号的采集和处理需要用到相应的硬件和软件来实现，然后控制执行机构以及相关的辅助模块。

需要说明的是，太阳能追踪采集系统中的控制方法及方法对应执行的系统是太阳能追踪采集系统的核心部分，其主要作用是根据位置监测设备检测太阳的高度角及方位角，经处理后，控制直流伺服电机旋转驱动传动机构，采用绝对式编码器来测量太阳自动跟踪平台的高度角和方位角，高度角和方位角作为闭环控制系统的反馈信号。

其中，位置监测设备，如太阳位置光电传感器中利用的光电跟踪原理是使用光电传感器作为探测元件，实时探测太阳位置并将信号送达单片机进行处理后来完成对太阳位置的探测和跟踪。当太阳位置变化时，这些传感器元件会得到不同的输出结果，根据这样的变化情况就可以知道太阳的变化情况或者知道太阳具体的偏差位置。光电跟踪方式一方面属于闭环控制方式，可以时实检测太阳位置，对系统的初始安装精度要求较低，不会受到累积误差的影响，另一方面信号少，运算处理简单，普通的单片机即可完成信号处理及运动控制，使得系统的成本降低。

103、通过风动叶轮的转动监控风力状态，根据所述风力状态及风速监测设备启动风能系统。

其中，所述风速监测设备用于通过风动叶轮的转速检测风的风速，所述风动叶轮的转轴上的叶片位置方向和叶片与转轴连接点在转轴圆周面上的切线保持垂直状态；所述风能系统包括风腔、风道、风动叶轮、发电机，根据风能利用系数是风速和风轮转速(叶尖速比)的非线性函数，在一定风速下，存在着一个对应某一确定转速的极大值，为了充分利用风能资源，提高效率，应该在不同风速下及时调整风机转速，实现风能的最大捕获。

需要说明的是，实现风能的最大捕获控制则可以为风速一定，转速不同会使风力机输出功率不同，总有一个固定的最佳转速，使风力机运行于此转速下，会达到最佳叶尖速比从而捕捉最大风能，输出最大功率，本发明实施例不做具体限定。通过调节电磁转矩可以控制输出功率，选择电磁转矩作为控制量，通过控制变流器导通时间很容易实现发电机电磁转矩的控制，将发出的频率和电压变化的交流电整流成直流电。为实现风能的最大捕获，并使风能成为高效、优质、可控的能源，必须对无刷双馈电机进行控制，风能系统的设备可以包括风轮机、永磁同步发电机、电能变换装置(整流器、直流调压装置、逆变器)、控制器、泄能负载、蓄电池。

104、根据所述风能系统控制双馈式发电机接收风信号。

其中，所述风能系统通过预设的风力捕获控制则控制，以及所述双馈式发电机连接的自抗扰控制器对所述双馈式发电机中的电磁转矩进行控制，以便接收到最优的风信号。

需要说明的是，采用如电力电子变流技术和现代控制技术实现变风速条件下的电能频率恒定。因此，机组变速运行时，即调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定，从而获得最大有效功率。例如，风力发电机组进行发电时，为了保证输出电频率恒定，以及风电的频率恒定，可以采用使发电机的转速恒定，即恒速恒频的运行方式，由于发电机由风力机经过传动装置进行驱动运转，所以这种方式无疑要恒定风力机的转速；另外还可以根据发电机转速随风速变化，输出电能恒定的频率，即变速恒频运行。其中，风力机的风能利用系数跟叶尖速比(叶轮尖的线速与风速的比值)有关，存在某一确定的叶尖速比，从而使其达到最大值。因此，在变速恒频运行方式下，风力机和发电机的转速可在很大范围内变化而不影响输出电能的频率，例如，如图2所示的双馈式发电机结构示意图。从而使得风力发电机组经常用变速恒频法保证输出频率恒定，以便得到由最大风能捕获所引起的变速与电能频率要求恒定之间的关系。通过变频电路实现双馈发电机频率误差的非线性反馈控制，即无源性控制，以及配置系统能量耗散特性方程中的无功分量，迫使系统总能量来跟踪预期的能量函数，保证系统的稳定性，使系统的状态变量收敛到设定值。

