專利名稱：風(fēng)光柴互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能、風(fēng)能及柴油發(fā)電機(jī)組在通信領(lǐng)域聯(lián)合供電的中大功率控制器。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的不斷迸步，人們生活水平的不斷提高，傳統(tǒng)能源價(jià)格的不斷攀升，節(jié)能環(huán)保 的呼聲越來越大，綠色新能源的利用越來越引起人們重視，而風(fēng)能與太陽能這兩種可再生能 源正是人們不斷探索的結(jié)果。高效率、高可靠性地利用風(fēng)能與太陽能是所有風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)追 求的目標(biāo)，目前太陽能、風(fēng)能、柴油獨(dú)立發(fā)電技術(shù)都相對(duì)成熟，在聯(lián)合供電上缺少集中管理 從而效率低下，可靠性降低，尤其在通信電源供應(yīng)上就顯得不足。如何在通信電源供應(yīng)上高 效、高可靠地利用太陽能風(fēng)能成為人們不斷研究的課題之 。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種通信用風(fēng)光柴互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)控制裝置。該裝置可高 效、高可靠地利用太陽能、風(fēng)能，而又不失風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)。
本發(fā)明中的風(fēng)光柴互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)控制裝置，包括一個(gè)DSP,與這個(gè)DSP相連的有一 個(gè)輸入電壓電流采集單元、 一個(gè)輸出電壓電流采集單元、 一個(gè)電池溫度監(jiān)控單元、 一個(gè)驅(qū)動(dòng) 單元、 一個(gè)環(huán)境溫度檢測(cè)單元、 一個(gè)故障自診斷單元、 一個(gè)通信單元、 一個(gè)信息存儲(chǔ)單元、 一個(gè)報(bào)警輸出單元、 一個(gè)顯示單元、 一個(gè)鍵盤輸入單元，其特征在于DSP是一個(gè)32位DSP， 整個(gè)控制裝置連接有一個(gè)電池供電部件。
作為優(yōu)選，上述控制裝置中的存儲(chǔ)單元是電可擦寫只讀存儲(chǔ)器。
作為優(yōu)選，上述控制裝置中的電池溫度檢測(cè)傳感器為一個(gè)PTC金屬封裝溫度傳感器及5 米長(zhǎng)引線組成。
作為優(yōu)選，上述控制裝置中的輸入電流采樣采用的是霍爾電流傳感器。 作為優(yōu)選，上述控制裝置中的電池電壓采樣采用的是霍爾電壓傳感器。
作為優(yōu)選，上述控制裝置中的風(fēng)力輸入與太陽能輸入控制采用同一個(gè)控制器。 本裝置能夠根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)及不同風(fēng)速不同日照進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)組投入、泄荷、 剎車、太陽能電池組投入、切出系統(tǒng)，能夠接受外部命令調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)組投入、泄荷、剎 車、太陽能電池組投入、切出系統(tǒng)，能夠進(jìn)行故障處理和自診斷，并能在系統(tǒng)短路、過載或 其它嚴(yán)重故障時(shí)斷開保險(xiǎn)開關(guān)以保證設(shè)備及人員安全。 本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的-
太陽能電池方陣產(chǎn)生的電力通過太陽能控制電路實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤，再對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電力通過風(fēng)力控制電路實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電， 并提供泄荷、剎車功能；柴油發(fā)電機(jī)組通過控制器實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)在電池電壓低于設(shè)定值時(shí)自動(dòng) 啟動(dòng)柴油機(jī)對(duì)蓄電池組進(jìn)行快速充電；蓄電池組通過控制電路檢測(cè)蓄電池組在充電時(shí)的溫度， 進(jìn)行充電壓自動(dòng)補(bǔ)償，并在超過設(shè)定值時(shí)切斷充電輸入以保證設(shè)備安全。通信電路通過串口 與監(jiān)控PC連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和告警采集，PC通過串口下發(fā)命令調(diào)整系統(tǒng)工作狀態(tài)。
