The invention belongs to the technical field of wind power and solar energy grid-connected power generation, in particular to a multi-functional centralized wind-solar complementary power generation system grid-connected controller. The invention comprises a power main circuit and a control circuit. The power main circuit is connected with a photovoltaic array and a conversion switch by the input and output ends of the maximum power tracking circuit, respectively. The input and output ends of the fan unloading circuit are connected with the output end of the fan and the conversion switch respectively. The connection terminals of the conversion switch are simultaneously connected with the charging and discharging control circuit of the battery group, the DC load and the DC/AC inverting circuit respectively. The input end, the charging and discharging control circuit of the battery group is connected with the battery group, the output end of the DC/AC inverting circuit is connected with the power grid, and the main connection between the DC/AC inverting circuit and the power grid is connected with the AC load. The control circuit adopts dual-core processor, the core of the controller adopts the combination of single chip computer and DSP, and adopts serial communication mode to connect. The invention has high integration degree and good grid-connected effect, and is suitable for grid-connected wind-solar complementary power generation system.
【技术实现步骤摘要】
一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器
本专利技术属于风力和太阳能并网发电
，特别涉及一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器。技术背景目前，风光互补发电系统的发电及其并网过程在结构上大多是首相通过风光互补控制器获得风光能和太阳能所发直流电，然后再并网控制器的控制作用下，使用逆变器，将直流电转换为交流电，连接到电网上。这种方式在结构上需要独立的风光互补控制器、逆变器和并网控制器，系统的连接与控制复杂，总体成本高昂；在响应速度方面，结构上复杂的连接与控制，使得系统的响应速度也受此影响；在功能上，光伏阵列的最大功率追踪问题、风机大电量时的卸荷问题、蓄电池组的充放电控制问题、负载的连接与切除问题以及防孤岛效应问题都不能得到全面的协调与解决。目前，市售的风光互补发电系统并网控制装置主要集中在风光互补控制器、并网控制器、逆变器等各个独立分装置的研究方面，针对多功能、一体式、结构集中的并网控制器还处在研究阶段。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本专利技术提供了一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器，通过将并网控制器和逆变器在结构上的巧妙融合，采用单片...
【技术保护点】
1.一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器，其特征是：包括电力主电路和控制电路，所述电力主电路包括最大功率追踪电路MPPT、风机卸荷电路、转换开关、充放电控制电路、蓄电池组、蓄电池组充放电控制电路、直流负载、DC/AC逆变电路以及交流负载；所述控制电路为“双核处理器”，包括单片机、数字处理器DSP、硬件外围扩展电路、电流/电压数据采样电路、告警保护电路、MOSFET/IGBT驱动电路、PWM和SPWM波形生成和驱动电路、串口通信电路、键盘与显示电路、辅助电源电路、D/A转换模块、锁存器以及数据选择器模块；电流/电压数据采样电路内置A/D转换模块；所述电力主电路是由最大功...
【技术特征摘要】
