專利名稱：一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)電系統(tǒng)。具體為一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人類對于能源的需求也越來越大，傳統(tǒng)的能源儲量正在日益枯竭。而且，傳統(tǒng)燃料的大量使用對人類生存環(huán)境造成的危害日益突出，可再生清潔能源的開發(fā)和利用成為重要而急迫的課題。清潔能源中的風能和光能是極具開發(fā)價值的能源，其中風光互補發(fā)電系統(tǒng)是一種可同時利用風能和光能進行發(fā)電的裝置，風光互補發(fā)電系統(tǒng)的工作原理是:一方面利用自然風作為動力，風輪吸收風的能量，帶動風力發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生交流電，通過整流器把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，向蓄電池組充電并儲存電能，同時，利用光伏板的光伏效應將太陽能直接轉(zhuǎn)化為直流電，供負載使用或者貯存于蓄電池內(nèi)備用。目前的風光互補發(fā)電系統(tǒng)一般包括光伏板1、二極管2、風力發(fā)電機3、整流橋4、BUCK電路5及蓄電池6，其中光伏板I與二極管2串聯(lián)形成一個支路，風力發(fā)電機3與整流橋4串聯(lián)形成一個支路，以上兩個支路并聯(lián)向蓄電池6充電，BUCK電路5設(shè)于干路上。這種結(jié)構(gòu)存在的缺陷是，受蓄電池的最高充電電壓的限制，光伏板的輸出電壓只能是蓄電池的最高充電電壓，而風力發(fā)電機整流后的電壓也不能高于蓄電池最高充電電壓太多，這樣，即使光伏板和風力發(fā)電機可產(chǎn)生大量的電能，但其輸出功率很低，造成清潔能源的浪費，也使得蓄電池的充電效率較低。
實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有的風光互補發(fā)電系統(tǒng)的風力發(fā)電機和光伏板的輸出功率小，造成清潔能源的浪費，并使得蓄電池充電效率較低的缺點，提供一種可追蹤風力發(fā)電機和光伏板的最大輸出功率，以提高光伏板和風力發(fā)電機的輸出功率，從而更充分利用風能和光能的風光互補發(fā)電系統(tǒng)。本實用新型的風光互補發(fā)電系統(tǒng)，包括由光伏板和二極管串聯(lián)形成的光電支路、由風力發(fā)電機和整流橋串聯(lián)形成的風電支路，所述光電支路與所述風電支路并聯(lián)向干路中的蓄電池充電，所述光電支路和所述風電支路中均串聯(lián)有BUCK電路，所述風光互補發(fā)電系統(tǒng)還設(shè)有可對所述光電支路和所述風電支路交替進行控制的MPPT控制裝置。作為優(yōu)選，所述MPPT控制裝置包括DSP控制器及自所述DSP控制器弓I出的光電支路檢測電路、風電支路檢測電路、光電支路驅(qū)動電路和風電支路驅(qū)動電路，所述光電支路檢測電路與所述光電支路連接以檢測光電支路的電壓和電流強度，所述風電支路檢測電路與所述風電支路連接以檢測風電支路的電壓和電流強度，所述光電支路驅(qū)動電路與所述光電支路的BUCK電路的開關(guān)管連接以根據(jù)所述DSP控制器的指令改變所述光電支路的BUCK電路的開關(guān)管的占空比，所述風電支路驅(qū)動電路與所述風電支路的BUCK電路的開關(guān)管連接以根據(jù)所述DSP控制器的指令改變所述風電支路的BUCK電路的開關(guān)管的占空比。作為進一步的優(yōu)選，所述光電支路檢測電路與所述光電支路的連接點在所述二極管與所述BUCK電路之間，所述風電支路檢測電路與所述風電支路的連接點在所述整流橋和所述BUCK電路之間。作為進一步的優(yōu)選，所述MPPT控制裝置還包括自所述DSP控制器弓I出的蓄電池檢測電路，所述蓄電池檢測電路與所述干路連接以檢測蓄電池的充電電壓和電流強度。本實用新型的風光互補發(fā)電系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:設(shè)有可對光電支路和風電支路交替進行控制的MPPT控制裝置，MPPT控制裝置先對風電支路或者光電支路中的一個支路進行控制，過了固定的時間間隔換為對另一個支路進行控制，如此，MPPT可交替對風電支路和光電支路進行控制，使風力發(fā)電機和光伏板幾乎同時以接近其各自最大的輸出功率的狀態(tài)工作，且設(shè)定的間隔時間越短，整個風力互補發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率越聞，從而可顯者提聞?wù)麄€風力互補發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，提聞光能和風能的利用率。
