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池电压、环境温度、太阳能板的电压等参数的检测判定,以实现各种控制和保护功能。(5)风光互补发电系统采用交错并联控制,由DSP对两个变换器进行分别控制,其输出电压的PWM脉冲相位相差1800。其电流波动幅度和电磁干扰与传统控制方式相比均能够降低。(6)直流母线电压控制。直流母线电压的稳定控制由蓄电池来完成,蓄电池经过一个能量可以双向流动的DC/DC变换器与直流母线相连接。(7)智能控制泄荷电流,保障最大输出电流。(8)具有DSP数据采集与存储系统,能够对太阳能电池阵列及风力发电机的发电数据和:..用电数据进行采集和处理。并具有遇强风偏航/制动控制功能、数据远传功能、远程遥控功能。(9)数据监控。风光互补发电系统的数据监控具有以下功能:通过监控系统实时获取风光互补发电系统的运行数据并监控各种告警;为设备维护和管理提供基础运行数据。3、风光互补发电控制系统的组成及运行模式(1)风光互补发电控制系统的组成风光互补发电控制系统以微处理器为控制核心,可独立运行,并通过RS-485与上位机通信,组成监控系统。在系统中,上位机主要用于完成对键盘、液晶和指示灯的控制、交换数据及通信等功能。如图3-28所示是风光互补发电控制系统框图。图3-28风光互补发电控制系统框图(2)风光互补发电控制系统的运行模式风光互补发电系统根据风力和太阳辐射的变化情况,可实现风力发电机组单独向负载供电、光伏发电系统单独向负载供电、风力发电机组和光伏发电系统联合向负载供电三种运行模式。风光互补发电系统根据运行状态又可分为充电状态、负载状态(放电状态)和保护状态。系统同时监测光伏发电单元、风力发电单元、负载和蓄电池组的状况,在相应条件下,进入对应的状态。在每一状态中,系统不仅完成自身阶段的工作,还可根据用户需要给出相应的系统参数显示、多系统之间的通信及系统与上位机之间的通信。如图3-29是系统状态流程图图3-29系统状态流程图系统在初始化中完成参数的设定,如光伏发电单元电压、电流、负载、过压、过流保护参数;风力发电机的磁电保护参数;铅酸蓄电池双标三阶段充电的充电系数。同时也完成系统人机通信(键盘、液晶模块、LED等)的初始化和系统通用串行通信模块的设定。系统通过实时采样模块、上位机触发信号和用户控制信号联合判断系统所处的状态。首先,通过实时采样模块采集系统的实时电压、电流,判断光伏发电单元、风力发电单元、储:..能蓄电池和负载的状况,从而决定系统应处的状态。其欢,上位机触发信号和用户控制信号也联合控制系统状态,可强行控制系统从一种状态转入另一种状态。系统在充电状态中以双标三阶段充电法对铅酸蓄电池进行允电,在线对系统中光伏发电单元、风力发电单元、蓄电池和负载的状态进行采集,合理完成灌充和过电压恒充,并以浮充状态维持蓄电池的电压和容量。在负载状态(放电状态)中,按负载需要,提供直流或交流电给负载。同时监测蓄电池组的状态,在到达设定条件时,与备用蓄电池组实现轮流充、放电,以提高系统对能源的利用。另外,在负载状态时,蓄电池的状态也需实时监测,以免过放对蓄电池造成损害。当风光互补系统中的光伏发电单元、风力发电单元、蓄电池、负载及系统内部的状态参数到达所设的保护值时,系统进入保护状态,避免了短路、过压、过流等对系统的危害,保障系统的正常运行。例如,对风力发电机的磁电限速保护、蓄电池的过放保护及对负载的过压保护等。同时,系统提供了方便的人机接口,可在线获取系统中充、放电的电流、电压参数及系统的状态参数。通用串行通信模块提供了系统之间、系统与上位机之间的通信,方便的输入控制,多种显示输出及灵活的通信不仅保障了系统的安全运行,也利于系统的维护、检修和管理。三、项目实施(一)光伏控制器的选型作为太阳能路灯控制器应该具备以下基本功能:以最佳的充晚状态给蓄电池充电、自动开启和关闭路灯或负载、同时具备有过载保护、短路保护、反向放电保护、极性反接保护、雷电保护、欠压保护、过充保护、负载开机恢复设置。如图3-30是光控制器。图3-30光控制器1、光伏控制器的主要技术参数目前,没有国家或行业充放电控制器生产标准标准和型号标识技术规定,市场上的控制器的产品型号门类众多,因此这里的选型设计是指产品的技术参数确定。通常要给出以下技:..(1)系统工作电压根据直流负载的工作电压或交流逆变器的配置选型确定,一般有12V、24V、48V、110V和220V等。即控制器的额定输入电压(通常有6个标称电压等级:12V、24V、48V、110V、220V、500V,每个标称电压对应一个允许电压输入范围):控制器的额定输入电压应与光伏组件(光伏方阵)的输出电压一致,即光伏组件(光伏方阵)的输出电压应在控制器的允许输入电压范围内,光伏组件(光伏方阵)的输出电压如果超出了控制器的允许输入电压范围,控制器将停止工作。