風(fēng)光互補發(fā)電抽水智能控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、風(fēng)光互補發(fā)電抽水智能控制系統(tǒng)的設(shè)計論文導(dǎo)讀：獨立運行風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機、光伏陣列、卸荷器、控制器、蓄電池組、逆變器、及大小水泵等組成。風(fēng)機控制部分有三個PWM控制端：DC/DC端的PWM控制主要是通過檢測風(fēng)機電壓的大小來改變脈寬。太陽能電池板功率這里選用的是720W。在本次試驗中選定水泵分別是500W。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電，太陽能，水泵，PWM1引言目前一些內(nèi)蒙古以及西北部邊遠(yuǎn)地區(qū)部分農(nóng)牧區(qū)仍然處于無電狀態(tài)，人畜生活用水及農(nóng)田灌溉大面積耕種灌溉用水成為亟待需要解決的難題。針對該問題設(shè)計出基于能量匹配的風(fēng)光互補發(fā)電抽水智能控制器。2風(fēng)光互補發(fā)電抽水系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)獨立運行風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)力

2、發(fā)電機、光伏陣列、卸荷器、控制器、蓄電池組、逆變器、及大小水泵等組成，如圖1所示。其運行機理如下:風(fēng)力發(fā)電機三相整流電經(jīng)不可控三相整流器變成單相直流圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖Fig.1 The whole structure of control system電，并經(jīng)DC/DC變換器實現(xiàn)最大功率跟蹤；光電池的單相直流電通過DC/DC變換器實現(xiàn)功率跟蹤。二者皆通過控制器控制而接入直流母然后給蓄電池供電；蓄電池連接在直流母線上，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機和光伏陣列輸出的電能除供給負(fù)載還有剩余時，蓄電池將這些電能儲存；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機和光伏電池輸出電能不足以滿足負(fù)載要求時，則由蓄電池向其供電。從而實現(xiàn)了最大化利用能量來抽水。

3、科技論文，太陽能。該控制器已經(jīng)過了試驗。取得了很好的效果。2.1風(fēng)力發(fā)電機控制部分風(fēng)力發(fā)電機在此選的是5KW的三相永磁同步發(fā)電機。具體風(fēng)力發(fā)電機控制模塊部分電路如圖2所示。風(fēng)力發(fā)電機模塊電路是將風(fēng)機輸出的三相電分別接入四部分。一部分是直接接入手動剎車空氣開關(guān)；另兩部分別是接入三相不可控整流橋；最后一部分是接入卸荷器?？萍颊撐模柲?。這兩路接三相整流橋的作用分別是： 一路三相橋是對風(fēng)機電壓進行實時檢測，另一路則是將整流后的兩相電直接接入DC/DC變換器，然后通過單向?qū)ǘO管和充電模式選擇器流入蓄電池。風(fēng)機控制部分有三個PWM控制端：DC/DC端的PWM控制主要是通過檢測風(fēng)機電壓的大小來改變脈

4、寬，從而來實現(xiàn)風(fēng)機的最大功率跟蹤。2.2蓄電池控制部分在這里該蓄電池選的是閥控式鉛酸蓄電池，電壓是12v，容量是200Ah，總共9塊。蓄電池充電模式選擇器，如圖4所示，這里主要采用的是PWM充電方式，具體分為三個階段來實現(xiàn)，第一階段即是PWM輸出占空比為100%，即晶閘管完全導(dǎo)通，此時蓄電池處于大電流灌充階段。第二階段是PWM輸出占空比為50%，即一半時間是導(dǎo)通，此時蓄電池處于小電流充電階段?？萍颊撐?，太陽能。第三階段是PWM輸出占空比為20%，即只有四分之一的時間導(dǎo)通，此時蓄電池處于浮充狀態(tài)。2.3卸荷器控制部分卸荷器選用的是7.5KW卸荷器，這里采用的是交流無級卸荷，利用三角形接法。2.4

5、太陽能光電板控制部分太陽能電池板功率這里選用的是720W?？萍颊撐?，太陽能。由9塊80W的太陽能板串聯(lián)而成。太陽能板模塊的控制是將太陽能板輸出的正負(fù)端分別接入兩路。一路直接接入控制器對太陽能輸出電壓進行實時檢測。 另一路則接入DC/DC變換模塊，在經(jīng)單向?qū)ǘO管，電流檢測端，充電模式選擇器進入蓄電池。2.5水泵控制部分在本次試驗中選定水泵分別是500W，揚程35m的深井潛水泵和1.1KW揚程45m的深井潛水泵。在這里水泵的工作主要是根據(jù)不同的風(fēng)速和太陽能光照強弱來切換工作，分為四種情況來切換工作。（1）無風(fēng)，有太陽；太陽能功率足夠大，啟動小水泵；（2）有風(fēng)，有太陽；時，啟動小水泵；+時，啟動大水泵；時，同時啟動小水泵和大水泵。（3）有風(fēng)，無太陽；時，啟動小水泵；+時，啟動大水泵；時，同時啟動小水泵和大水泵。（4）無風(fēng)，無太陽；根據(jù)實際需要用水量來選擇水泵，可通過手動模式來選擇所需水泵。科技論文，太陽能。3結(jié)論本文介紹的風(fēng)光互補發(fā)電抽水控制系統(tǒng)已經(jīng)在內(nèi)蒙古四子王旗進行了試驗，取得了很好的效果。目前針對的是5kw風(fēng)力發(fā)電機，和720w太陽能板。科技論文，太陽能。隨著日后家用電器大功率化，還可以選用更大功率的風(fēng)力發(fā)電機、太陽能板、逆變器以及蓄電池。從而來提高整套系統(tǒng)的功率。參考