專利名稱：一種風(fēng)光互補(bǔ)mppt控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)光互補(bǔ)MPPT控制器，其應(yīng)用于風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能、風(fēng)能是新能源的重要組成，而風(fēng)光互補(bǔ)控制器是太陽(yáng)能、風(fēng)能應(yīng)用的核心設(shè)備。風(fēng)光互補(bǔ)控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行安全高效的智能充電、快速充電和最大功率充電，一直是國(guó)內(nèi)外廣大科技工作者研究的重點(diǎn)課題，這對(duì)于提高和利用太陽(yáng)能、風(fēng)能資源的效率有著重要的意義?，F(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)光互補(bǔ)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制器，主要有恒定電壓法(CVT)風(fēng)光互補(bǔ)控制器、擾動(dòng)觀察法(PO)風(fēng)光互補(bǔ)控制器、占空比擾動(dòng)法(DRP)風(fēng)光互補(bǔ)控制器、電導(dǎo)增量法(IncCond)風(fēng)光互補(bǔ)控制器以及模糊邏輯法(FL)風(fēng)光互補(bǔ)控制器和最優(yōu)梯度 法(OG)風(fēng)光互補(bǔ)控制器等。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)光互補(bǔ)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制器，其跟蹤速度慢，無(wú)法將風(fēng)、光的能源最大化利用。鑒于現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)光互補(bǔ)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制器的上述缺陷，本發(fā)明人研發(fā)出一種克服上述缺陷的風(fēng)光互補(bǔ)MPPT控制器，本案由此產(chǎn)生。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種跟蹤速度快且能最大化利用風(fēng)光能源的風(fēng)光互補(bǔ)MPPT控制器。為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案為一種風(fēng)光互補(bǔ)MPPT控制器，包括采用微分最優(yōu)控制法的Buck-Boost變換器、數(shù)字信號(hào)處理器及與光伏組件和風(fēng)機(jī)相連的無(wú)級(jí)電子卸載器；與光伏組件及風(fēng)機(jī)相連的Buck-Boost變換器的輸入端與數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端連接，其輸出端同時(shí)與數(shù)字信號(hào)處理器和蓄電池組的輸入端連接；數(shù)字信號(hào)處理器的輸入端接收光伏組件和風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的源電壓，數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端還與無(wú)級(jí)電子卸載器連接；光伏組件和風(fēng)機(jī)輸出的信號(hào)同時(shí)進(jìn)入Buck-Boost變換器和數(shù)字信號(hào)處理器；經(jīng)Buck-Boost變換器處理的信號(hào)同時(shí)進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理器及蓄電池組；經(jīng)數(shù)字信號(hào)處理器處理后的信號(hào)同時(shí)反饋給無(wú)級(jí)電子卸載器及Buck-Boost 變換器。進(jìn)一步，Buck-Boost變換器包括功率MOS電子開關(guān)、續(xù)流二極管、電感器和電容器；續(xù)流二極管與電容器串接后與電感器并聯(lián)，功率MOS電子開關(guān)串接在電路中，電路連接在電源兩極。采用上述方案后,本實(shí)用新型對(duì)風(fēng)機(jī)和光伏組件的功率特性采用最大功率點(diǎn)擾動(dòng)搜索，如果風(fēng)光電源的輸入電壓等于或低于蓄電池的電壓時(shí)，各控制程序都調(diào)用微分最優(yōu)控制法的MPPT控制程序，把風(fēng)光的能源最大化利用。
圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)葉片風(fēng)能利用系數(shù)Cp-葉尖速比λ性能曲線圖；圖3是本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)葉片功率-轉(zhuǎn)速曲線圖；圖4a、圖4b是本實(shí)用新型光伏組件光照強(qiáng)度不同情況下的I_V、P_V特性曲線圖；圖5a、圖5b是本實(shí)用新型光伏組件結(jié)溫變化情況下的I_V、P_V特性曲線圖；圖6是本實(shí)用新型Buck-Boost變換器結(jié)構(gòu)圖；圖7是Buck-Boost變換器運(yùn)行微分最優(yōu)控制法的程序圖；圖8是本實(shí)用新型系統(tǒng)運(yùn)行程序圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明Buck-Boost變換器I 功率MOS電子開關(guān)11續(xù)流二極管12電感器13 電容器14電源15數(shù)字信號(hào)處理器2 無(wú)級(jí)電子卸載器3光伏組件4風(fēng)機(jī)5蓄電池組具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。參閱圖I及圖6所示，本實(shí)用新型揭示的一種風(fēng)光互補(bǔ)MPPT控制器，包括采用微分最優(yōu)控制法的Buck-Boost變換器I、數(shù)字信號(hào)處理器2及與光伏組件4和風(fēng)機(jī)5相連的無(wú)級(jí)電子卸載器3。與光伏組件4及風(fēng)機(jī)5相連的Buck-Boost變換器I的輸入端與數(shù)字信號(hào)處理器2的輸出端連接，其輸出端同時(shí)與數(shù)字信號(hào)處理器2和蓄電池組6的輸入端連接。