(2)控制器的最大充电电流:控制器的额定输入电流应等于或大于太阳能电池的输入电流。大功率控制器采用多路输入,每路输入的最大电流=额定输入电流/输入路数。通常指光伏组件(光伏方阵)的最大输出电流,根据功率大小分为5A、10A、15A、20A、30A、40A、50A、70A、75A、85A、100A、150A、200A、250A、300A等多种规格。在控制器的选型设计时,控制器的最大充电电流应大于负荷的尖峰电流。当负荷包含多台电动机,尖峰电流应按下式计算:I=(KI)max+I(2-8)jfrc式中:(KI)—n(n为自然数)台电动机同时启动时,n台同时启动电动机的启动电rmax流之和,A;I—除启动电动机以外的配电线路计算电流与储能装置的最大充电电流之和,A。c(3)控制器的允许输入路数:小功率控制器一般都是单路输入,大功率控制器可输入6路,多的可接入12路、18路。控制器的允许输入路数,应不少于光伏方阵的组串数或多路组串经直流汇流箱汇流后的路数(也可以说是直流汇流箱个数),通常汇流箱允许的输入路数有10路、14路和18路。(4)电路自身损耗:也叫空载损耗(静太电流)或最大自身损耗,为了降低控制器的损耗,提高光伏电源转换效率,控制器的电路自身损耗要尽可能低。控制器的最大自身损耗不得超过其额定充电电流的1%。根据电路不同自身损耗一般为5~20mA。设计选型时,当然电路自身损耗越小越好,这里不再赘述。(5)蓄电池过充电保护电压(HVD):也叫充满断开或过压关断电压,一般可根据需要及蓄电池类型的不同,~(12V系统)、~29V(24V系统)~58V(48V系统)之间,、。蓄电池过充电保护电压及后面的过放电电压和浮充电电压,通常作为设计参考,看所选控制器的这些参数是否满足要求,订购时仅给出标称电压即可。(6)蓄电池的过放电保护电压(LVD):也叫欠压断开或欠压关断电压,一般可根据需要及蓄电池类型的不同,~(12V系统)、~(24V系统)~(48V系统)之间,、。(7)蓄电池充电浮充电压:(12V系统)、(24V系统)(48V系统)。(8)温度补偿:控制器一般都有温度补偿功能,以适应不同的环境工作温度,为蓄电池设置更为合理的充电电压。其温度补偿值一般为-20~40mV/℃。(9)工作环境温度:控制器的使用或工作环境温度范围随厂家不同一般在-20~+50℃之间。2、太阳能路灯控制器的选型光伏控制器的配置选型要根据整个系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的产品样本手册来确定。一般考虑下列几项技术指标::..根据直流负载的工作电压或交流逆变器的配置选型确定,一般有12V、24V、48V、110V和220V等。。大功率控制器采用多路输入,每路输入的最大电流=额定输入电流/,该数据要满足负载或逆变器的输入要求。除上述主要技术数据要满足设计要求以外,使用环境温度、海拔高度、防护等级和外形尺寸等参数以及生产厂家和品牌也是控制器配置选型时要考虑的因素。一般小功率光伏发电系统采用单路脉冲宽度调制型控制器。太阳能控制器的选择应该注意:(1)应该选择功耗较低的控制器,控制器24小时不间断工作,如其自身功耗较大,则会消耗部分电能,最好选择功耗在3毫安以下的控制器。(2)要选择充电效率高的控制器,具有强充、均衡充、浮充三阶段式充电控制模式的控制器,采用MCU智能控制,通过内部的计算,始终能以最大功率给蓄电池充电,尤其在冬季或光照不足的时期,采用MCU智能控制的充电模式比非MCU智能控制器高出20%左右的效率。(3)具有高精度控制,高精度即是产品设计的综合体现,也是选材用料优良的体现,更是生产工艺的体现。非高精度控制的太阳能路灯控制器往往会因为产品设计不合理、选材用料差等导致返修率高、可靠性差、市场价格低廉。(4)仅量选用具有两路单独控制的控制器,这样方便用于整盏灯的功率调节。在夜间行人稀少时段可以自动关闭一路或两路照明,节约用电,还可以针对LED灯进行功率调节。除选择以上节电功能外,设置控制器欠压保护值时,尽量把欠压保护值调在≥,防止蓄电池过放。在选用器件上,目前有采用单片机的,也有采用比较器的,方案较多,各有特点和优点,应该根据客户群的需求特点选定相应的方案,在此不一一详述。(二)风光互补控制器的选型风光互补控制器采用了微处理器技术,通过对蓄电池电压、环境温度、风力发电机和太阳能板输出的电压等参数的检测判断,控制各项功能动作的开通和关断,实现控制太阳能、风能转换为电能并将电能向蓄电池充电和向负载放电,防止过充、过放、短路、过压、欠压和反接等控制和保护功能,风光互补路灯控制器它还有独特的两路时控、光控路灯亮灭功能,用拨盘开关和LED数码管直观地设定路灯在夜间的工作时间,这使LED路灯可以实现前半夜全亮,后半夜部分亮,达到照明和省电的有机结合。