另外，为了防止谐波进入风能系统，可以采用对频率的动态变化进行控制的方式。例如，由于空气动力的非线性变化特性，采用自抗扰控制方法实现风能的最大捕获，即可以根据自抗扰控制器组成风力发电系统的最大风能捕获控制器，然后将风能转矩的不确定性与系统的摩擦不确定性统一作为系统的未知干扰，通过扩张状态观测器来估计未知干扰，然后利用非线性反馈控制律进行补偿，使系统的控制律仅与系统的给定输入和输出有关，减少控制过程中的检测量，从而将复杂的控制过程简化。其中，自抗扰控制器由跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律组成，跟踪微分器产生的信号不含噪声污染的广义微分信号，扩张状态观测器实时量测系统状态和外扰，从而实现被控对象的动态反馈线性化和反馈确定化。自抗扰控制器可以采取经典PID控制的结构，避免了PID控制对信号处理过于简单的缺陷，通过非线性配置构成的非线性状态误差反馈控制律可使风能系统取得精确的的动态性能，且具有很好的鲁棒性和可实现性。

105、将所述光信号及所述风信号转变为电能，通过三端口双向DC/DC变流器向负载发电。

其中，所述三端口双向DC/DC变流器与负载及储能系统相连接，所述三端口双向DC/DC变流器可以包括低压侧两个有源全桥、高压侧一个有源半桥及一个三绕组高频变压器，所述三端口双向DC/DC变流器可以实现电容和蓄电池的能量转换，及充电和放电过程。所述光信号及所述风信号转变为电能即通过能量转换的方式进行转换，所述负载可以包括用电设备或发电设备。

需要说明的是，三端口双向DC/DC变流器确保了在能量转换过程中的电气隔离，且三端口双向DC/DC变流器可以实现输入电流纹波小、无需辅助电路实现软开关、电容数量少、低压侧开关应力低、可在多个电源之间单独或同时传递功率，并且由于变压器的变比高，可以匹配不同电压等级。三端口双向DC/DC变流器的低压侧分别连接储能单元，例如蓄电池和超级电容器。变流器的漏感起到储能和能量传递作用。通过调节开关桥方波电压之间的移相角可以实现并控制双向功率流动，有效地将储能装置、新能源发电设备以及负载结合起来。三端口双向DC/DC变流器提升了端口器件利用率，实现了零电压软开关，并能宽范围运行，满足新能源混合发电要求。

106a、当向负载发电后的电量存在剩余时，将所述剩余的电量通过三端口双向DC/DC变流器向储能系统中充电。

其中，所述向负载发电后的电量存在剩余的判断是根据储能系统中的预设的充放电规则进行的，所述储能系统包括储能装置、具有充放电规则的控制器等，本发明实施例不做具体限定。

需要说明的是，储能系统中的储能装置可以为各种类型的、具有充放电功能的电池，如铅酸蓄电池，为了解决蓄电池受环境影响的因素，提高其使用寿命，系统还可以使用超级电容装置，如电容与蓄电池通过1个Buck-Boost双向变换器并联在直流母线上，使其既可以作为负载通过升压电路将光伏板产生的能量储存起来，即可进行充电，又可以作为电源单独或者和太阳能追踪采集系统一起向负载提供能量，负载通常由逆变器或直流变换器与直流母线相连。储能系统成本低、能量密度大，循环寿命较长，输出受环境影响较小，超级电容功率密度大、充放电速度快、循环寿命长等，这些特点可弥补蓄电池的不足，因此超级电容很适合与蓄电池共同组成储能系统。

