一種風光互補控制器、控制系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種風光互補控制器、控制系統及方法。其中，風光互補控制器包括蓄電池充電狀態判斷部，其被配置為接收蓄電池電壓信號并判斷蓄電池的充電狀態；及風力發電機電壓/電流比較部，其被配置為接收風力發電機電壓/電流信號，并與預設電壓/電流比較；及風力發電機轉速比較部，其被配置為接收風力發電機轉速信號，并與預設轉速比較；及風速比較部，其被配置為接收當前風速信號并與預設風速相比較；及PWM啟動部，其被配置為接收蓄電池充電狀態判斷部、風力發電機電壓/電流比較部、風力發電機轉速比較部和風速比較部的輸出結果，當滿足任一PWM啟動條件時，向PWM控制器發出啟動信號。

A wind solar complementary controller, control system and method

【技術實現步驟摘要】
一種風光互補控制器、控制系統及方法
本專利技術屬于風力發電領域，尤其涉及一種風光互補控制器、控制系統及方法。
技術介紹
風光互補控制器專為高端的中小型風光互補系統設計，集風能、太陽能控制于一體的智能控制器，特別適用于風光互補供電系統和風光互補監控系統，能同時控制風力發電機和太陽能電池板對蓄電池進行安全高效的智能充電。風光互補控制器是離網路燈系統中最核心的部件，其性能影響到整個系統的壽命和運行穩定性，特別是蓄電池的使用壽命。現有的風光互補控制器存在以下缺陷：(1)現有的風光互補控制器僅具備PWM卸荷功能，且僅通過電壓信號控制PWM卸荷。由于風光互補發電系統，應用環境復雜，風力發電機和太陽能板的工作狀態受外部環境影響比較大，僅通過電壓來控制風力發電機和太陽能板無法保證整個系統在任何情況下穩定運行。這樣僅使用PWM控制風力發電機整流后的直流部分，也無法確保在大風情況下或系統負載出故障時控制風力發電機。(2)現有的風光互補控制器，無法根據不同規格的蓄電池設置充電電流。(3)現有的風光互補控制器，工作參數出廠后使用者無法自行設置調整。(4)風光互補控制系統，作為連接風力發電機、太陽能板、蓄電池的設備，只有通過風光互補控制器才能采集到所有系統設備的參數；然而現有的風光互補控制器沒有連接物聯網，無法實現數據的實時傳輸及云存儲。
技術實現思路
為了解決現有技術的不足，本專利技術的第一目的是提供一種風光互補控制器，其能夠保證風力發電機和太陽能板的穩定運行。本專利技術的一種風光互補控制器，所述風光互補控制器與PWM控制器相連。所述風光互補控制器，包括：蓄電池充電狀態判斷部，其被配置為接收蓄電池電壓信號并判斷蓄電池的充電狀態；及風力發電機電壓/電流比較部，其被配置為接收風力發電機電壓/電流信號，并與預設電壓/電流比較；及風力發電機轉速比較部，其被配置為接收風力發電機轉速信號，并與預設轉速比較；及風速比較部，其被配置為接收當前風速信號并與預設風速相比較；及PWM啟動部，其被配置為接收蓄電池充電狀態判斷部、風力發電機電壓/電流比較部、風力發電機轉速比較部和風速比較部的輸出結果，當滿足任一PWM啟動條件時，向PWM控制器發出啟動信號；所述PWM啟動條件包括：a1.蓄電池的充電狀態為浮充充電，蓄電池電壓達到浮充電壓；b1.風力發電機電壓/電流達到設定電壓/設定電流；c1.太陽能板電壓/電流達到設定電壓/設定電流；d1.風力發電機轉速達到風力發電機設定轉速；e1.當前風速達到設定風速。其中，為了平衡由于電池自放電造成的容量損耗，需要對蓄電池進行一種連續地、長時間的恒電壓充電。這種充電模式就是浮充電，也稱浮充充電。在蓄電池技術參數已經規定了浮充電壓。進一步的，所述風光互補控制器還與開關元件控制器相連，所述風光互補控制器還包括：開關元件控制部，其被配置為接收蓄電池充電狀態判斷部、風力發電機電壓/電流比較部、風力發電機轉速比較部和風速比較部的輸出結果，當滿足任一開關元件啟動條件時，向開關元件控制器發出啟動信號；所述開關元件啟動條件包括：a2.蓄電池充滿；b2.風力發電機電壓/電流達到預設最高電壓/預設最大電流；c2.風力發電機轉速達到預設風力發電機最大轉速；d2.當前風速大于或等于預設風力發電機最大風速。其中，開關元件包括但不限于繼電器、交流接觸器和可控硅，也可以為其他現有的開關元件。