本實(shí)用新型工作時(shí)，太陽能控制電路獨(dú)立控制太陽能最大功率跟蹤對(duì)蓄電池充電，風(fēng)力 控制電路獨(dú)立控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最大功率跟蹤對(duì)蓄電池充電，蓄電池充放電電路有防反充電 功能、防過充電保護(hù)、防過放電保護(hù)、防蓄電池反接保護(hù)。當(dāng)連續(xù)陰雨且無風(fēng)時(shí)，蓄電池電 壓低于設(shè)定值，由控制器發(fā)送柴油機(jī)啟動(dòng)命令，自動(dòng)啟動(dòng)柴油機(jī)對(duì)蓄電池快速充電，蓄電池 電壓回升到設(shè)定值后，控制器發(fā)送命令自動(dòng)關(guān)閉柴油機(jī)。本實(shí)用新型在發(fā)生告警時(shí)，由故障 自診斷模塊收集故障信息，計(jì)算得出故障碼，并根據(jù)故障信息判斷系統(tǒng)進(jìn)入故障工作模式或 停機(jī)處理，故障碼存儲(chǔ)迸電可擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器，并顯示在LCD顯示器上，同時(shí)驅(qū)動(dòng)告 警輸出單元發(fā)生聲光告警，由通訊接口上報(bào)監(jiān)控PC， PC通過串口對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
本實(shí)用新型的有益效果在于太陽能與風(fēng)能供電采用一個(gè)控制器，提供遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障 自動(dòng)處理和診斷，接受外部命令調(diào)整系統(tǒng)工作狀態(tài)，并能在出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)切斷蓄電池連接， 保證設(shè)備安全。
圖1為本實(shí)用新型裝置系統(tǒng)方框示意圖 圖2為本實(shí)用新型裝置風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制主電路示意圖 圖3為本實(shí)用新型裝置太陽能控制主電路示意圖 圖4為本實(shí)用新型裝置控制流程示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的使用作具體說明-
風(fēng)力發(fā)電主電路見圖2:由風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相輸入，經(jīng)剎車控制電路，整流電路后取樣輸 入電壓、輸入電流，并在此并入泄荷電路，經(jīng)開關(guān)電路后給蓄電池組充電。太陽能發(fā)電主電
路見圖3:太陽能電池輸出接DC/DC電路后送蓄電池充電?？刂齐娐酚蒚MS320F2812為核 心控制芯片，見圖1，由風(fēng)力發(fā)電主電路產(chǎn)生各路需要采樣信號(hào)送入DSP，太陽能發(fā)電主電 路產(chǎn)生各路需要采樣信號(hào)送入DSP，經(jīng)DSP運(yùn)算后輸出控制信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)與PC的通訊。對(duì) 控制器說明如下 結(jié)合圖1所示
1 一個(gè)DSP，其在得到蓄電池組供電后開始工作，該DSP是具有32位核心的高性能DSP，具有速度高、功耗低、16通道12位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、外設(shè)接口多的特點(diǎn)
2 —個(gè)輸入電壓采集和處理單元，其采集當(dāng)前風(fēng)機(jī)輸入電壓和太陽能輸入電壓并處理成 DSP可接受的信號(hào)送給DSP
3 —個(gè)輸入電流采集和處理單元，其采集當(dāng)前風(fēng)機(jī)輸入電流和太陽輸入電流并處理成 DSP可接受的信號(hào)送給DSP
4 一個(gè)蓄電池電壓采樣和處理單元，其采集當(dāng)前蓄電池組電壓并處理成DSP可接受的信 號(hào)送給DSP
5 —個(gè)充電電流采樣和處理單元，其采集當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)、各路太陽能子方陣對(duì)蓄電池 組充電電流及負(fù)載供電電流并處理成DSP可接受的信號(hào)送給DSP
6 —個(gè)顯示單元，接受DSP送出的顯示信號(hào)和數(shù)據(jù)，其由一塊128*64帶漢字庫LCD顯 示器組成
7 —個(gè)鍵盤輸入單元，其為一個(gè)接受外部輸入信號(hào)，并送DSP處理
8 —個(gè)剎車驅(qū)動(dòng)單元，接受并隔離DSP輸出的剎車信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行剎車命令
9 一個(gè)泄荷驅(qū)動(dòng)單元，接受并隔離DSP輸出的泄荷信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行泄荷命令
10 —個(gè)PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元，接受并隔離DSP輸出的PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)大功率開關(guān)器件
11 一個(gè)溫度檢測(cè)單元，檢測(cè)蓄電池組溫度及控制器環(huán)境溫度，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送DSP處 理，其蓄電池組溫度傳感器為一個(gè)PTC金屬封裝溫度傳感器及5米長(zhǎng)引線組成
12 —個(gè)告警輸出單元，與DSP相連，輸出告警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)放大供聲光告警
