本實(shí)用新型屬于電氣控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近來(lái)，伴隨地球溫室效應(yīng)的異常氣象等頻繁發(fā)生。伴隨地球溫室效應(yīng)，極地的冰河開(kāi)始大規(guī)模溶解。預(yù)想這些異常氣象等會(huì)大幅度破壞或變更地球的生態(tài)系統(tǒng)。為了給后代保留安全且容易生活的環(huán)境，必須抑制這種地球溫室效應(yīng)造成的環(huán)境破壞。地球溫室效應(yīng)的主要原因是二氧化碳向大氣中的大量排放。這是由于現(xiàn)代文明主要通過(guò)燃燒煤炭或石油等化石燃料來(lái)得到能量。因此，為了抑制地球溫室效應(yīng)，同時(shí)得到能量，需要不依賴以往的化石燃料的能源。

作為這種新能源，風(fēng)力或太陽(yáng)光備受關(guān)注。根據(jù)這種見(jiàn)解，各國(guó)積極研究開(kāi)發(fā)了風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)光發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中總會(huì)存在諸多沒(méi)有解決的技術(shù)問(wèn)題，比如自然界的風(fēng)并不會(huì)依照人們?cè)O(shè)定的風(fēng)速、風(fēng)向運(yùn)行，因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電壓輸出就會(huì)忽大忽小，這樣的波動(dòng)電壓會(huì)影響用電設(shè)備的壽命，甚至直接毀壞用電設(shè)備，給人們的生活帶來(lái)不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是為了解決現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在輸出電壓不穩(wěn)，影響用電設(shè)備壽命的問(wèn)題，提供了一種基于比例可調(diào)直流斬波電路的風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型所述基于比例可調(diào)直流斬波電路的風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括單相橋式整流電路、三相橋式逆變電路、可控硅SCR、雙基極二極管T1、電感L1、電感L2、二極管VD8、電解電容C1、電解電容C2、電解電容C3、電解電容C4、電解電容C5、電解電容C6、電容C7、晶體管V1、比較器A1、比較器A2、參考直流電源U_REF、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、滑動(dòng)變阻器RP1和三角波發(fā)生器；

風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓經(jīng)單相橋式整流電路輸出直流電壓，單相橋式整流電路的正極輸出端同時(shí)連接電阻R3的一端和可控硅SCR的陽(yáng)極；電阻R3的另一端同時(shí)連接電阻R4的一端和電阻R6的一端，電阻R4的另一端連接雙基極二極管T1的一個(gè)基極，雙基極二極管T1的另一個(gè)基極同時(shí)連接電阻R5的一端和可控硅SCR的控制極，雙基極二極管T1的發(fā)射極同時(shí)連接滑動(dòng)變阻器RP1的一個(gè)固定端和電容C7的一端；滑動(dòng)變阻器RP1的另一個(gè)固定端及其活動(dòng)端同時(shí)連接電阻R6的另一端、電解電容C1的正極和電感L1的一端；

單相橋式整流電路的負(fù)極輸出端同時(shí)連接可控硅SCR的陰極、電阻R5的另一端、電容C7的另一端、電解電容C1的負(fù)極、晶體管V1的源極、參考直流電源U_REF的負(fù)極、電解電容C4的負(fù)極、電解電容C3的負(fù)極、電解電容C2的負(fù)極、電阻R2的一端、電解電容C6的負(fù)極和三相橋式逆變電路的負(fù)極輸入端；

電感L1的另一端同時(shí)連接晶體管V1的漏極和二極管VD8的陽(yáng)極，二極管VD8的陰極同時(shí)連接電解電容C2的正極、電阻R1的一端、電解電容C5的正極和三相橋式逆變電路的正極輸入端；電解電容C5的負(fù)極連接電解電容C6的正極；

晶體管V1的柵極連接比較器A2的輸出端，比較器A2的反相輸入端連接三角波發(fā)生器的三角波信號(hào)輸出端，比較器A2的同相輸入端連接比較器A1的輸出端，比較器A1的同相輸入端連接參考直流電源U_REF的正極，比較器A1的反相輸入端同時(shí)連接電解電容C4的正極和電感L2的一端，電感L2的另一端同時(shí)連接電解電容C3的正極、電阻R2的另一端和電阻R1的另一端；