控制器在太阳能电池和风力发电机输入端都设有防雷电路。风光互补控制器的选型基本和光伏控制选型一样,目前,没有国家或行业充放电控制器生产标准标准和型号标识技术规定,市场上的控制器的产品型号门类众多,因此这里的选型设计也是按是指产品的技术参数确定。SN-WSC-型风光互补路灯控制器内含三相整流桥,可直接将风力发电机发出的三相交流电直接转换为直流电,并有自动刹车功能。控制器内还可选用市电备用自动转换电路,,以解决连续几天阴天或无风的最不利条件下,使路灯能正常工作。SN-WSC型风光互补路灯控制器的负载为60~200W的LED路灯。SN-WSC型风光互补路灯控制器主要技术指标如下。型号SN-WSC-24VB风光互补控制器SN-WSC-12VB风光互补控制器:..24V12V风力发电机最大额定功率600W400W输入电流范围0-30A0-30A风机最大输入功率600W400W智能停机系统启动电压≥29V≥(阻性负载)单路120W(阻性负载)1路输出额定电流10A10ASN-WS1K型风光互补控制器主要技术指标如下型号SN-WS1K-48ASN-WS2K-48ASN-WS3K-48A蓄电池额定电压48V风力发电机最大额定功率1000W2000W3000W输入电流范围0-25A0-50A0-≤50mA3-31风光互补路灯控制器图12/24V3-32风光互补控制器图48V2、风光互补控制器的选用:..风光互补控制器是集风能控制、太阳能控制于一体的智能型控制器。风光互补控制器的配置选型要根据整个系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的产品样本手册来确定。一般考虑下列几项技术指标:(1)风力发电机输入部分技术参数;风力发电机额定总功率400W、600W、1000W、2000W、3000W;额定电压为12V、24V、48V;、29V,、,卸载电阻功率120W、200W。(2)太阳能电池组件部分技术参数:太阳能电池组件额定功率为100-150W;最佳工作电压为12V、24VDC;、21VDC;、;最大充电电流为12A。使用环境温度为-40℃~+45℃。风光互补路灯控制器采用具有功率跟踪技术的控制器。风光互补控制器采用具有MPPT功率跟踪技术和PWM脉冲技术充电智能型的控制器。(三)风光互补控制器的连接与调试:..图3-33风光互补控制器连接示意图1、控制器的连接(1)打开风光互补控制器包装,确保控制器没有因运输而损坏;检查控制器标志,核对规格、型号、数量是否符合设计要求,如不符合应立即调货更换,不能勉强施工。(2)检查控制器表面是否有破损、划伤,如有应立即更换。(3)接线前要确认控制器上的太阳能电池组件、风力发电机、蓄电池、负载的标识符号、接线位置和正负极符号。(4)控制器接线时注意“正”“负”极性,要求红线接正极,蓝线接负极。接线前应先将蓄电池电源线、风力发电机电源线、太阳能电池组件电源线用剥线钳将各电源线均剥去30+2mm塑料皮,按以下顺序进行接线,图3-33所示是风光互补控制器连接示意图:①先接蓄电池电源线,使用不小于4mm2的铜导线,将控制器“BATTERY”端子的“+”、“一”极分别与蓄电池组的正、负极连接。此时控制器面板的“POWER”灯亮(绿),否则,应检查接线是否正确,电缆线是否破损。②将控制器面板的“WINDSTOPSWITH”处于“OFF”(风力发电机手动停止)状态。使用3mm2×,将控制器“WIND”的3个端子分别与风力发电机的引出线连接(三相不分极性)。接线后,使“WINDSTOPSWITH”处于“ON”状态,此时风力发电机处于运行状态。当风力发电机转动时,控制器面板的“WIND”灯闪亮,当转速上升到可对蓄电池充电时,此时“WIND”灯长亮。③将太阳能电池组件与控制器板的“太阳能输入(SOLARINPUT)”端子相连接,太阳能电池组件的正负极要连接正确。④将负载与“直流输出(DCOUTPUT)”端子连接。光控输出型负载连接端子为“+”和“-1”。时控输出型负载连接端予为“+”和“-2”。如有市电切换功能,则将市电输入与设备上“ACINPUT”连接。将前面板“开关”拨到:..(RUN)”位置,使风力发电机正常运行。机箱上的“刹车(BRAKE)”是用来提供人为的手动风力发电机刹车功能,当“开关”处于“刹车(BRAKE)”位置时,风力发电机处于制动状态。利用“LIGHTADJUST”可调节路灯开始输出的光线照度,出厂时已设定好,可不重新调节。风光互补控制器控制/显示面板上的“TIMER“可调节路灯亮灯时间,分别对应th、2h、4h、8h。拨向下为设定,同时向下时间为累计时间之和。控制器正确连接后即进入自动运行状态,并根据蓄电池的电压变化自