本專利技術通過開關元件控制部來控制開關元件動作，使得風力發電機進入制動(剎車)狀態，保證了風力發電機的運行安全。進一步的，所述風光互補控制器還與太陽能板開關控制器相連；所述風光互補控制器，還包括：太陽能板控制部，其被配置為接收太陽能板電壓/電流信號，并與預設太陽能板最大電壓/最大電流相對應比較，當太陽能板電流/電壓信號達到最大電壓/最大電流時，向太陽能板開關控制器輸出斷開太陽能板的信號。當太陽能板達到最大電壓或最大電流時，斷開太陽能板，這樣保證了太陽能板的穩定運行。進一步的，所述風光互補控制器還包括預留多路開關控制接口，所述預留多路開關控制接口被配置為根據用戶不同的需要來設計開關元件控制部，通過開關元件給其他設備輸出干接點信號。進一步的，所述風光互補控制器還包括預留功能升級接口，所述預留功能升級接口被配置為：通過升級設備固件更新風光互補控制器功能。這樣解決了現有的風光互補控制器工作參數出廠后使用者無法自行設置調整的問題。進一步的，所述風光互補控制器還包括基于光電隔離的通信接口，其被配置為：修改風光互補控制器的工作參數，讀取控制器工作狀態。其中，基于光電隔離的通信接口采用國際通用的modbus通信協議，便于集成。另外，基于光電隔離的外部信號輸入接口還能夠讀入監測信號，這樣能夠降低外部信號對系統工作的干擾。本專利技術的風光互補控制器還具有基于高精度RTC時鐘的發電量存儲功能，實時存儲發電量，可通過基于光電隔離的通信接口讀取設備發電量。本專利技術的風光互補控制器基于多次采樣濾波的ADC采樣，這樣提高了采樣精度。本專利技術的基于光電隔離的通信接口還能夠配置使用開關元件(比如：繼電器)數量、接入與斷開電壓；以及每一路采樣量程可通過通信接口配置；以及PWM開啟值和PWM輸出100％占空比值。進一步的，所述風光互補控制器通過基于光電隔離的通信接口接入物聯網，所述物聯網與云端服務器相連。本專利技術的第二目的是提供一種風光互補控制系統。本專利技術的一種風光互補控制系統，包括上述所述的風光互補控制器。本專利技術的第三目的是提供一種風光互補控制系統的控制方法。本專利技術的風光互補控制系統的控制方法，包括：采集蓄電池電壓信號并判斷蓄電池的充電狀態；采集風力發電機電壓/電流信號，并與預設電壓/電流比較；采集太陽能板電壓/電流信號，并與預設電壓/電流比較；采集風力發電機轉速信號，并與預設轉速比較；采集當前風速信號并與預設風速相比較；當上述判斷和比較結果滿足任一PWM啟動條件時，啟動PWM控制器；所述PWM啟動條件包括：a1.蓄電池的充電狀態為浮充充電，蓄電池電壓達到浮充電壓；b1.風力發電機電壓/電流達到設定電壓/設定電流；c1.太陽能板電壓/電流達到設定電壓/設定電流；d1.風力發電機轉速達到風力發電機設定轉速；e1.當前風速達到設定風速。進一步的，該方法還包括：當滿足任一開關元件啟動條件時，啟動開關元件控制器；所述開關元件啟動條件包括：a2.蓄電池充滿；b2.風力發電機電壓/電流達到預設最高電壓/預設最大電流；c2.風力發電機轉速達到預設風力發電機最大轉速；d2.當前風速大于或等于預設風力發電機最大風速。進一步的，該方法還包括：采集太陽能板電壓/電流信號，并與預設太本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種風光互補控制器，所述風光互補控制器與PWM控制器相連，其特征在于，所述風光互補控制器，包括：/n蓄電池充電狀態判斷部，其被配置為接收蓄電池電壓信號并判斷蓄電池的充電狀態；及/n風力發電機電壓/電流比較部，其被配置為接收風力發電機電壓/電流信號，并與預設電壓/電流比較；及/n風力發電機轉速比較部，其被配置為接收風力發電機轉速信號，并與預設轉速比較；及/n風速比較部，其被配置為接收當前風速信號并與預設風速相比較；及/nPWM啟動部，其被配置為接收蓄電池充電狀態判斷部、風力發電機電壓/電流比較部、風力發電機轉速比較部和風速比較部的輸出結果，當滿足任一PWM啟動條件時，向PWM控制器發出啟動信號；所述PWM啟動條件包括：/na1.蓄電池的充電狀態為浮充充電，蓄電池電壓達到浮充電壓；/nb1.風力發電機電壓/電流達到設定電壓/設定電流；/nc1.太陽能板電壓/電流達到設定電壓/設定電流；/nd1.風力發電機轉速達到風力發電機設定轉速；/ne1.當前風速達到設定風速。/n