三相橋式逆變電路的交流電源輸出端連接電網(wǎng)。

優(yōu)選地，晶體管V1設(shè)置有寄生二極管VD1，寄生二極管VD1反向并聯(lián)在晶體管V1的源極、漏極之間。

優(yōu)選地，單相橋式整流電路由晶閘管VT1、晶閘管VT2、晶閘管VT3和晶閘管VT4構(gòu)成。

優(yōu)選地，三相橋式逆變電路由晶體管V2、晶體管V3、晶體管V4、晶體管V5、晶體管V6和晶體管V7構(gòu)成，晶體管V2設(shè)置有寄生二極管VD2，寄生二極管VD2反向并聯(lián)在晶體管V2的源極、漏極之間；晶體管V3設(shè)置有寄生二極管VD3，寄生二極管VD3反向并聯(lián)在晶體管V3的源極、漏極之間；晶體管V4設(shè)置有寄生二極管VD4，寄生二極管VD4反向并聯(lián)在晶體管V4的源極、漏極之間；晶體管V5設(shè)置有寄生二極管VD5，寄生二極管VD5反向并聯(lián)在晶體管V5的源極、漏極之間；晶體管V6設(shè)置有寄生二極管VD6，寄生二極管VD6反向并聯(lián)在晶體管V6的源極、漏極之間；晶體管V7設(shè)置有寄生二極管VD7，寄生二極管VD7反向并聯(lián)在晶體管V7的源極、漏極之間。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型的并網(wǎng)控制系統(tǒng)適用于風(fēng)力不足區(qū)域的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電輸出的低電壓先進(jìn)行穩(wěn)壓，再由比例可調(diào)的升壓斬波電路變換成可輸出大小的直流電壓，逆變并網(wǎng)至電網(wǎng)中，本實(shí)用新型控制系統(tǒng)輸出電壓穩(wěn)定，設(shè)備壽命不受電壓波動(dòng)影響。本實(shí)用新型通過(guò)增加比例可調(diào)的升壓斬波環(huán)節(jié)，可以解決逆變器輸入電壓很低時(shí)逆變器運(yùn)行特性差的缺點(diǎn)。通過(guò)該環(huán)節(jié)將逆變器直流母線電壓提高并穩(wěn)定或穩(wěn)定在合適的范圍內(nèi)，使得逆變器有輸入電壓穩(wěn)定、逆變效果好等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)更好的并網(wǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所述基于比例可調(diào)直流斬波電路的風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制系統(tǒng)的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述基于比例可調(diào)直流斬波電路的風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制系統(tǒng)分為四大部分：?jiǎn)蜗鄻蚴秸麟娐?、穩(wěn)壓電路、比例可調(diào)的升壓斬波電路和三相橋式逆變電路；

風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓經(jīng)單相橋式整流電路輸出直流電壓，該直流電壓隨風(fēng)力的強(qiáng)弱而波動(dòng)，該直流電壓由穩(wěn)壓電路進(jìn)行初步穩(wěn)定、由C1濾波，所述穩(wěn)壓電路由可控硅SCR、雙基極二極管T1、R3、R4、R5、R6、RP1、C7，單相橋式整流電路輸出的直流電壓在可控硅SCR的A、K兩端形成一個(gè)脈動(dòng)直流電壓，經(jīng)R3降壓后作為T1的觸發(fā)電路的直流電源，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓的正半周時(shí)，直流電壓通過(guò)R6、RP1對(duì)電容C7充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到T1管的峰值電壓時(shí)，T1管由截止變?yōu)閷?dǎo)通，電容C7通過(guò)T1迅速放電，迅速放電的結(jié)果在R5上獲得一個(gè)尖脈沖，并作為控制信號(hào)送到SCR的控制極，使SCR導(dǎo)通，當(dāng)交流電過(guò)零點(diǎn)時(shí)，SCR自關(guān)斷，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的交流電在負(fù)半周時(shí)，電容C7重新充電，如此周而復(fù)始，輸出穩(wěn)定電壓。

所述輸出穩(wěn)定電壓由C1濾波后作為比例可調(diào)的升壓斬波電路的輸入電壓u_i，比例可調(diào)的升壓斬波電路的輸出電壓u_o被三相橋式逆變電路逆變輸出，再并網(wǎng)至電網(wǎng)中。

直流升壓斬波電路的主體結(jié)構(gòu)包括L1、V1、VD1、VD8、C2，且其它部分為比例調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，使輸出電壓u_o與輸入電壓u_i的比例可調(diào)，以保證輸出穩(wěn)定的輸出電壓u_o，本實(shí)施方式設(shè)計(jì)了帶濾波器的比例調(diào)節(jié)電路，R1、R2構(gòu)成分壓電路，其中對(duì)R2兩端的電壓進(jìn)行采樣，得到采樣電阻R2兩端電壓值ku_o，其中k∈(0,1)。

C3、L2、C4構(gòu)成“濾波器”對(duì)采樣電壓ku_o進(jìn)行濾波，可有效地濾掉噪聲信號(hào)，得到電壓信號(hào)為濾波平穩(wěn)后電壓。

電壓信號(hào)作用于比較器A1的反相輸入端，與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓U_REF比較放大，這一環(huán)節(jié)可視為比例控制器環(huán)節(jié)，得出調(diào)整量u_A1。比較器A2根據(jù)該A1輸出的調(diào)整量u_A1、利用三角波信號(hào)調(diào)節(jié)A2輸出u_A2的占空比，調(diào)節(jié)結(jié)果使輸出電壓u_o穩(wěn)定在期望值，即通過(guò)電壓信號(hào)的比例調(diào)整來(lái)完成該斬波電路的輸出電壓u_o穩(wěn)定輸出。當(dāng)直流輸入電壓u_i電壓等級(jí)較低時(shí)，可將u_i升壓并穩(wěn)壓，輸出u_o；當(dāng)直流輸入電壓u_i電壓等級(jí)適當(dāng)時(shí)，對(duì)u_i穩(wěn)壓，輸出u_o。風(fēng)力波動(dòng)輸出的電壓經(jīng)一系列處理后輸出穩(wěn)定的直流電壓u_o，再由三相逆變電路逆變輸出至電網(wǎng)中，供電網(wǎng)使用。