智能風光互補型led路燈控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種路燈控制設備，特別涉及一種智能風光互補型LED路燈控制器。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發(fā)展，人類社會對能源的需求越來越大，而在人類社會活動中，能源是賴以生存和發(fā)展的重要物質基礎，漸漸地這種供需矛盾逐漸加大。面對這個問題，人們開始關注新能源的開發(fā)，例如太陽能、風能等干凈、環(huán)保、免費的可再生能源。
[0003]在前期，一些中小型的風力發(fā)電機主要應用在自然條件好、成本低、技術要求不高、造型不要求美觀的在偏遠的山區(qū)，用來解決普通的照明和電視等通用家電的用電問題。到后期，該項技術漸漸地應用到經濟發(fā)達的地區(qū)，相對前期來講，這些地區(qū)自然條件相對較差，不能完全滿足單獨的風力或者太陽能發(fā)電要求，而且系統成本相對較高，對于整個系統的外觀、造型要求嚴格，應用的場合也是豐富多樣的。針對于各個地區(qū)的環(huán)境差異性和需求的迥異，單獨的風力發(fā)電或者太陽能光伏發(fā)電已經不能滿足需求，所以，對于風光互補發(fā)電技術的需求逐漸增加。
[0004]無論是風電系統還是光電系統，都受到了自然資源條件的制約。不僅在地域上差別迥異，而且隨時間的變化具有很強的不確定性，稱之為不確性能源。風力發(fā)電具有間歇性、瞬時變化等特點，光電則具有隨季節(jié)、天氣變化而變化的特點。資源的不確定性導致了發(fā)電與用電負荷的不平衡，必須對其進行有效的轉化、存儲與控制才能實際使用。
[0005]考慮到風力發(fā)電具有間歇性、瞬時變化大等特點，太陽能光伏發(fā)電會隨著季節(jié)、氣候、地區(qū)等發(fā)生變化等特點，風光互補發(fā)電技術則是整合了中小型風力發(fā)電技術和太陽能光伏發(fā)電技術，對其進行了有效的轉化、存儲并有效地控制，實現了發(fā)電與用電負荷的均衡，有效地實現了兩種新能源在自然資源相對較差的情況下的合理利用，擴大了產品的市場應用范圍。

【發(fā)明內容】

[0006]本實用新型的目的就在于提供一種智能風光互補型LED路燈控制器，該控制器配備ISM射頻通信模塊，并配合以GSM網絡為通訊方式的上層中心拓撲結構，能夠對路燈控制器進行實時管理，并實現了發(fā)電與用電負荷的均衡，有效地實現了風光在自然資源相對較差的情況下的合理利用。
[0007]如上構思，本實用新型的技術方案是:一種智能風光互補型LED路燈控制器，其特征在于:包括主控器、卸荷回路、無線通信網絡模塊、顯示器、蓄電池充電回路和LED驅動電路;所述主控制器的輸出端分別連接卸荷電路、無線通信網絡模塊、顯示器、蓄電池充電回路和負載驅動電路;所述蓄電池充電回路和卸荷回路均與風力發(fā)電機連接，控制風力發(fā)電機的輸出功率和轉速;所述無線通信網絡模塊采用兩級無線通訊網絡，最上層為裝有監(jiān)控軟件的PC機，其通過RS232串口連接GSM模塊；中間層的中心節(jié)點包含有GSM模塊和ISM模塊，它與最上層PC機通過GSM模塊來進行遠程通信;最底層為最小節(jié)點，包括安裝在各個路燈上的數據采集單元，與中心節(jié)點通過ISM無線射頻進行通信，將采集到的數據上傳，同時收到上層往下發(fā)出的控制命令，經過解碼傳遞給主控制器。
[0008]上述卸荷回路包括N溝道場效應管IRF140，在它前級連接一對可增強驅動能力的三極管9012和9013，PffM信號由主控制PffM 口提供，調制頻率為20KHz，且通過PffM脈寬調制的方式將多余的電能釋放到卸荷電阻上。
[0009]上述主控制器采用HT46RU232單片機。
[0010]上述主控制器的輸入端口連接有電壓檢測電路。
[0011 ]本實用新型具有如下的優(yōu)點和積極效果:
[0012]1、本實用新型采用兩級無線網絡架構，確定了以ISM射頻為通訊方式的底層中心拓撲和以GSM網絡為通訊方式的上層中心拓撲結構，并配合上位機管理監(jiān)控軟件，形成了一套能夠對路燈實時管理控制的風光互補型路燈系統。
[0013]2、本實用新型加入卸荷回路，保證多余能量的有效釋放，保護整套系統的正常運行。在蓄電池充滿的情況下，為了保證系統以及風力發(fā)電機、光伏陣列的正常工作，需要將額外的電能進行卸載，本實用新型中采用的是“PWM無級卸載”，通過P麗脈寬調制的方式，將多余的電能釋放到卸荷電阻100W 2 Ω上，以熱能的形式釋放到地下。
[0014]3、本實用新型采用調節(jié)控制蓄電池充電回路和卸荷回路實現輸出功率的控制，從而間接上達到控制風力發(fā)電機轉速的目的。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的原理框圖；
[0016]圖2是風機功率匹配示意圖；
[0017]圖3是三段式充電變化圖；
[0018]圖4是卸荷回路電路圖；
[0019]圖5是路燈兩級無線通信網絡示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示:一種智能風光互補型LED路燈控制器，包括HT46RU232單片機、卸荷回路、無線通信網絡模塊、LED顯示器、蓄電池充電回路和負載驅動電路;所述主控制器的輸出端分別連接卸荷電路、無線通信網絡模塊、顯示器、蓄電池充電回路和負載LED驅動電路，輸入端連接電壓電測電路。
[0021]如圖2所示:本控制器采用的是PffM控制蓄電池充電，配合卸荷電路形成阻抗匹配，來平衡風機和蓄電池的功率關系，達到風機最大功率運行的方法。其中，風機采用的是永磁同步電機發(fā)電，通過三相不可控整流器后，將交流電整流成直流電傳輸給直流母線。
[0022]其控制過程為:當增大卸荷回路中PWM驅動信號的占空比時，則負載功率電阻兩端上得到的電功率將增加，以熱能的形式散發(fā)出去，輸入風力發(fā)電機的機械功率比負載上的功率值小時，風力發(fā)電機的轉速將要下降；依次類推，當減小卸荷回路中PWM驅動信號的占空比時，則負載功率電阻兩端上的電功率會變小，發(fā)電機的機械功率大于蓄電池上的功率時，風力發(fā)電機的轉速將會隨著風速提高而升高。
[0023]由此可見，控制卸荷回路中PffM驅動信號的占空比就可以間接、有效地控制風力發(fā)電機的輸出功率，進而使得風力發(fā)電機實現變速運行，達到最佳的效果。
[0024]如圖4所示:本控制器中加入卸荷回路，可保證多余能量的有效釋放，保護整套系統的正常運行。在蓄電池充滿的情況下，為了保證系統以及風力發(fā)電機、光伏陣列的正常工作，需要將額外的電能進行卸載?？刂破髦胁捎玫氖恰癙WM無級卸載”，通過P麗脈寬調制的方式，將多余的電能釋放到卸荷電阻(100W 2 Ω