專利名稱：風(fēng)、光、柴互補(bǔ)系統(tǒng)控制逆變一體機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新能源行業(yè)中太陽能、風(fēng)能和柴油機(jī)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中有關(guān)充放電和逆變技術(shù)的一種一體化裝置，尤其涉及一種能夠優(yōu)化太陽能、風(fēng)能和柴油機(jī)之間相互配合，達(dá)到優(yōu)先利用太陽能和風(fēng)能發(fā)電，在前者無法保證負(fù)載供電時(shí)再啟動(dòng)柴油機(jī)組，可保障負(fù)載供電的連續(xù)性的一體化裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，太陽能、風(fēng)能及柴油發(fā)電技術(shù)都相對(duì)成熟。一般系統(tǒng)構(gòu)成是太陽能或風(fēng)力機(jī)發(fā)出的電力通過充電控制器向蓄電池充電，負(fù)載的供電是由蓄電池通過發(fā)電控制器經(jīng)逆變器逆變成交流供給；如牽涉到柴油發(fā)電機(jī)作為補(bǔ)充電源，也就是在逆變器輸出端連接一個(gè)雙電源切換電路。這種相對(duì)獨(dú)立的發(fā)電模式使現(xiàn)場運(yùn)行人員的運(yùn)行、維護(hù)工作量很大，而且蓄電池組因虧電時(shí)間長而使使用壽命大大減少，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)因相互之間缺少聯(lián)系從而總體效率一直較低。
實(shí)用新型內(nèi)容為了改變目前行業(yè)內(nèi)風(fēng)光柴互補(bǔ)系統(tǒng)控制逆變及雙電源切換分開控制的弊端，本實(shí)用新型所要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種可對(duì)太陽能、風(fēng)能、柴油機(jī)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的充放電過程、逆變過程、切換回路等進(jìn)行管理、控制，并使整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)處于高效、穩(wěn)定和合理的狀態(tài)下運(yùn)行，同時(shí)可對(duì)各運(yùn)行部件的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的風(fēng)光柴互補(bǔ)系統(tǒng)控制逆變一體機(jī)。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是太陽能方陣產(chǎn)生的電力通過最佳功率跟蹤后經(jīng)蓄電池充電控制回路向蓄電池充電；風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生的電力經(jīng)過電壓吸收后整流再經(jīng)蓄電池充電控制回路向蓄電池充電；蓄電池充電控制回路在充電過程中根據(jù)蓄電池溫度自動(dòng)調(diào)準(zhǔn)蓄電池充電之截止電壓；蓄電池中儲(chǔ)存的電力經(jīng)放電控制回路由逆變電路逆變成交流電向負(fù)載供電；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到蓄電池端電壓低于某設(shè)定值，系統(tǒng)向柴油機(jī)發(fā)出啟動(dòng)指令，這時(shí)逆變器仍繼續(xù)工作，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到柴油機(jī)輸出電壓、頻率達(dá)到供電要求，則系統(tǒng)停止逆變工作，并切入柴油機(jī)供電，這時(shí)系統(tǒng)控制逆變器工作在整流工況，由柴油機(jī)發(fā)出的電力一部分向負(fù)載供電，另一部分經(jīng)整流后由蓄電池充電控制回路向蓄電池充電；當(dāng)蓄電池電壓充電至截止電壓，系統(tǒng)切斷柴油機(jī)充電回路，并控制逆變器重新回到逆變工況，當(dāng)逆變輸出達(dá)到供電要求時(shí)關(guān)斷柴油機(jī)供電回路并使柴油機(jī)停止運(yùn)行，投入逆變器向負(fù)載供電；整個(gè)裝置的運(yùn)行狀況和運(yùn)行參數(shù)由中央CPU控制檢測(cè)，可與外接計(jì)算機(jī)、或通過MODEM與遠(yuǎn)方終端通訊。
本實(shí)用新型的有益效果是提高了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，極大地降低負(fù)載斷電時(shí)間，充分利用太陽能、風(fēng)能等綠色清潔能源，同時(shí)保障蓄電池的運(yùn)行壽命，降低運(yùn)行人員的運(yùn)行維護(hù)工作量。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖。
圖中虛框內(nèi)為本使用新型工作原理圖，框外為外部所接設(shè)備；附圖標(biāo)記說明其中虛框外8.太陽能方陣，9.風(fēng)力發(fā)電機(jī)，10.蓄電池，11.柴油發(fā)電機(jī)，12.負(fù)載；虛框內(nèi)1.最大功率跟蹤電路，2.過電壓吸收電路，3.蓄電池充放電控制電路，4.逆變/整流模塊，5.濾波/升壓電路，6.雙電源切換電路，7.CPU控制主板。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的風(fēng)光柴互補(bǔ)系統(tǒng)控制逆變一體機(jī)用于使太陽能、風(fēng)能、柴油機(jī)等發(fā)電系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，其可連接外部設(shè)備，如太陽能方陣8、風(fēng)力發(fā)電機(jī)9、蓄電池10、柴油發(fā)電機(jī)11、負(fù)載12等，該一體機(jī)包括與太陽能方陣8相連的最大功率跟蹤電路1，與風(fēng)力發(fā)電機(jī)9相連的過電壓吸收電路2，與蓄電池10、最大功率跟蹤電路1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)9均相連接的蓄電池充放電控制電路3，以及依次連接于蓄電池充放電控制電路3后的逆變/整流模塊4、濾波/升壓電路5、雙電源切換電路6，所述的雙電源切換電路6還與負(fù)載12、柴油發(fā)電機(jī)11相連接，該一體機(jī)還包括一與上述最大功率跟蹤電路1、過電壓吸收電路2、蓄電池充放電控制電路3、逆變/整流模塊4、濾波/升壓電路5、雙電源切換電路6均相連接的CPU控制主板7。