106b、当向负载发电的电量不符合供电需求时，通过三端口双向DC/DC变流器从所述储能系统提取电量，向负载进行发电。

其中，所述向负载发电后的电量不符合供电需求的判断是根据储能系统中的预设的充放电规则进行的。

需要说明的是，在整个充放电过程中可以采用智能监控系统进行实时监控，智能监控系统分为2层,底层是基于微处理芯片的监控层,负责实现对单台设备的运行进行优化控制和参数设定,同时具备与上层通信的能力；上层是基于微机的协调管理层，主要用于处理多台设备并列运行时的协调控制及并网发电问题。风力发电机利用风力机将电能转化为机械能，然后通过风力发电机将机械能转化为电能。通过控制器的控制，一是将电能直接供给直流负载或经DC/AC逆变器供给交流负载，二是将多余的电能对蓄电池组进行充电。风力发电机输出功率为P＝0.5πR²V²C_P式中：R为风轮叶片半径；V为风速；C_P为风能利用系数，最大值为0.593。

光伏发电系统是利用太阳能电池板的光伏效应，将光能转化为电能的系统，经过控制中心的控制，一是对蓄电池组充电，二是将电能直接供给直流负载或经DC/AC逆变器供给交流负载。理想的PN结太阳光伏电池I-V方程为：式中：I_S、V_S为光伏电池的输出电流和输出电压；I_N、I₀为光伏电池的短路电流和PN结反向饱和电流；K为波尔常数，K＝1.38x10-23J/K；T为温度；q为电子电荷量，q＝1.6x10-19C。在一定温度、日照条件下，光伏电池的输出功率具有最大值。发电过程中，电池的内阻不仅受到日照强度的影响，还受到环境温度及负载的影响。要想在光伏发电时得到最大功率，必须不断改变自身阻抗的大小，从而达到光伏阵列与负载的最佳匹配，实现大电流、高电压的输出，提高系统发电的效率。

控制器在具体实现上采用有源滤波与无源滤波电路相结合，及统一交流电源品质调节装置和滑模变结构控制。有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，无功无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路。实现发电系统动态的快速电压调节、谐波抑制、功率因数补偿和非线性负荷的三相平衡。既保证电压的波形，也保证电流的波形，可以降低统一交流电源品质调节装置的成本。通过径向基神经网络算法能够自动识别光伏电池的最大功率输出点，具有反应更快、跟踪时间更短、精度更高的特点，因此将大大增强光伏系统的适用区域。例如，如图3所示的一种自抗扰控制器在应用于光伏系统中的结构图，通过功率计算、MPPT算法以及预先设定好控制算法的PWM控制器调整从光伏系统中获得到的功率，以便将最大功率通过双向DC/DC装换器输送至储能系统。

监控层的主要功能包括:系统状态监测、充放电控制、参数设定、能量管理、连网通信。其中，监控对象可以包括风速，风向，叶轮转速，电网频率，三相电压，三相电流，发电机绕组温度，环境温度，蓄电池电压，负荷需求，风能密度，太阳辐射强度。系统状态监测：即对系统运行参数进行监测，如蓄电池电压，负荷需求，风能密度，太阳辐射强度等，这些数据一方面用于系统运行控制，另一方面也可以提供给上层协调管理层使用。实现混合发电系统运行参数的设定，如各种保护极限，蓄电池数量等，该部分功能既可以通过本地操作面板来实现，也可以采用通信方式由上层协调管理层获得。能量管理负责处理系统的供电模式切换及负荷控制问题。由于系统电能来源于风电、太阳能及蓄电池,故需要根据日照状况，风能密度，蓄电池充电状况和负荷需求来灵活地调节各部分对外供电的比例，同时需要具有一定的保护功能，如在蓄电池过放电和过充电时，需要切除部分负荷或者有选择地暂停风能或太阳能发电系统的运行。通信功能包括2部分，一方面它要与底层监控层进行通信，获得系统运行参数，同时向监控层发送控制指令；另一方面,它还必须具备与电网调度自动化系统及并网设备通信的能力，以实现混合发电系统向电网供电。数据采集是上层协调管理层运行的基础，它通过与底层监控层的通信来获得各单机的运行参数和设备状态。当多台设备同时运行时,通过对各台设备的运行参数进行监测,可以灵活地改变各设备的运行工况,从而使混合发电系统运行在最优状态下。通过与并网设备的协调工作,实现向电网供电。通过对设备运行历史数据的分析,给出各部件的疲劳程度,向定期设备检修提供必要的参考信息；在系统出现故障时，指出故障部位，方便检修。通过智能监控系统的控制，既可以在远离电网的地区作为自治系统单机运行，又可以多机并行运行，并实现系统的优化管理工作，必要的时候，还可以并网向电网送电。

