风光互补逆变一体控制器

本发明涉及电力节能，具体是风光互补逆变一体控制器。

背景技术：

1、为避免能源危机，新能源的开发与使用已经成为今后世界上的主要能源之一，因此，风光互补系统应运而生。风光互补系统是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电，构成分布式电源，互补系统也可提供直流电，提供给相应的直流负载使用。作为该系统中的重要组成部件，逆变器是一种把直流电能转变成定频定压或调频调压交流电的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

2、但现有的风光互补控制器所控制的照明组件在长江中下游地区梅雨季节时，由于降水连绵不断，一年中平均有20多天无有效风力且无光照,这给风光互补路灯的充电带来致命的影响，在这段时期里，会有很多路灯无法充电,蓄电池欠压,无法给路灯供电，常常会造成一条路上，只有零星的风光互补的路灯还亮着,这样会影响照明而且还不美观，同时，在连续无雨扬沙的天气里，风光互补路灯太阳能电池板表面会被覆盖很厚的一层浮灰,要是不及时清理，会直接影响太阳能电池板太阳能的正常吸收，久而久之会无法给蓄电池充电，从而影响路灯正常照明。基于此，本发明设计了风光互补逆变一体控制器，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供风光互补逆变一体控制器，以解决上述提出的由于降水连绵不断，一年中平均有20多天无有效风力且无光照,给风光互补路灯的充电带来严重影响的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、风光互补逆变一体控制器，包括风光发电组件，用于将风能以及太阳光光能转化为电能；控制器，用于控制风光发电组件对蓄电池充电，通过提供两路均有七种输出控制方式的直流输出，七种输出控制方式分别为：常开、常关、常半功率、光控开与光控关、光控开与时控关、光控开配合时控半功率及光控关、光控开配合时空半功率及时控关七种，以供不同特性的负载灵活使用，光控开和光控关均通过控制器检测光伏阵列的电压值确定，控制器的两路直流输出端分别连接有照明路灯和蓄电池，控制器的内部设置有风光互补逆变控制系统，所述风光互补逆变控制系统包括微控制单元mcu、交互模块以及与所述微控制单元mcu的输出端连接的最大功率点跟踪太阳能控制器mppt，最大功率点跟踪太阳能控制器mppt通过微处理器的数字输出对模拟电路进行控制，最大功率点跟踪太阳能控制器mppt内设有高分辨率计数器，通过调用方波的占空比来对模拟信号的电平进行编码，最大功率点跟踪太阳能控制器mppt为数字式控制器，控制风光发电组件对蓄电池进行限流、限压充电，当风光发电组件总充电电流小于限流电时，风光发电组件转化后的电能完全输送至蓄电池，当风光发电组件电流大于限流电流，以限流点的电流给蓄电池供电，且大于限流点电流的能量通过卸载模块以脉冲宽度调制方式卸载，最大功率点跟踪太阳能控制器mppt的一端连接有光伏阵列，光伏阵列上设置有灰尘传感器，用于感知光伏阵列上的灰尘量，当灰尘量增加时，太阳能电压变低并自动反馈报警信号，便于管理人员及时清理灰尘，微控制单元mcu的输出端连接有第一逆变器，微控制单元mcu的输出端通过串行通讯接口连接有物联网模块，卸载模块，通过第二逆变器卸载多余的风电。

4、作为本发明进一步的方案：所述风光发电组件包括发电风叶和光伏板，发电风叶包括扇叶及风向标，光伏板为阵列的太阳能电池板，发电风叶配合风力发电机将风能转化为交流电并输送至蓄电池内存储。

5、作为本发明进一步的方案：所述风光发电组件还包括风力发电机，用于将风能转化为机械功并以交流电流输出，风力发电机的输出端通过控制器连接蓄电池。

6、作为本发明进一步的方案：所述控制器的输出端连接有两路直流输出端子，每路所述直流输出端子均有七个直流负载连接端，使用灵活。

7、作为本发明进一步的方案：所述照明路灯至少包括两个照明灯，照明路灯为led灯管，所述串行通讯接口(4)为rs-485接口，rs-485接口有利于降低信号噪音。

8、作为本发明进一步的方案：所述物联网模块包括有线网单元、无线网单元、射频识别单元和移动通信网单元，物联网模块的输出端连接有物联网管理平台，便于控制器管理。

9、作为本发明进一步的方案：所述交互模块包括手机显示屏和电脑显示屏，所述手机显示屏和电脑显示屏均为液晶显示屏，便于观察控制器使用状态，使用状态包括蓄电池电压、风机电压、光电池电压、风机功率、光电池功率、风机电流、光电池电流、第一输出控制方式、第一路输出的关断时间、第二路输出的控制方式、第二路输出的关断时间、光控开电压点、光控关电压点、白天或夜晚指示、蓄电池电量状态等内容。

