一种输出功率连续可控的风光互补控制器及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电气控制领域，尤其涉及一种输出功率连续可控的风光互补控制器即 系统。
【背景技术】
[0002] 风光互补控制器是对光伏电池板和风力发电机所发的电能进行调节和控制，一方 面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量按蓄电池的特性曲线 对蓄电池组进行充电。蓄电池充满电后，控制器把风机（或者风机和光伏电池板）发出的 电量进行泄荷，即通过电阻消耗掉多余的能量，以保证蓄电池不被过充。
[0003] 目前已有的的风光互补控制器的拓扑结构如图1和图2所示，基本原理相同，其区 别在于图1的拓扑结构仅针对风机的发出能量进行泄荷控制，图2的拓扑结构针对风机和 光伏发出的能量进行控制。在基于分布式能源的供电系统中，风光互补控制器跟蓄电池直 接相连。而蓄电池的SOC(储存的电量）跟充电电流有直接的关系，表1为一种典型蓄电池 的充电电流与蓄电池SOC的关系，由此可见，控制蓄电池的充电电流对于提高蓄电池在实 际系统中的SOC具有重要意义，同时小电流充放电对于提高蓄电池的使用寿命至关重要。 图1和图2所示拓扑结构在正常工作时，蓄电池上流过的电流波形如图3所示。因为此时 电池上的输入电流为方波，电流幅值较高，所以会大幅降低储能电池的容量利用率，使用寿 命大幅缩短。
[0004] 表1额定100A电池模块不同电流充电对比
[0005]
[0006] 综上可知，目前已有的的风光互补控制器的拓扑结构的泄荷控制的方式虽然利用 泄荷电阻消耗掉蓄电池所不需要的能量，但因为在蓄电池上形成方波电流，所以不能够实 现对储能电池在大充电电流下的保护功能，同时也导致大电流充电导致储能电池容量利用 率大幅降低。
【发明内容】
[0007] 鉴于上述问题，本申请记载了一种输出功率连续可控的风光互补控制器及系统， 包括：
[0008] 风机，用以将风能转变为电能；
[0009] 三相整流桥电路，与所述风机相连；
[0010] 储能电池，所述储能电池的正极和负极分别于所述三相整流桥电路的正端和负端 相连，用以存储电能；
[0011] 开关直流升压电路，分别与所述三相整流桥电路和所述储能电池并联，用以控制 所述储能电池的输入电流并实现所述输入电流的连续可控。
[0012] 较佳的，所述开关直流升压电路包括绝缘栅双极型晶体管。
[0013] 较佳的，所述风光互补控制器还包括控制模块，与所述绝缘栅双极型晶体管的门 极相连，用于控制所述绝缘栅双极型晶体管的驱动信号。
[0014] 较佳的，所述控制模块包括：
[0015] 第一比较单元，与所述储能电池相连，用以接收所述储能电池的电压参考值和所 述储能电池的实际电压值并进行比较处理，获取第一差值信号；
[0016] 电压PI调节器，与所述第一比较单元相连，用以对所述第一差值信号进行调节处 理；
[0017] 第二比较单元，分别与所述电压PI调节器以及所述储能电池相连，用以接收经所 述电压PI调节器处理后的第一差值信号和所述储能电池的实际电流值进行比较处理，获 取第二差值信号；
[0018] 电流PI调节器，与所述第二比较单元相连，用以对所述第二差值信号进行调节处 理；
[0019] PffM调制单元，与所述电流PI调节器相连，用以对经所述电流PI调节器处理后的 第二差值信号进行PWM调制处理，获取所述驱动信号。
[0020] 较佳的，所述开关直流升压电路还包括电感，所述电感一端与所述绝缘栅双极型 晶体管的集电极相连，另一端通过开关与所述三相整流桥电路的正端和所述光伏板的正端 以及储能电池的正极相连。
[0021] 较佳的，所述开关直流升压电路还包括第二二极管和储能电容，所述第二二极管 和所述储能电容串联后与所述绝缘栅双极型晶体管并联。
[0022] 较佳的，所述储能电容还与一放电电阻并联。
[0023] 较佳的，所述风光互补控制器还包括光伏板，所述光伏板分别于所述三相整流桥 电路、所述开关直流升压电路以及所述储能电池并联。
[0024] 较佳的，所述光伏板的正端串联一第一二极管，所述储能电池的正端串联一第 三二极管。
[0025] 本发明还提供了 一种输出功率连续可控的风光互补控制器，包括风光互补控制 器、用电负荷以及电池控制模块，所述用电负荷通过直流母线与所述风光互补控制器中的 储能电池相连；所述电池控制模块分别与所述用电负荷以及所述储能电池相连，用以根据 所述用电负荷的实时功率和所述储能电池的工作特性所要求的充电电流值统计储能电池 的电流参考值，并根据所述电流参考值对所述储能电池的充电电流进行控制。
[0026] 上述技术方案具有如下优点或有益效果：三相整流桥电路和光伏板均与一boost 电路并联，通过控制模块对IGBT进行电流闭环控制，实现了储能电池的电流完全可控，且 电流连续的效果；通过电池控制模块对储能电池的充电电流进行控制，大幅的提高了储能 电池SOC利用率，同时提高了储能电池的使用寿命。
【附图说明】
[0027] 参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和 阐述，并不构成对本发明范围的限制。
[0028] 图1为现有技术中风光互补控制器的拓扑结构不意图一；
[0029] 图2为现有技术中风光互补控制器的拓扑结构示意图二；
[0030] 图3为现有技术中风光互补控制器正常工作时蓄电池上流过电流的波形图；
[0031] 图4为本发明一种输出功率连续可控的风光互补控制器的结构示意图；
[0032] 图5为本发明一种输出功率连续可控的风光互补控制器中控制模块的结构示意 图；
[0033] 图6为本发明一种输出功率连续可控的风光互补控制器中储能电池支路实际电 流值跟随实际电压值进行变化的状态图；
[0034] 图7为本发明一种输出功率连续可控的风光互补系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图和具体实施例对本发明一种输出功率连续可控的风光互补控制器 及系统进行详细说明。
[0036] 实施例一
[0037] 如图4所示，一种输出功率连续可控的风光互补控制器，包括：
[0038] 风机，用于将风能转变为电能；
[0039] 光伏板，用于将光能转变为电能；
[0040] 三相整流桥电路，与所述风机相连，用于将所述风机输出的交流电转变为直流，所 述三相整流桥电路与所述光伏板并联；
[0041] 开关直流升压电路，分别与所述三相整流桥的与所述光伏板并联，用于对储能电 池的输入电流实现连续可控；
[0042] 储能电池，所述储能电池的正极与分别所述三相整流桥的正端和所述光伏板的正 端串联，其负极分别于所述三相整流桥的负端和所述光伏板的负端串联；用于储存所述风 机和所述光伏板传递来的电能。
[0043] 所述光伏板的和储能电池之间还串联一第一二极管Dl和第三二极管D3。
[0044] 所述开关直流升压电路包括电感、绝缘栅双极型晶体管（IGBT)、第二二极管D2、 储能