光能和风能互补独立供电系统的制作方法与工艺

文档序号:13108347阅读:479来源:国知局
技术领域本实用新型涉及一种发电供电系统,尤其涉及一种光能和风能互补独立供电系统。

背景技术:
在边远高山、海岛等地区,因电网供电距离远,所需的电缆、变压器等设备成本高,而且供电距离越远供电成本越高。而太阳能和风能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点。如果在边远高山、海岛就地取材,利用太阳能和风能发电,将会大大降低远程输电的成本。

技术实现要素:
本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷,提供一种不受供电距离的限制,就近安装供电,成本低,并且是自动化控制的光能和风能互补独立供电系统。为实现上述实用新型目的,本实用新型采用了如下技术方案:一种光能和风能互补独立供电系统,其包括:用于将太阳的辐射能力转化为电能的太阳能板;用于将风能转化为电能的风力发电机;分别与太阳能板和风力发电机电性连接的风光互补控制单元;与风光互补控制单元电性连接的蓄电池组,该蓄电池组用于将太阳能板和风力发电机的电能存储;与蓄电池组电性连接的主逆变器和副逆变器;与主逆变器和副逆变器电性连接的双电源切换开关;与风光互补控制单元、主逆变器和副逆变器电性连接的数据采集与控制单元,该数据采集与控制单元具有网络传输接口;数据采集与控制单元可检测电压电流参数,并将参数数据通过网络传输接口回传到服务端,同时可远程接收服务端指令完成开关机操作及电源的切换。此外,本实用新型还提供如下附属技术方案:还包括柴油发电机,该柴油发电机与所述双电源切换开关相互电性连接。所述太阳能板为3KW单晶硅太阳能板。所述风力发电机为1KW水平轴风力发电机。所述蓄电池组为阀控式铅酸蓄电池。所述主逆变器和副逆变器均采用FPGA芯片,纯正弦波输出。所述网络传输接口有GPRS接口和以太网接口。相比于现有技术,本实用新型的优势在于:可节省供电基础投入成本,不需要远距离拉接电缆电杆,不破坏植被环境,而且不受供电距离的限制,就近安装供电,成本低;自动化控制,节省人工成本。附图说明图1是本实用新型的光能和风能互补独立供电系统的结构框图。图2是基于FPGA芯片实现正弦波逆变的流程图。具体实施方式以下结合较佳实施例及其附图对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细说明。参照图1,其所示的是一种光能和风能互补独立供电系统,该系统包括太阳能板1、风力发电机2、风光互补控制单元3、蓄电池组4、主逆变器5、副逆变器6、双电源切换开关7、以及数据采集与控制单元8。太阳能板1和风力发电机2通过风光互补控制单元3与蓄电池组4电性连接,将由太阳能和风能转化的电能储入蓄电池组4内;蓄电池组4再通过主逆变器5和副逆变器6与双电源切换开关7电性连接,将电能放出;数据采集与控制单元8与风光互补控制单元3、主逆变器5和副逆变器6电性连接,检测电压电流参数。太阳能板1用于将太阳的辐射能力转化为电能的太阳能板,本实施例的太阳能板1选用3KW单晶硅太阳能板,其技术参数如表1所示,表1:风力发电机2用于将风能转化为电能,本实施例的风力发电机2采用1KW水平轴风力发电机,其技术参数如表2所示,表2:项目规格发电机型式永磁三相交流发电机轴向水平轴额定输出电压(V)48VAC额定功率(kw)1额定转速(r/min)240额定风速(m/s)8启动风速(m/s)3工作风速(m/s)4-25安全风速(m/s)50主机重量(kg)34塔架高度(m)8风轮直径(m)5叶片材料增强玻璃钢限速方式离心变桨限速对风方式尾舵风光互补控制单元3的输入端分别与太阳能板1和风力发电机2的输出端电性连接。蓄电池组4的输入端与风光互补控制单元3的输出端电性连接,用于将太阳能板1和风力发电机2的发出的电能存储。本实施例的蓄电池组4采用阀控式铅酸蓄电池,工作温度:-40℃-+80℃,额定电压:12V,额定电流:135AH,尺寸:505*182*212mm,重量:27.5KG。蓄电池组4的输出端分别与主逆变器5和副逆变器6的输入端电性连接,用于将蓄电池组4输出的直流电转化为交流电,供用电设备使用。本实用新型的电力输出配有主副两路,具备主备自动切换功能,当一路供电有故障自动切换到备机输出,确保电力的不间断输出。本实用新型的主逆变器5和副逆变器6均采用FPGA芯片,实现纯正弦波输出,具体地,参照图2,FPGA芯片包括地址发生器、ROM正弦波数据,FPGA中每来一个时钟上升沿,相位累加器上次的基数与频率控制字相加,得到新相位,新相位作为ROM查询表的地址,相应的波形数据被读取,经过DAC转化输出正率波形。FPGA器件集成度高、体积小、速度快、以硬件电路实现算法程序,将原来的电路板级产品集成为芯片级产品,从而降低了功耗,提高了电路可靠性,从而,将FPGA应用在逆变电源的数字控制系统中,可以大大简化控制系统结构,并可实现多种高速算法,具有较高的性价比。主逆变器5和副逆变器6的输出端均与双电源切换开关7的输入端电性连接,完成主副电源的切换输出。数据采集与控制单元8与风光互补控制单元3、主逆变器5和副逆变器6电性连接,并且是双向信号传输,该数据采集与控制单元8还具有用于无线数据传输的网络传输接口10,本实施中,网络传输接口有GPRS接口和以太网接口,确保数据传输的可靠性。数据采集与控制单元8可检测风光互补控制单元3、主逆变器5和副逆变器6的工作电压、电流参数,并将相应参数数据通过网络传输接口10回传到服务端,同时可远程接收服务端指令完成开关机操作及电源的切换。通过网络传输接口10,使本实用新型的系统具有自动化管理和远程监控功能,可实出自动切换输入、输出,确保供电时间的最大化,可远程监测系统参数,远程控制系统工作状态。为了应对长时间阴雨无风等极端天气,本实用新型的系统还包括柴油发电机(图未示),该柴油发电机与双电源切换开关7相互电性连接。综上所述,本实用新型的光能和风能互补独立供电系统可节省供电基础投入成本,不需要远距离拉接电缆电杆,不破坏植被环境,而且本系统不受供电距离的限制,就近安装供电,成本低;自动化控制,节省人工成本。需要指出的是,上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
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