智能风光互补型led路灯控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种路灯控制设备，特别涉及一种智能风光互补型LED路灯控制器。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，人类社会对能源的需求越来越大，而在人类社会活动中，能源是赖以生存和发展的重要物质基础，渐渐地这种供需矛盾逐渐加大。面对这个问题，人们开始关注新能源的开发，例如太阳能、风能等干净、环保、免费的可再生能源。
[0003]在前期，一些中小型的风力发电机主要应用在自然条件好、成本低、技术要求不高、造型不要求美观的在偏远的山区，用来解决普通的照明和电视等通用家电的用电问题。到后期，该项技术渐渐地应用到经济发达的地区，相对前期来讲，这些地区自然条件相对较差，不能完全满足单独的风力或者太阳能发电要求，而且系统成本相对较高，对于整个系统的外观、造型要求严格，应用的场合也是丰富多样的。针对于各个地区的环境差异性和需求的迥异，单独的风力发电或者太阳能光伏发电已经不能满足需求，所以，对于风光互补发电技术的需求逐渐增加。
[0004]无论是风电系统还是光电系统，都受到了自然资源条件的制约。不仅在地域上差别迥异，而且随时间的变化具有很强的不确定性，称之为不确性能源。风力发电具有间歇性、瞬时变化等特点，光电则具有随季节、天气变化而变化的特点。资源的不确定性导致了发电与用电负荷的不平衡，必须对其进行有效的转化、存储与控制才能实际使用。
[0005]考虑到风力发电具有间歇性、瞬时变化大等特点，太阳能光伏发电会随着季节、气候、地区等发生变化等特点，风光互补发电技术则是整合了中小型风力发电技术和太阳能光伏发电技术，对其进行了有效的转化、存储并有效地控制，实现了发电与用电负荷的均衡，有效地实现了两种新能源在自然资源相对较差的情况下的合理利用，扩大了产品的市场应用范围。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的就在于提供一种智能风光互补型LED路灯控制器，该控制器配备ISM射频通信模块，并配合以GSM网络为通讯方式的上层中心拓扑结构，能够对路灯控制器进行实时管理，并实现了发电与用电负荷的均衡，有效地实现了风光在自然资源相对较差的情况下的合理利用。
[0007]如上构思，本实用新型的技术方案是:一种智能风光互补型LED路灯控制器，其特征在于:包括主控器、卸荷回路、无线通信网络模块、显示器、蓄电池充电回路和LED驱动电路;所述主控制器的输出端分别连接卸荷电路、无线通信网络模块、显示器、蓄电池充电回路和负载驱动电路;所述蓄电池充电回路和卸荷回路均与风力发电机连接，控制风力发电机的输出功率和转速;所述无线通信网络模块采用两级无线通讯网络，最上层为装有监控软件的PC机，其通过RS232串口连接GSM模块；中间层的中心节点包含有GSM模块和ISM模块，它与最上层PC机通过GSM模块来进行远程通信;最底层为最小节点，包括安装在各个路灯上的数据采集单元，与中心节点通过ISM无线射频进行通信，将采集到的数据上传，同时收到上层往下发出的控制命令，经过解码传递给主控制器。
[0008]上述卸荷回路包括N沟道场效应管IRF140，在它前级连接一对可增强驱动能力的三极管9012和9013，PffM信号由主控制PffM 口提供，调制频率为20KHz，且通过PffM脉宽调制的方式将多余的电能释放到卸荷电阻上。
[0009]上述主控制器采用HT46RU232单片机。
[0010]上述主控制器的输入端口连接有电压检测电路。
[0011 ]本实用新型具有如下的优点和积极效果:
[0012]1、本实用新型采用两级无线网络架构，确定了以ISM射频为通讯方式的底层中心拓扑和以GSM网络为通讯方式的上层中心拓扑结构，并配合上位机管理监控软件，形成了一套能够对路灯实时管理控制的风光互补型路灯系统。
[0013]2、本实用新型加入卸荷回路，保证多余能量的有效释放，保护整套系统的正常运行。在蓄电池充满的情况下，为了保证系统以及风力发电机、光伏阵列的正常工作，需要将额外的电能进行卸载，本实用新型中采用的是“PWM无级卸载”，通过P丽脉宽调制的方式，将多余的电能释放到卸荷电阻100W 2 Ω上，以热能的形式释放到地下。
[0014]3、本实用新型采用调节控制蓄电池充电回路和卸荷回路实现输出功率的控制，从而间接上达到控制风力发电机转速的目的。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的原理框图；
[0016]图2是风机功率匹配示意图；
[0017]图3是三段式充电变化图；
[0018]图4是卸荷回路电路图；
[0019]图5是路灯两级无线通信网络示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示:一种智能风光互补型LED路灯控制器，包括HT46RU232单片机、卸荷回路、无线通信网络模块、LED显示器、蓄电池充电回路和负载驱动电路;所述主控制器的输出端分别连接卸荷电路、无线通信网络模块、显示器、蓄电池充电回路和负载LED驱动电路，输入端连接电压电测电路。
[0021]如图2所示:本控制器采用的是PffM控制蓄电池充电，配合卸荷电路形成阻抗匹配，来平衡风机和蓄电池的功率关系，达到风机最大功率运行的方法。其中，风机采用的是永磁同步电机发电，通过三相不可控整流器后，将交流电整流成直流电传输给直流母线。
[0022]其控制过程为:当增大卸荷回路中PWM驱动信号的占空比时，则负载功率电阻两端上得到的电功率将增加，以热能的形式散发出去，输入风力发电机的机械功率比负载上的功率值小时，风力发电机的转速将要下降；依次类推，当减小卸荷回路中PWM驱动信号的占空比时，则负载功率电阻两端上的电功率会变小，发电机的机械功率大于蓄电池上的功率时，风力发电机的转速将会随着风速提高而升高。
[0023]由此可见，控制卸荷回路中PffM驱动信号的占空比就可以间接、有效地控制风力发电机的输出功率，进而使得风力发电机实现变速运行，达到最佳的效果。
[0024]如图4所示:本控制器中加入卸荷回路，可保证多余能量的有效释放，保护整套系统的正常运行。在蓄电池充满的情况下，为了保证系统以及风力发电机、光伏阵列的正常工作，需要将额外的电能进行卸载。控制器中采用的是“PWM无级卸载”，通过P丽脉宽调制的方式，将多余的电能释放到卸荷电阻(100W 2 Ω