例如，整个光伏发电系统在储能过程中，蓄电池成本较高，充电环境不佳会缩短其寿命，为了提高蓄电池能量利用率，使用了Zeta电路，电路如图4所示的双向Zeta变换器拓扑结构。当光伏电池阵列输出电压低于负载电压，电容器储能单元通过DC/DC电路释放能量给直流母线，稳定其母线电压；如果高于负载电压，可以把多余的能量传递给电容，对电容充电。其中，Zeta电路有2种工作模式：升压工作模式、降压工作模式。V导通时，电源E经开关V向电感L1贮能。V关断时，L1－VD－C1构成振荡回路，L1的能量转移至C1，能量全部转移至C1上之后，VD关断，C1经L2向负载供电。

进一步地，所述当向负载发电后的电量存在剩余时，将所述剩余的电量通过三端口双向DC/DC变流器向储能系统中充电之前，所述方法还包括：通过智能充电装置判断与所述三端口双向DC/DC变流器相连的储能系统中的充电电压与放点深度的关系是否符合预设的充放电规则，所述预设的充放电规则包含所述储能系统与充电电量的关系以及储能系统与放电电量的关系；若符合预设的充放电规则，则确认为向负载发电的电量不符合供电需求；若不符合预设的充放电规则，则确认为向负载发电后的电量存在剩余。

进一步地，所述混合能源的发电方法还包括：通过监控器及管理器按照预设的优化控制算法对光伏系统、风能系统、智能充电装置、储能系统进行控制，以便光伏系统及风能系统将电能经过三端口双向DC/DC变流器向负载发电，和/或将剩余电量通过通过三端口双向DC/DC变流器存储在储能系统中，所述监控器包括系统状态监控、充放电控制、参数设定、能量管理、联网通信，所述管理器包括数据采集、并网协调。

本发明实施例提供的一种混合能源的发电方法具有以下优点：1、本发明通过太阳能追踪采集系统时刻保持接收到的太阳能最大化，可以使太阳能电池板接收到的光照最大，自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板方向，跟踪精度高，范围大，结构简单、成本低，特别适合天气变化比较负责和无人值守的环境，如装载太阳能供电装置的路灯，有效地提高了太阳能的利用率，有较好的应用价值；2、本发明采用风能系统控制双馈式发电机得到风能，实现风能的最大捕获，并使风能成为高效、优质、可控的能源，使得风速的检测准确率能够达到80％，这样风力机测得的风速与风力机实际的风速的误差减小，获得风力发电机组的最大功率输出；3、本发明采用三端口双向DC/DC变流器与发电设备、负载及储能系统相连，实现直流与交流的稳定发电，以及现了零电压软开关，并能宽范围运行，满足新能源混合发电要求；5、本发明采用的储能系统减少发电系统的总成本，在保证负载正常运行的前提下优化充电控制，充分利用有限的资源，尽量延长蓄电池的使用寿命；6、本发明采用智能监控系统可以在远离电网的地区作为自治系统单机运行，又可以多机并行运行，并实现系统的优化管理工作；必要的时候，还可以并网向电网送电。

进一步地，作为图1所示方法的具体实现，本发明实施例提供了一种混合能源的发电系统，如图5所示，所述系统包括：智能监控系统21、光伏系统22、风能系统23、智能充电装置24、储能系统25，

所述智能监控系统21，用于通过监控器211及管理器212按照预设的优化控制算法对光伏系统22、风能系统23、智能充电装置24、储能系统25进行控制，以便光伏系统22及风能系统23将电能经过三端口双向DC/DC变流器241向负载26发电，和/或将剩余电量通过通过三端口双向DC/DC变流器241存储在储能系统25中，所述监控器211包括系统状态监控、充放电控制、参数设定、能量管理、联网通信，所述管理器212包括数据采集、并网协调，所述光伏系统22与风能系统23分别与所述智能充电装置24相连接，所述储能系统25与所述智能充电装置24相连接。