10、作为本发明进一步的方案：所述光伏板用于将太阳光能转化为直流电。

11、作为本发明进一步的方案：所述第一逆变器为dc/ac逆变器，用于将直流电转化为交流电，第二逆变器为ac/dc逆变器，用于将交流电转化为直流电，第一逆变器的输出端连接有交流负载。

12、作为本发明进一步的方案：所述照明路灯包括两组照明灯，每组所述照明灯包括至少两个路灯，用于调节每组照明灯的亮度，便于在不同能见度下调整路灯照度。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、本发明中，在蓄电池电量较低时,采用限流充电，也就是当风机和太阳能总充电电流小于限流点时，风机和太阳能的能量全部给蓄电池充电，当风机和太阳能总电流大于限流点时，以限流点的电流给蓄电池充电，多余的能量通过卸载模块配合脉冲宽度调制的方式卸载。

15、2、本发明中，光伏阵列上设置有灰尘传感器，用于感知光伏阵列上的灰尘量，当灰尘量增加时，太阳能电压变低并自动反馈报警信号，便于管理人员及时清理灰尘。

16、3、本发明中，控制器，用于控制风光发电组件对蓄电池充电，通过提供两路均有七种输出控制方式的直流输出，以供不同特性的负载灵活使用。

技术特征：

1.风光互补逆变一体控制器，其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的风光互补逆变一体控制器，其特征在于：所述风光发电组件包括发电风叶(16)和光伏板(17)，发电风叶(16)包括扇叶及风向标，光伏板(17)为阵列的太阳能电池板。

3.根据权利要求2所述的风光互补逆变一体控制器，其特征在于：所述风光发电组件还包括风力发电机(12)，用于将风能转化为机械功并以交流电流输出。

4.根据权利要求1所述的风光互补逆变一体控制器，其特征在于：所述控制器(15)的输出端连接有两路直流输出端子，每路所述直流输出端子均有七个直流负载连接端。

5.根据权利要求1所述的风光互补逆变一体控制器，其特征在于：所述照明路灯(18)至少包括两个照明灯，照明路灯(18)为led灯管，所述串行通讯接口(4)为rs-485接口。

6.根据权利要求1所述的风光互补逆变一体控制器，其特征在于：所述物联网模块(3)包括有线网单元、无线网单元、射频识别单元和移动通信网单元，物联网模块(3)的输出端连接有物联网管理平台(19)。

7.根据权利要求1所述的风光互补逆变一体控制器，其特征在于：所述交互模块(2)包括手机显示屏(13)和电脑显示屏(14)，所述手机显示屏(13)和电脑显示屏(14)均为液晶显示屏。

8.根据权利要求1所述的风光互补逆变一体控制器，其特征在于：所述光伏板(17)用于将太阳光能转化为直流电。

9.根据权利要求1所述的风光互补逆变一体控制器，其特征在于：所述第一逆变器(5)为dc/ac逆变器，用于将直流电转化为交流电，第二逆变器(9)为ac/dc逆变器，用于将交流电转化为直流电，第一逆变器(5)的输出端连接有交流负载(6)。

10.根据权利要求1所述的风光互补逆变一体控制器，其特征在于：所述照明路灯(18)包括两组照明灯，每组所述照明灯包括至少两个路灯，用于调节每组照明灯的亮度。

技术总结
本发明公开了电力节能技术领域的风光互补逆变一体控制器，包括风光发电组件，用于将风能以及太阳光光能转化为电能；控制器，用于控制风光发电组件对蓄电池充电，光控开和光控关均通过控制器检测光伏阵列的电压值确定，控制器的两路直流输出端分别连接有照明路灯和蓄电池，控制器的内部设置有风光互补逆变控制系统，所述风光互补逆变控制系统包括微控制单元MCU。本发明通过在蓄电池电量较低时,采用限流充电，也就是当风机和太阳能总充电电流小于限流点时，风机和太阳能的能量全部给蓄电池充电，当风机和太阳能总电流大于限流点时，以限流点的电流给蓄电池充电，多余的能量通过卸载模块配合脉冲宽度调制的方式卸载。

技术研发人员：苏兰娣,李旻,赵倩,蔡成林,高国栋,韩袁全,侯晓丽,彭建明,许丁文
受保护的技术使用者：扬州市职业大学(扬州开放大学)
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13