一种海岛生活舱用的风光柴发电控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海岛生活舱用的风光柴发电控制系统及控制方法，其特征在于：至少包括：安装有控制系统的PIC24H系列的16位单片机、检测元件；控制系统包括：控制光伏发电设备的光伏发电控制系统、控制风力发电设备的风力发电控制系统、以及控制柴油发电设备的柴油发电控制系统；检测元件包括：用于检测光伏发电设备输出端信号的第一电压传感器和第一电流传感器、用于检测风力发电设备输出端信号的第二电压传感器和第二电流传感器、用于检测蓄电池输出端信号的第三电压传感器和第三电流传感器、用于检测柴油发电设备输出端信号的第四电压传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源发电
，特别是涉及一种海岛生活舱用的风光柴发电控制系统及控制方法。
技术介绍
近年来，我国海洋经济迅猛发展，海洋开发得到了越来越多的重视。中国现有大量离岸岛礁，由于环境条件无法实现传统方式建造建筑，造成许多岛礁目前不具备居住条件。无需外接电力、无需淡水供给、保证热舒适性的海岛生活舱成套设备的研发将为海岛居住人员创造赖以生存的基本条件，该成套设备将风光柴互补复合发电系统、海水淡化及雨水利用装置、海水源热泵系统与生活舱集成化。将会为以海岛为基地的海洋开发利用提供服务平台，推动现代海洋产业快速发展。但是，众所周知，海岛生活舱成套设备必须基于电能才能够供电；因此，为了保证海岛生活舱成套设备的正常工作，设计开发一种稳定性高的海岛生活舱用的风光柴发电控制系统及控制方法显得是尤为重要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种能够满足海岛复杂环境、且具有高稳定性的海岛生活舱用的风光柴发电控制系统及控制方法。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种海岛生活舱用的风光柴发电控制系统，至少包括：安装有控制系统的PIC24H系列的16位单片机、检测元件；其中：所述控制系统包括：控制光伏发电设备的光伏发电控制系统、控制风力发电设备的风力发电控制系统、以及控制柴油发电设备的柴油发电控制系统；所述检测元件包括：用于检测光伏发电设备输出端信号的第一电压传感器和第一电流传感器、用于检测风力发电设备输出端信号的第二电压传感器和第二电流传感器、用于检测蓄电池输出端信号的第三电压传感器和第三电流传感器、用于检测柴油发电设备输出端信号的第四电压传感器；所述第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器、第三电压传感器、第三电流传感器、第四电压传感器通过模数转换器与单片机的I/O端子电连接；所述单片机的I/O端子分别与风力发电设备、柴油发电设备的控制端子电连接；所述单片机的I/O端子通过离网储能逆变一体机与光伏发电设备的控制端子电连接。进一步：所述单片机依次通过光电隔离器、八通道的达林顿管ULN2803与控制风力发电设备、柴油发电设备、光伏发电设备的继电器线圈电连接。进一步：还包括与单片机电连接的上位机。进一步：所述上位机为显示器，所述单片机通过RS485总线与显示器连接。进一步：所述模数转换器的型号为MAX197。一种海岛生活舱用的风光柴发电控制系统的控制方法，包括如下步骤：步骤101、风力发电设备和光伏发电设备工作，并将产生的电能优先供给负载，当风力发电设备和光伏发电设备的发电量有结余时，将结余电能给蓄电池充电；第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器、第三电压传感器和第三电流传感器将检测结果发送至单片机；步骤102、单片机通过对接收信号的分析判断，进而控制每个部件的工作状态；具体步骤为：当蓄电池输出端的电压超出阈值M时，则开启海水淡化设备，此时光伏发电设备和风力发电设备为海水淡化设备供电；当蓄电池输出端的电压低于阈值M时，则关闭海水淡化设备，此时光伏发电设备和风力发电设备停止给海水淡化设备供电，进而为蓄电池充电；当蓄电池输出端的电压低于阈值N时，则开启柴油发电设备为蓄电池充电，否则，关闭柴油发电设备；其中：阈值N<阈值M；步骤103、当蓄电池输出端信号超出阈值范围时，则单片机控制报警器工作。本专利技术具有的优点和积极效果是：通过采用上述技术方案，本专利利用单片机智能控制风力发电设备、光伏发电设备、柴油发电设备的协调工作，进而保证海岛生活舱的正常稳定工作。附图说明图1是本专利技术优选实施例中风光柴发电系统的电路框图；图2是本专利技术优选实施例中控制器部分的结构框图；图3是本专利技术优选实施例中数字量输入的电路图；图4是本专利技术优选实施例中数字量输出的电路图；图5是本专利技术优选实施例中模拟量输入的电路图；图6是本专利技术优选实施例中通信接口的电路图；图7是本专利技术优选实施例的流程图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1，一种海岛生活舱用的风光柴发电控制系统，目的是：建设10kW光伏发电系统、600W风力发电系统、10kW蓄电池储能系统、10kW柴油发电系统，形成包含风、光、柴储的微电网系统。该风光柴发电控制系统的示意图如图1所示。太阳能发电设备(光伏发电设备)由两组5KW光伏板组成，每组光伏板通过一个光伏防雷汇流箱、一个5kW离网储能逆变一体机与蓄电池组连接；该离网储能逆变一体机也简称为逆变一体机；选用8节6V/300Ah蓄电池串联，组成48V/300Ah的电池组。