所述光伏系统22，用于通过光敏探头监测阳光的光照状态，根据所述光照状态及位置监测设备221启动水平方位直流伺服电机连接的太阳能追踪采集系统222，所述位置监测设备221用于监测太阳能追踪采集系统222中太阳能电池板根据光照状态进行移动时产生的位置信息，根据所述太阳能追踪采集系统222控制太阳能电池板接收光信号，所述太阳能追踪采集系统222通过预设的跟踪算法指示太阳能电池板按照太阳光垂直照射在太阳能电池板的方向进行移动；

所述风能系统23，用于通过风动叶轮的转动监控风力状态，根据所述风力状态及风速监测设备启动风能系统23，所述风速监测设备用于通过风动叶轮的转速检测风的风速，所述风动叶轮的转轴上的叶片位置方向和叶片与转轴连接点在转轴圆周面上的切线保持垂直状态，根据所述风能系统23控制双馈式发电机接收风信号，所述风能系统通过预设的风力捕获控制则控制与所述双馈式发电机连接的自抗扰控制器对所述双馈式发电机中的电磁转矩进行控制；

所述智能充电装置24，用于将所述光信号及所述风信号转变为电信号，通过三端口双向DC/DC变流器241向负载26发电，所述三端口双向DC/DC变流器241与负载26及储能系统25相连接；当向负载26发电后的电量存在剩余时，将所述剩余的电量通过三端口双向DC/DC变流器241向储能系统25中充电，或当向负载26发电的电量不符合供电需求时，通过三端口双向DC/DC变流器241从所述储能系统25提取电量，向负载26进行发电；

所述储能系统25，用于将连接的风能系统23与连接的光伏系统22所产生的电量进行存储，和/或用于与连接的风能系统23、光伏系统22共同向负载26提供电量，其中，所述风能系统23、光伏系统22、负载26与储能系统25是由逆变器或直流变换器相连接。

进一步地，如图6所示，所述混合能源的发电系统还包括：控制保护系统27，与智能监控系统21相连接，用于检测发电电路中的温度是否超过预设温度，若是，则通过单片机中的预设控制算法启动驱动器控制电量的输送。

进一步地，所述混合能源的发电系统还包括：所述位置监测设备221用于监测太阳能追踪采集系统222中太阳能电池板根据光照状态进行移动时产生的位置信息包括：通过绝对式编码器检测太阳自动跟踪平台的高度角和方位角，将所述高度角和方位角作为闭环系统的反馈信号，所述闭环系统应用于太阳能追踪采集系统222对应的控制系统。

本发明实施例提供的一种混合能源的发电系统具有以下优点：1、本发明通过太阳能追踪采集系统时刻保持接收到的太阳能最大化，可以使太阳能电池板接收到的光照最大，自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板方向，跟踪精度高，范围大，结构简单、成本低，特别适合天气变化比较负责和无人值守的环境，如装载太阳能供电装置的路灯，有效地提高了太阳能的利用率，有较好的应用价值；2、本发明采用风能系统控制双馈式发电机得到风能，实现风能的最大捕获，并使风能成为高效、优质、可控的能源，使得风速的检测准确率能够达到80％，这样风力机测得的风速与风力机实际的风速的误差减小，获得风力发电机组的最大功率输出；3、本发明采用三端口双向DC/DC变流器与发电设备、负载及储能系统相连，实现直流与交流的稳定发电，以及现了零电压软开关，并能宽范围运行，满足新能源混合发电要求；5、本发明采用的储能系统减少发电系统的总成本，在保证负载正常运行的前提下优化充电控制，充分利用有限的资源，尽量延长蓄电池的使用寿命；6、本发明采用智能监控系统可以在远离电网的地区作为自治系统单机运行，又可以多机并行运行，并实现系统的优化管理工作；必要的时候，还可以并网向电网送电。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。