【技術特征摘要】
1.一種風光互補控制器，所述風光互補控制器與PWM控制器相連，其特征在于，所述風光互補控制器，包括：
蓄電池充電狀態判斷部，其被配置為接收蓄電池電壓信號并判斷蓄電池的充電狀態；及
風力發電機電壓/電流比較部，其被配置為接收風力發電機電壓/電流信號，并與預設電壓/電流比較；及
風力發電機轉速比較部，其被配置為接收風力發電機轉速信號，并與預設轉速比較；及
風速比較部，其被配置為接收當前風速信號并與預設風速相比較；及
PWM啟動部，其被配置為接收蓄電池充電狀態判斷部、風力發電機電壓/電流比較部、風力發電機轉速比較部和風速比較部的輸出結果，當滿足任一PWM啟動條件時，向PWM控制器發出啟動信號；所述PWM啟動條件包括：
a1.蓄電池的充電狀態為浮充充電，蓄電池電壓達到浮充電壓；
b1.風力發電機電壓/電流達到設定電壓/設定電流；
c1.太陽能板電壓/電流達到設定電壓/設定電流；
d1.風力發電機轉速達到風力發電機設定轉速；
e1.當前風速達到設定風速。


2.如權利要求1所述的一種風光互補控制器，其特征在于，所述風光互補控制器還與開關元件控制器相連，所述風光互補控制器還包括：
開關元件控制部，其被配置為接收蓄電池充電狀態判斷部、風力發電機電壓/電流比較部、風力發電機轉速比較部和風速比較部的輸出結果，當滿足任一開關元件啟動條件時，向開關元件控制器發出啟動信號；所述開關元件啟動條件包括：
a2.蓄電池充滿；
b2.風力發電機電壓/電流達到預設最高電壓/預設最大電流；
c2.風力發電機轉速達到預設風力發電機最大轉速；
d2.當前風速大于或等于預設風力發電機最大風速。


3.如權利要求1所述的一種風光互補控制器，其特征在于，所述風光互補控制器還與太陽能板開關控制器相連；所述風光互補控制器，還包括：
太陽能板控制部，其被配置為接收太陽能板電壓/電流信號，并與預設太陽能板最大電壓/最大電流相對應比較，當太陽能板電流/電壓信號達到最大電壓/最大電流時，向太陽能板開關控制器輸出斷開太陽能板的信號。


4.如權利要求1所述的一種風光互補控制器，其特征在于，所述風光互補控制器還包括預留多路開關控制接口，所述預留多路開關控制接口被配置為根據用戶不同的需要來設計開關元件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：荊林峰，
申請(專利權)人：濟南德明電源設備有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37