圖1為現(xiàn)有的風光互補發(fā)電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型一個實施例的風光互補發(fā)電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型一個實施例的風光互補發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制裝置對風電支路和光電支路進行交替控制的示意圖。附圖標記11-光伏板，12- 二極管，13-風力發(fā)電機，14-整流橋，15-BUCK電路，16-畜電池，17-DSP控制器，18-光電支路檢測電路，19-風電支路檢測電路，20-光電支路驅(qū)動電路，21-風電支路驅(qū)動電路，22-蓄電池檢測電路，23-開關(guān)管。
具體實施方式
圖2為本實用新型一個實施例的風光互補發(fā)電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實用新型的風光互補發(fā)電系統(tǒng)，包括由光伏板11和二極管12串聯(lián)形成的光電支路、由風力發(fā)電機13和整流橋14串聯(lián)形成的風電支路。光伏板11在光電效應的作用下產(chǎn)生直流電，光電支路中的二極管12用于防止當蓄電池16的電壓高于光伏板11的電壓時，蓄電池16對光伏板11反向充電嚴重影響光伏板11的使用壽命。風力發(fā)電機13利用風能產(chǎn)生交流電，風電支路中的整流橋14用于將風力發(fā)電機13產(chǎn)生的交流電整流成為穩(wěn)定的直流電。所述光電支路與所述風電支路并聯(lián)向干路中的蓄電池16充電，所述光電支路和所述風電支路中均串聯(lián)有BUCK電路(降壓式變換電路)15，所述風光互補發(fā)電系統(tǒng)還設(shè)有可對所述光電支路和所述風電支路交替進行控制的MPPT (Maximum Power Point Tracking)控制裝置，即最大功率點跟蹤控制裝置。在本實施例中，可對MPPT控制裝置設(shè)置一固定的時間間隔，如十分鐘或者三十分鐘。圖3為本實用新型一個實施例的風光互補發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制裝置對風電支路和光電支路進行交替控制的示意圖，圖3中的橫坐標t為時間。如圖3所示，MPPT控制裝置先對風電支路進行MPPT控制，過了固定的時間間隔換為對光電支路進行MPPT控制，如此，MPPT可交替對風電支路和光電支路進行控制，當然，MPPT控制裝置也可先對光電支路進行MPPT控制。這種設(shè)置使風力發(fā)電機13和光伏板11幾乎同時在接近其各自最大的輸出功率的狀態(tài)下工作，且設(shè)定的間隔時間越短，整個風力互補發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率越高，從而可顯著提高整個風力互補發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，提高光能和風能的利用率。在本實施例中，所述MPPT控制裝置包括DSP控制器(數(shù)字信號處理控制器)17及自所述DSP控制器17引出的光電支路檢測電路18、風電支路檢測電路19、光電支路驅(qū)動電路20和風電支路驅(qū)動電路21。所述光電支路檢測電路18與所述光電支路連接，且連接點在所述二極管12與所述BUCK電路15之間，以檢測光電支路的電壓和電流強度，所述光電支路檢測電路18將檢測到的電壓和電流強度信息輸送到DSP控制器17，DSP控制器17根據(jù)接收的信息計算光伏板11的輸出功率。所述風電支路檢測電路19與所述風電支路連接，且連接點在所述整流橋14和所述BUCK電路15之間，以檢測風電支路的電壓和電流強度，所述風電支路檢測電路19將檢測到的電壓和電流強度信息輸送到DSP控制器17，DSP控制器17根據(jù)接收的信息計算風力發(fā)電機13的輸出功率。在本實施例中，采用“擾動法”原理來追蹤光伏板11和風力發(fā)電機13的最大輸出功率。所述光電支路驅(qū)動電路20與所述光電支路的BUCK電路15的開關(guān)管23連接，當所述MPPT控制裝置控制光電支路時，DSP控制器17向光電支路驅(qū)動電路20發(fā)出指令，改變所述光電支路的BUCK電路15的開關(guān)管23的占空比，在本實施例中，為增大占空比，從而調(diào)整光伏板11的輸出功率。光電支路檢測電路18再次檢測光電支路的電壓和電流強度，并將新的數(shù)據(jù)傳送至DSP控制器17，DSP控制器17計算得出光電支路調(diào)整后的輸出功率，并比較調(diào)整前后的輸出功率，如調(diào)整后的輸出功率比調(diào)整前的輸出功率增大，則DSP控制器17指令光電支路驅(qū)動電路20繼續(xù)增大光電支路的BUCK電路15的開關(guān)管23的占空比，使光伏板11的輸出功率進一步增大。