13 —個(gè)信息存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)系統(tǒng)信息及告警信息，該存儲(chǔ)單元是可電擦寫可編程只讀存 儲(chǔ)器
14 一個(gè)通訊單元，與DSP相連，其輸出與監(jiān)控PC通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并解析監(jiān)控PC 專用軟件發(fā)送的命令，調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)
本裝置還包括一個(gè)故障自診斷單元，包括一個(gè)存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元內(nèi)有故障碼，發(fā)生 故障時(shí)，DSP執(zhí)行相應(yīng)代碼，判斷系統(tǒng)轉(zhuǎn)入故障運(yùn)行模式或停機(jī)處理 本裝置還包括一個(gè)純鋁結(jié)構(gòu)的散熱器和散熱風(fēng)扇組成。
本實(shí)用新型裝置控制流程如下工作在充電階段時(shí)，通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制電路控制風(fēng)力 發(fā)電電路工作在最大功率點(diǎn)，通過太陽能控制電路控制太陽能工作在最大功率點(diǎn)；在過充電 階段，強(qiáng)制斷開風(fēng)力發(fā)電機(jī)及太陽能電池對(duì)蓄電池充電，此時(shí)風(fēng)力控制電路進(jìn)入泄荷狀態(tài)， 太陽能處于開路狀態(tài)，直到蓄電池電壓回落到設(shè)定值后重新接入風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池進(jìn) 行對(duì)電池浮充電。當(dāng)連續(xù)陰雨且無風(fēng)時(shí)，蓄電池放電到電壓低于設(shè)定值，則裝置輸出柴油機(jī) 啟動(dòng)命令，柴油機(jī)對(duì)蓄電池進(jìn)行快速充電，到電池電壓回升到設(shè)定值后，裝置輸出關(guān)閉柴油機(jī)命令。當(dāng)連續(xù)陰雨無風(fēng)且柴油機(jī)故障時(shí)，蓄電池放電后電壓低于過放電電壓設(shè)定值時(shí)，裝 置自動(dòng)切斷負(fù)載連接。
權(quán)利要求1、風(fēng)光柴互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)控制裝置，包括一個(gè)DSP，與這個(gè)DSP相連的有一個(gè)輸入電壓電流采集單元、一個(gè)輸出電壓電流采集單元、一個(gè)電池溫度監(jiān)控單元、一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元、一個(gè)環(huán)境溫度檢測(cè)單元、一個(gè)故障自診斷單元、一個(gè)通信單元、一個(gè)信息存儲(chǔ)單元、一個(gè)報(bào)警輸出單元、一個(gè)顯示單元、一個(gè)鍵盤輸入單元，其特征在于DSP是一個(gè)32位DSP，整個(gè)控制裝置連接有一個(gè)電池供電部件。
2、 根據(jù)權(quán)利1所述的控制裝置，其特征在于存儲(chǔ)單元是電可擦寫只讀存儲(chǔ)器。
3、 根據(jù)權(quán)利1所述的控制裝置，其特征在于電池溫度檢測(cè)傳感器為一個(gè)PTC金屬封裝溫 度傳感器及5米長(zhǎng)引線組成。
4、 根據(jù)權(quán)利l所述的控制裝置，其特征在于輸入電流采樣采用的是霍爾電流傳感器。
5、 根據(jù)權(quán)利l所述的控制裝置，其特征在于電池電壓采樣采用的是霍爾電壓傳感器。
6、 根據(jù)權(quán)利1所述的控制裝置，其特征在于風(fēng)力輸入與太陽能輸入控制采用同一個(gè)控制器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了供電系統(tǒng)控制裝置，尤其是指一種通信用風(fēng)光柴互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)控制裝置。本裝置包括一個(gè)DSP，與這個(gè)DSP相連的有一個(gè)輸入電壓電流采集單元，一個(gè)輸出電壓電流采集單元等等，本實(shí)用新型中所采用的DSP是一個(gè)32位DSP，且整個(gè)控制裝置連接有一個(gè)電池供電部件。本裝置的優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)及不同風(fēng)速不同日照進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)組投入/泄荷/剎車、太陽能電池組投入/切出系統(tǒng)，能夠接受外部命令調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)組投入/泄荷/剎車、太陽能電池組投入/切出系統(tǒng)，能夠進(jìn)行故障處理和自診斷，并能在系統(tǒng)短路、過載或其它嚴(yán)重故障時(shí)斷開保險(xiǎn)開關(guān)以保證設(shè)備及人員安全。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201312132SQ20082016922
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者李文炳, 海 陳, 陳寶勇, 陳敏娜 申請(qǐng)人:杭州東冠通信建設(shè)有限公司