[发明专利]风光互补离网、并网双模式系统

摘要

本发明涉及一种风光互补离网、并网双模式系统。传统的并网式风光互补控制器中太阳能电池板大多采用固定式的供电模式，太阳电池板不能实时跟踪太阳光的入射角度，太阳能的利用率较低；并网回馈方式大多以电网电压作为回馈电流的给定，电网电压畸变会造成回馈电流中包含大量的谐波成份，造成电网污染。本发明组成包括太阳能电池电路组和风力发电机组，所述的太阳能电池电路组和风力发电机组分别与DC‑DC升压稳压器（4）、三相逆变电路（5）依次相连。本发明用于风电、光电发电的互补。

主权项

一种风光互补离网、并网双模式系统，其组成包括：太阳能电池电路组和风力发电机组，其特征是：所述的太阳能电池电路组和风力发电机组分别与DC‑DC 升压稳压器、三相逆变电路依次相连，所述的太阳能电池电路组和风力发电机组包括光耦TLP250 构成的无级卸荷的驱动电路；所述的太阳能电池电路组由光电检测电路、双轴电机驱动电路、双轴直流电机组成，所述的光电检测电路检测太阳入射光的方位角，所述的光电检测电路包括太阳能电池板自动跟踪装置和最大功率跟踪装置，通过控制所述的双轴直流电机的旋转，使太阳能电池板实时与太阳的照射方向垂直；所述的风力发电机组的风力发电机、永磁同步发电机、整流电路依次连接；所述的双轴电机驱动电路由数字信号处理器TMS320LF2407提供控制信号；PWM 卸荷与所述的DC‑DC 升压稳压器中的蓄电池连接；所述的光耦TLP250 构成无级卸荷的驱动电路，是指当PIC18‑1 检测蓄电池电压超过32V 时，为了防止蓄电池过压而被损坏，故需要在蓄电池前加入卸荷电路，使多余的电能通过卸荷电阻和与之相连的功率开关管释放掉，使蓄电池电压在允许的工作范围内，即当电压霍尔检测蓄电池电压高于32V 时，使RC1 口输出低电平，而光耦输出高电平，驱动MOSFET 功率开关管导通，蓄电池电压通过卸荷电阻、功率开关管流入大地，保证蓄电池工作在允许的电压范围内；所述的DC‑DC 升压稳压器中的Boost 升压斩波电路与所述的蓄电池充电器中的风力发电机组连接，所述的Boost 升压斩波电路与电压霍尔一电路连接，所述的电压霍尔一电路与单片机PIC18‑1 连接，所述的单片机PIC18‑1 与驱动电路连接，所述的驱动电路与Boost 升压斩波电路连接，所述的蓄电池设置在所述的风力发电机组与所述的Boost 升压斩波电路之间，所述的蓄电池与电压霍尔二电路连接，所述的电压霍尔二电路与所述的单片机PIC18‑1 连接；Boost 升压斩波电路的输出电压检测是将电压霍尔采集的Boost 升压斩波电路的电压信号接到PIC18‑1 的RA1/AN1 口，将转换后的数字量与程序的给定值进行比较，经过PI 调节，改变PWM 信号的占空比，再通过驱动电路控制开关管的通断，使输出电压稳定在600V ；所述的三相逆变电路中包括三相离网电路和三相并网电路，所述的三相逆变电路中的逆变部分与所述的DC‑DC 升压稳压器中Boost升压斩波电路连接，所述的三相逆变电路与三相LC 滤波单元连接，所述的三相LC 滤波电路与所述的三相并网电路中的交流接触器二连接，过流保护电路与所述的三相逆变电路和所述的三相LC 滤波电路之间的A 线连接，所述的过流保护电路与单片机PIC18‑2 连接，所述的单片机PIC18‑2 与驱动电路连接，所述的驱动电路与所述的三相逆变电路连接；离网时三相逆变器输出的交流正弦电压，通过220V/5V 降压、整流、滤波处理后将交流电压转换成直流量，通过电阻分压后接入PIC18‑2 单片机RA2/AN2转换端口，将转换后的数字量与程序中的给定值进行比较，通过PI 调节改变SPWM 波的调制比，使输出电压跟随给定值，最终输出稳定的交流电压；并网时电网电压同步信号的获取是利用三相同步变压器从电网中获得一个幅值较小的正弦信号，经过零比较得到一个与电网电压同步的方波信号，通过PIC18‑2 捕获该方波的上升沿即得到电网电压的同步信号；并网逆变器输出三相电流取样电路的电流霍尔器件通过对交流电流隔离采样，输出端电阻R7将电流信号转换为一定的交流电压信号，经RC 滤波、电压跟随处理后送入反相加法电路，得出U5A 的输出电压Vo1=R11(Vin/R9+V偏置/R10)，因为R9=R10=R11，所以有，Vo1=( Vin + V偏置)，随后再经反向电路进行调整，得出器件U5B 的输出电压为Vo=‑ Vo1×R13/R15=‑( Vin + V偏置) ×R13/R15，又因为电阻R13=R15，得出Vo= ‑（Vin+V偏置），该电路最后输出的是一个交流电压信号与一个负的偏置电压信号之和，以满足PIC18 中AD 模块对模拟量输入的要求。