如調(diào)整后的輸出功率比調(diào)整前的輸出功率小，則減小開關(guān)管23的占空比，以進一步提高光伏板11的輸出功率。所述風電支路驅(qū)動電路21與所述風電支路的BUCK電路15的開關(guān)管23連接，當所述MPPT控制裝置控制光電支路時，DSP控制器17向風電支路驅(qū)動電路21發(fā)出指令改變所述風電支路的BUCK電路15的開關(guān)管23的占空比，從而調(diào)整風力發(fā)電機13的輸出功率，使其接近風力發(fā)電機13的最大輸出功率,其原理與調(diào)整光伏板11的輸出功率的原理相同，此處不再贅述。當然，在其他實施例中，還可采用其它已知的方式追蹤光伏板11和風力發(fā)電機13的最大功率。作為優(yōu)選，所述MPPT控制裝置還包括自所述DSP控制器17引出的蓄電池檢測電路22，所述蓄電池檢測電路22與所述干路連接以檢測蓄電池16的電壓和電流強度，將檢測到的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述DSP控制器17，所述DSP控制器17可計算得出蓄電池16的充電功率。以上實施例僅為本實用新型的示例性實施例，不用于限制本實用新型，本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本實用新型做出的各種修改或等同替換也落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種風光互補發(fā)電系統(tǒng),包括由光伏板和二極管串聯(lián)形成的光電支路、由風力發(fā)電機和整流橋串聯(lián)形成的風電支路，所述光電支路與所述風電支路并聯(lián)向干路中的蓄電池充電，其特征在于:所述光電支路和所述風電支路中均串聯(lián)有BUCK電路，所述風光互補發(fā)電系統(tǒng)還設(shè)有可對所述光電支路和所述風電支路交替進行控制的MPPT控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風光互補發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述MPPT控制裝置包括DSP控制器及自所述DSP控制器引出的光電支路檢測電路、風電支路檢測電路、光電支路驅(qū)動電路和風電支路驅(qū)動電路，所述光電支路檢測電路與所述光電支路連接以檢測光電支路的電壓和電流強度，所述風電支路檢測電路與所述風電支路連接以檢測風電支路的電壓和電流強度，所述光電支路驅(qū)動電路與所述光電支路的BUCK電路的開關(guān)管連接以根據(jù)所述DSP控制器的指令改變所述光電支路的BUCK電路的開關(guān)管的占空比，所述風電支路驅(qū)動電路與所述風電支路的BUCK電路的開關(guān)管連接以根據(jù)所述DSP控制器的指令改變所述風電支路的BUCK電路的開關(guān)管的占空比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風光互補發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述光電支路檢測電路與所述光電支路的連接點在所述二極管與所述BUCK電路之間，所述風電支路檢測電路與所述風電支路的連接點在所述整流橋和所述BUCK電路之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風光互補發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述MPPT控制裝置還包括自所述DSP控制器弓I出的蓄電池檢測電路，所述蓄電池檢測電路與所述干路連接以檢測蓄電池的充電電壓和電流強度。
專利摘要本實用新型公開了一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)，包括由光伏板和二極管串聯(lián)形成的光電支路、由風力發(fā)電機和整流橋串聯(lián)形成的風電支路，所述光電支路與所述風電支路并聯(lián)向干路中的蓄電池充電，所述光電支路和所述風電支路中均串聯(lián)有BUCK電路，所述風光互補發(fā)電系統(tǒng)還設(shè)有可對所述光電支路和所述風電支路交替進行控制的MPPT控制裝置。本實用新型克服現(xiàn)有的風光互補發(fā)電系統(tǒng)的風力發(fā)電機和光伏板的輸出功率遠小于其最大輸出功率，造成清潔能源的浪費，并使得蓄電池充電效率較低的缺點，提供一種可追蹤風力發(fā)電機和光伏板的最大輸出功率，以提高光伏板和風力發(fā)電機的輸出功率，從而更充分利用風能和光能的風光互補發(fā)電系統(tǒng)。
文檔編號H02J7/00GK202949245SQ20122060922
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者常東來, 王寶珠, 王海龍, 宋風才 申請人:中科恒源科技股份有限公司