600W风机输出、蓄电池组输出汇成48V直流母线，两个离网储能逆变一体机的输出、10kW柴油发电机连接到交流母线，为负载供电。控制柜内设置有包含有单片机的控制器；单片机选择的是PIC24H系列的16位单片机；单片机内安装有控制系统：所述控制系统包括：控制光伏发电设备的光伏发电控制系统、控制风力发电设备的风力发电控制系统、以及控制柴油发电设备的柴油发电控制系统；为了保证该控制系统的正常工作，还包括检测元件；所述检测元件包括：用于检测光伏发电设备输出端信号的第一电压传感器和第一电流传感器、用于检测风力发电设备输出端信号的第二电压传感器和第二电流传感器、用于检测蓄电池输出端信号的第三电压传感器和第三电流传感器、用于检测柴油发电设备输出端信号的第四电压传感器；所述第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器、第三电压传感器、第三电流传感器、第四电压传感器通过模数转换器与单片机的I/O端子电连接；所述单片机的I/O端子分别与风力发电设备、柴油发电设备的控制端子电连接；所述单片机的I/O端子通过离网储能逆变一体机与光伏发电设备的控制端子电连接上述控制器包括对检测元件采集数据的模数转换(A/D转换)、开关信号的输入、报警信号输出和风力发电机、离网储能逆变一体机、柴油机启停控制信号的输出功能。控制器的功能结构如图2所示。上述控制器包括8路数字量输入、16路数字量输出，8路模拟量输入、与上位机(显示器)通讯电路。控制系统主控芯片(即单片机)采用Microchip公司推出的高性能PIC24H系列16位单片机，抗干扰性强，由于生活舱的设备舱空间较小，设备间距离较近，需要避免在海岛生活舱设备间里受到其他设备的干扰。设计8路数字量输入，用于接收操作箱上的各种开关、按钮等指令。为了与单片机供电电压等级相匹配并且增加系统的抗干扰能力，采用四通道光电耦合器TLP521-4进行数字量隔离，这样可以有效的保证数字信号的准确性。数字量输入电路如图3所示；设计16路数字量输出，起停控制信号包括：风力发电机起停控制信号、离网储能逆变一体机起停控制信号、柴油发电机起停控制信号等；指示灯报警信号包括：过电压、低电压、过电流、过温、离网储能逆变一体机故障、风机故障、柴油发电机故障、直流母线电压异常、交流母线电压异常、蓄电池电压过低、蓄电池电压过高等。单片机输出信号一般是经过中间继电器放大后控制现场的执行动作和指示灯等。为了提高系统的抗干扰性，在数字量输出电路中同样使用光电隔离，一般单片机I/O口输出的数字量不能直接驱动继电器，选用了8通道的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海岛生活舱用的风光柴发电控制系统，其特征在于：至少包括：安装有控制系统的PIC24H系列的16位单片机、检测元件；其中：所述控制系统包括：控制光伏发电设备的光伏发电控制系统、控制风力发电设备的风力发电控制系统、以及控制柴油发电设备的柴油发电控制系统；所述检测元件包括：用于检测光伏发电设备输出端信号的第一电压传感器和第一电流传感器、用于检测风力发电设备输出端信号的第二电压传感器和第二电流传感器、用于检测蓄电池输出端信号的第三电压传感器和第三电流传感器、用于检测柴油发电设备输出端信号的第四电压传感器；所述第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器、第三电压传感器、第三电流传感器、第四电压传感器通过模数转换器与单片机的I/O端子电连接；所述单片机的I/O端子分别与风力发电设备、柴油发电设备的控制端子电连接；所述单片机的I/O端子通过离网储能逆变一体机与光伏发电设备的控制端子电连接。

【技术特征摘要】
1.一种海岛生活舱用的风光柴发电控制系统，其特征在于：至少包括：安装有控制系统的PIC24H系列的16位单片机、检测元件；其中：所述控制系统包括：控制光伏发电设备的光伏发电控制系统、控制风力发电设备的风力发电控制系统、以及控制柴油发电设备的柴油发电控制系统；所述检测元件包括：用于检测光伏发电设备输出端信号的第一电压传感器和第一电流传感器、用于检测风力发电设备输出端信号的第二电压传感器和第二电流传感器、用于检测蓄电池输出端信号的第三电压传感器和第三电流传感器、用于检测柴油发电设备输出端信号的第四电压传感器；所述第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器、第三电压传感器、第三电流传感器、第四电压传感器通过模数转换器与单片机的I/O端子电连接；所述单片机的I/O端子分别与风力发电设备、柴油发电设备的控制端子电连接；所述单片机的I/O端子通过离网储能逆变一体机与光伏发电设备的控制端子电连接。2.根据权利要求1所述海岛生活舱用的风光柴发电控制系统，其特征在于：所述单片机依次通过光电隔离器、八通道的达林顿管ULN2803与控制风力发电设备、柴油发电设备、光伏发电设备的继电器线圈电连接。3.根据权利要求1所述海岛生活舱用的风光柴发电控制系统，其特征在于：还包括与单片机电连接的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜楠，刘文平，郭雪松，马腾波，王建中，
申请(专利权)人：天津百利机械装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12