數(shù)字信號(hào)處理器2的輸入端接收光伏組件4和風(fēng)機(jī)5產(chǎn)生的源電壓，數(shù)字信號(hào)處理器2的輸出端還與無(wú)級(jí)電子卸載器3連接。光伏組件4和風(fēng)機(jī)5輸出的信號(hào)同時(shí)進(jìn)入Buck-Boost變換器I和數(shù)字信號(hào)處理器2 ;經(jīng)Buck-Boost變換器I處理后的信號(hào)同時(shí)進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理器2及蓄電池組6 ;經(jīng)數(shù)字信號(hào)處理器2處理后的信號(hào)同時(shí)反饋給無(wú)級(jí)電子卸載器3及Buck-Boost變換器I。其中，Buck-Boost變換器I包括功率MOS電子開關(guān)11、續(xù)流二極管12、電感器13和電容器14 ;續(xù)流二極管12與電容器14串接后與電感器13并聯(lián)，功率MOS電子開關(guān)11串接在電路中，電路連接在電源15兩極。在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中，相對(duì)風(fēng)機(jī)5而言，光伏組件4輸出的電能相對(duì)比較穩(wěn)定，而風(fēng)能則變化比較明顯，隨機(jī)性強(qiáng)，輸出電壓不穩(wěn)定，當(dāng)風(fēng)速超過(guò)限定值時(shí)，輸出功率過(guò)大，如果此時(shí)還需要對(duì)蓄電池充電，就必須通過(guò)無(wú)級(jí)電子卸載器3卸掉部分功率，避免風(fēng)機(jī)5損壞。風(fēng)機(jī)5的轉(zhuǎn)速與輸出電壓成正比，通過(guò)檢測(cè)風(fēng)機(jī)5輸出電壓就可知風(fēng)機(jī)5的工作狀態(tài)。蓄電池組6是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能設(shè)備，如何在最短的時(shí)間內(nèi)充滿蓄電池組6，即以最大功率向蓄電池組6充電是控制需要解決的中心問(wèn)題，本實(shí)用新型采用微分最優(yōu)控制法來(lái)實(shí)現(xiàn)最大功率向蓄電池組6充電，以下予以詳述[0033]首先，由空氣動(dòng)力學(xué)可知，風(fēng)機(jī)5的輸入功率為Pv = 1/2 PSV3 (I)式中P -空氣密度；S_風(fēng)機(jī)5葉片迎風(fēng)掃掠面積；V_進(jìn)入風(fēng)機(jī)5掃掠面之前空氣的風(fēng)速。由于通過(guò)葉片旋轉(zhuǎn)面的風(fēng)能并非全部都能被風(fēng)機(jī)5所吸收，可定義其風(fēng)能利用系數(shù)CpCp =風(fēng)機(jī)5輸出的機(jī)械功率/輸入葉輪面內(nèi)的風(fēng)功率=P/Pv⑵所以，風(fēng)機(jī)5的輸出機(jī)械功率為
權(quán)利要求1.一種風(fēng)光互補(bǔ)MPPT控制器，其特征在于包括采用微分最優(yōu)控制法的Buck-Boost變換器、數(shù)字信號(hào)處理器及與光伏組件和風(fēng)機(jī)相連的無(wú)級(jí)電子卸載器；與光伏組件及風(fēng)機(jī)相連的Buck-Boost變換器的輸入端與數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端連接，其輸出端同時(shí)與數(shù)字信號(hào)處理器和蓄電池組的輸入端連接；數(shù)字信號(hào)處理器的輸入端接收光伏組件和風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的源電壓，數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端還與無(wú)級(jí)電子卸載器連接；光伏組件和風(fēng)機(jī)輸出的信號(hào)同時(shí)進(jìn)入Buck-Boost變換器和數(shù)字信號(hào)處理器；經(jīng)Buck-Boost變換器處理的信號(hào)同時(shí)進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理器及蓄電池組；經(jīng)數(shù)字信號(hào)處理器處理后的信號(hào)同時(shí)反饋給無(wú)級(jí)電子卸載器及Buck-Boost變換器。
2.如權(quán)利要求I所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)MPPT控制器，其特征在于=Buck-Boost變換器包括功率MOS電子開關(guān)、續(xù)流二極管、電感器和電容器；續(xù)流二極管與電容器串接后與電感器并聯(lián)，功率MOS電子開關(guān)串接在電路中，電路連接在電源兩極。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種風(fēng)光互補(bǔ)MPPT控制器，包括采用微分最優(yōu)控制法的Buck-Boost變換器、數(shù)字信號(hào)處理器及與光伏組件和風(fēng)機(jī)相連的無(wú)級(jí)電子卸載器；與光伏組件及風(fēng)機(jī)相連的Buck-Boost變換器的輸入端與數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端連接，其輸出端同時(shí)與數(shù)字信號(hào)處理器和蓄電池組的輸入端連接；數(shù)字信號(hào)處理器的輸入端接收光伏組件和風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的源電壓，數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端還與無(wú)級(jí)電子卸載器連接。本實(shí)用新型跟蹤速度快且能最大化利用風(fēng)光能源的。
文檔編號(hào)H02J7/32GK202474995SQ20122007311
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者張勉之, 戴志華, 李原, 林晨, 林泉, 趙獻(xiàn)民, 陳飛 申請(qǐng)人:招商局漳州開發(fā)區(qū)創(chuàng)達(dá)太陽(yáng)能科技有限公司