[实用新型]一种小型风能发电机控制装置

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种小型风能发电机控制装置，具体是控制风力发电设备充电/供电的风力发电控制器，其包括作为核心处理元件的处理板。

(二)背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74×109Mw，其中可利用的风能为2×107Mw。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦，开发利用潜力巨大。风力发电是将风能首先转化为机械能，再将机械能转化为电能，它主要由风轮、变速箱、发电机、偏移装置和控制系统组成，其中控制器需要根据风向、风力密度调整发电机及偏移装置的工作状态，进而获得比较高的发电效率。

不过现在的发电控制器主要限于风力发电状态的监控，并据此调整电池的充放电，并提供一定的保护策略，但其监控运行参数少，使得一些控制无法获得控制依据，使风力发电设备运行安全性和经济性相对较差。

(三)发明内容

因此，本实用新型针对现有技术的上述缺陷，提供了一种集成度高，监控域广，运行安全可靠的风力发电控制器。

本实用新型采用的技术方案为：

一种小型风能发电机控制装置，包括中央处理板，其特征在于其进一步包括与所述处理板连接的通讯端口，PWM端口，开关量输入输出端口，模拟量输入端口，逆变器以及人机界面；通讯端口连接有外部通讯接口，PWM端口连接有主电源开关电路，辅助电源开关电路和充电控制电路；开关量输入输出端口连接有跟踪保护控制电路，逆变工作控制电路，充电电源输入与切换控制电路；模拟量输入端口连接有各路模拟量检测电路；人机界面包括显示器和输入设备。

整个控制器由处理板控制，使得控制器硬件的升级和更换更加方便，精度更高。人机界面也使得发电机系统的维护和调试更加方便。

(四)附图说明

图1为本实用新型风力发电控制器实施例的原理框图。

(五)具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述：

参照说明附图1，风力发电控制器，包括作为核心处理元件的处理板，其特征在于其进一步包括与所述处理板连接的：

现场设备一次元件模拟量、开关量输入电路，用于获取现场设备运行状态信息；现场设备控制量输出电路，用于依据处理板对上述的现场设备状态信息的处理，控制逆变器和直流使用设备的功率限制值，同时控制逆变器工作。

所述处理板用于连接所述一次元件的接口至少包括：

多路模拟量输入端口，用于获取主电池电压、充电电流、放电电流及其温度，以及风能充电电压和逆变器电流，风向及偏差，从而获取上述模拟量信息，便于对主电池的控制；

多路开关量输入端口，用于充电电源检测，逆变器、主电池运行状态检测，以及控制状态的启动、停止和保护；

多路开关量输出端口，用于充电电源的选择，逆变工作启停控制，主电池的充、放电控制，以及跟踪与保护控制，对于这些基本开关量的控制，不仅结构紧凑，而且基本上可以满足控制要求。

所述处理板用于连接所述一次元件的接口还包括多路PWM端口，以用于大功率开关电路的控制，给主电池充电、过载、短路保护和工作状态监测。当然，这里的大功率是相对的，主要是在该系统中是大功率的设备，通过PWM控制大功率开关电路灵敏度高，控制安全可靠。

所述控制电路主要包括风机的偏航或卸荷，以及跟踪和保护，以使风力发电机处于较好的运行状态。

为了便于人为介入，所述处理板还连接有人机界面，且该人机界面包括显示器和输入设备。

为了便于外部设备的介入，以用于程序写入、读出，或者便于工业控制，所述处理器还设有串行接口、并行接口和无线通讯接口。

为了便于对系统的监控，所述处理板接有不掉电的带有万年历的时钟电路，便于记录监控信息，利于维护操作和电力调度。

所述时钟电路通过12c接口接入处理板。

所述处理板设有以支持TcP/IP协议的网络接口，便于联网，并设有一个支持DeviceNet协议的CAN端口，可以通过CAN总线连接多台可编程职能电源管理控制器、现场计算机或其他支持CAN总线的设备，实现多台设备统一管理、获取运行数据或设置参数及控制。