太陽能方陣8發(fā)出的電力經(jīng)最大功率跟蹤電路1跟蹤并一直限定在最大功率點(diǎn)通過蓄電池充放電控制電路3向蓄電池10充電；風(fēng)力發(fā)電機(jī)9發(fā)出的電力經(jīng)過電壓吸收電路2整流限壓(過電壓吸收)后通過蓄電池充放電控制電路3向蓄電池10充電；如遇柴油發(fā)電機(jī)11向蓄電池10充電的運(yùn)行工況，則為柴油發(fā)電機(jī)11發(fā)出的電力經(jīng)雙電源切換電路6一部分向負(fù)載12供電，一部分經(jīng)整流/逆變模塊4(工作在整流工況)由蓄電池充放電控制電路3向蓄電池10充電；蓄電池10中的電力由蓄電池充放電控制電路3供給逆變/整流模塊4(工作在逆變工況)逆變成交流電，通過濾波/升壓電路5濾波、升壓，由雙電源切換電路6向負(fù)載供電。
CPU控制主板7檢測(cè)最大功率跟蹤電路1的輸入電流、電壓和輸出電流、電壓并調(diào)準(zhǔn)該電路內(nèi)部參數(shù)使太陽能方陣8工作在最大功率點(diǎn)，CPU控制主板7同時(shí)檢測(cè)太陽能方陣8的極性是否反接、電壓是否達(dá)到充電要求等參數(shù)，以便及時(shí)通過人機(jī)界面發(fā)出告警信號(hào)；CPU控制主板7檢測(cè)過電壓吸收電路2的輸入電流、電壓和輸出電流、電壓，及時(shí)判斷風(fēng)力機(jī)運(yùn)行工況；CPU控制主板7通過檢測(cè)到的蓄電池10的溫度、電壓和輸入電流控制蓄電池充放電控制電路3的充放電過程，在逆變器工況時(shí)關(guān)閉柴油機(jī)充電回路，開放向逆變/整流模塊4供電回路，如在整流器工況時(shí)則開放柴油機(jī)充電回路，關(guān)閉向逆變/整流模塊4供電回路；CPU控制主板7根據(jù)蓄電池10的端電壓判斷并決定逆變/整流模塊4工作在逆變還是整流工況，同時(shí)相應(yīng)控制逆變/整流模塊4的運(yùn)行工況；CPU控制主板7檢測(cè)濾波/升壓電路5的輸出電流電壓和柴油機(jī)輸出電流電壓，并根據(jù)運(yùn)行工況控制雙電源切換電路6的開關(guān)；CPU控制主板7根據(jù)運(yùn)行要求如需投入柴油發(fā)電機(jī)11工作，則向之發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，如要求柴油機(jī)停運(yùn)，則向之發(fā)出停止信號(hào)；CPU控制主板7通過人機(jī)界面、顯示儀表向運(yùn)行人員報(bào)告設(shè)備運(yùn)行狀況和參數(shù)，同時(shí)通過R1185接口與外部通訊。
綜上所述，1～7七個(gè)功能模塊組成本實(shí)用新型基本功能，其集成在一起置于機(jī)柜中就成為本實(shí)用新型樣機(jī)，當(dāng)然，凡本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知的技術(shù)變換均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)、光、柴互補(bǔ)系統(tǒng)控制逆變一體機(jī)，其可連接外部設(shè)備，即太陽能方陣(8)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)(9)、蓄電池(10)、柴油發(fā)電機(jī)(11)、負(fù)載(12)，其特征在于，該裝置包括與太陽能方陣相連的最大功率跟蹤電路(1)，與風(fēng)力發(fā)電機(jī)(9)相連的過電壓吸收電路(2)，與蓄電池(10)、最大功率跟蹤電路(1)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)(9)均相連接的蓄電池充放電控制電路(3)，以及依次連接于蓄電池充放電控制電路(3)后的逆變/整流模塊(4)、濾波/升壓電路(5)、雙電源切換電路(6)，所述的雙電源切換電路(6)還與負(fù)載(12)、柴油發(fā)電機(jī)(11)相連接，其還包括一與所述最大功率跟蹤電路(1)、過電壓吸收電路(2)、蓄電池充放電控制電路(3)、逆變/整流模塊(4)、濾波/升壓電路(5)、雙電源切換電路(6)均相連接的CPU控制主板(7)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種風(fēng)光柴互補(bǔ)系統(tǒng)控制逆變一體機(jī)，其可將太陽能、風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)合柴油發(fā)電機(jī)組的互補(bǔ)系統(tǒng)中控制蓄電池充放電并逆變成交流電。其通過將太陽能最大功率跟蹤、風(fēng)力機(jī)過電壓保護(hù)、蓄電池充放電控制、逆變/整流、濾波/升壓、雙電源切換集成在一起，由CPU控制主板統(tǒng)一管理、檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制整個(gè)一體機(jī)的運(yùn)行，并通過人機(jī)界面與外界通訊。本實(shí)用新型可提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，極大地降低負(fù)載斷電時(shí)間，充分利用太陽能、風(fēng)能等綠色清潔能源，同時(shí)保障蓄電池的運(yùn)行壽命，降低運(yùn)行人員的運(yùn)行維護(hù)工作量。
文檔編號(hào)H01L31/04GK2723723SQ03245039
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者李文男, 倪衛(wèi)兵 申請(qǐng)人:上海交大泰陽綠色能源有限公司