1.一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器，其特征是：包括电力主电路和控制电路，所述电力主电路包括最大功率追踪电路MPPT、风机卸荷电路、转换开关、充放电控制电路、蓄电池组、蓄电池组充放电控制电路、直流负载、DC/AC逆变电路以及交流负载；所述控制电路为“双核处理器”，包括单片机、数字处理器DSP、硬件外围扩展电路、电流/电压数据采样电路、告警保护电路、MOSFET/IGBT驱动电路、PWM和SPWM波形生成和驱动电路、串口通信电路、键盘与显示电路、辅助电源电路、D/A转换模块、锁存器以及数据选择器模块；电流/电压数据采样电路内置A/D转换模块；所述电力主电路是由最大功率追踪电路的输入端和输出端分别连接光伏阵列和转换开关，风机卸荷电路的输入端和输出端分别连接风机输出端和转换开关，转换开关的接线端子同时分别连接蓄电池组充放电控制电路、直流负载和DC/AC逆变电路的输入端，蓄电池组充放电控制电路端连接蓄电池组，DC/AC逆变电路的输出端连接到电网，DC/AC逆变电路与电网之间的主接线上连接交流负载；所述控制电路采用“双核处理器”，即控制器核心采用单片机和DSP相结合的方式，二者之间通讯采用串口通信方式进行连接；单片机分别连接控制风机卸荷电路、光伏阵列最大功率追踪电路和蓄电池组充放电控制电路，输出三路PWM信号分别控制风机卸荷电路、光伏阵列最大功率追踪电路和蓄电池组充放电控制电路中MOSFET开关管的开关；DSP连接控制DC/AC逆变电路，产生SPWM信号以控制逆变桥中IGBT开关管的关断与导通；所述的“双核处理器”中单片机和DSP的输出端分别连接单片机和DSP的输出端分别连接锁存器，两个锁存器的输出端分别连接D/A转换模块，两个D/A转换模块的输出端分别连接数据选择器的不同输入端，数据选择器的输出端经驱动电路后连接转换开关；其中，单片机所在支路的D/A转换芯片的输出端连接数据选择器的数据输出端D0，DSP所在支路的D/A转换芯片的输出端连接数据选择器的数据输入端D1，数据选择器的输出端经驱动电路后连接转换开关，使转换开关处于不同的档位，以控制线路的不同状态的切换，使单片机和DSP分别对转换开关进行手动控制和自动控制，实现不同外部条件时转换开关的灵活多样投切；所述控制电路是由单片机通过串口通信方式实现和DSP的通讯连接，键盘与液晶显示控制电路分别连接单片机的输入端，上位机通过通讯连接线与单片机连接，PWM波生成和驱动电路连接单片机输出端，电压互感器和电流互感器分别连接电压和电流采样电路，即A/D转换模块，A/D转换模块的输出端连接DSP芯片的输入端。2.根据权利要求1所述的一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器，其特征是：所述控制电路完成风机的卸荷电路控制、光伏阵列最大功率追踪控制、蓄电池组充放电控制电路的控制、转换开关对风机、光伏阵列、蓄电池组充放电控制电路、直流负载和逆变电路之间的转换投切控制以及DC/AC逆变电路的并网控制。3.根据权利要求1所述的一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器，其特征是：所述风机卸荷电路是一组直流斩波电路，当风机因风速过大或其他原因致使风机叶片转速超出风机安全风速时，风机输出电压超出其安全电压范围，电压采样电路采集到风机输出电压值，经过调理电路后信号反馈到单片机，单片机经过计算决策，输出控制信号，进而控制PWM波形发生电路产生PWM波，产生的PWM波通过驱动电路控制直流斩波电路中开关管的占空比，进而将多余的能量卸载。4.根据权利要求1所述的一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器，其特征是：所述最大功率追踪电路是由一组BUCK/BOOST电路组成，单片机根据系统设置的相应的算法产生控制信号，控制PWM波生成电路产生相应的PWM，产生的PWM波经过驱动电路后控制最大功率追踪电路中MOSFET开关管的开关。5.根据权利要求1所述的一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器，其特征是：所述蓄电池组充放电控制电路一组BUCK/BOOST电路组成，片机根据系统设置的相应的算法产生控制信号，控制PWM波生成电路产生相应的PWM波，通过调节改变PWM波的占空比来控制对蓄电池组充放电状态的控制，产生的PWM波经过驱动电路后控制蓄电池组充放电控制电路中MOSFET开关管的开关。6.根据权利要求1所述的一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器，其特征是：所述单片机和DSP的通讯连接方式为：80C51单片机U1的接收/发送引脚端口RXD、TXD分别和MAX488CPA芯片U8的RO、DI连接，之间采用两个MAX488CPA芯片进行信息的传送和电平之间的转换，第一个MAX488CPA芯片U8-1的引脚的A1、B1、Z1、Y1分别与第二个MAX488CPA芯片U8-2的Y2、Z2、B2、A2引脚相连接，U8-1的引脚RO、DI接DSP数字信号处理器TMS320F240的数据接收/发送端口SCITXD/IO、SCIRXD引脚，这样完成了两个控制处理器通信，实现信息的传递和两者协调调节与控制的作用。7.根据权利要求1所述的一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器，其特征是：所述转换开关的手动控制和自动控制的连接，即单片机80C51和DSP之间的连接：单片机通过P0.0、P0.1、P0.0、P0.2、P0.3、P0.4、...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋理，卢天琪，于长永，杨继业，王淼，南哲，李占军，王涛，张建森，赫鑫，谷志峰，宋卓然，李华，鄢闯，修策，满林坤，邬桐，何昕，杨强，肖雪，周航，张璐，金子开，王优胤，利相霖，徐维懋，朱赫炎，张晓天，许言路，武志锴，曹南君，宋坤，芦思晨，张建，赵琳，崔赫，崔殿启，于大勇，吕忠华，李芳，孙鸣泽，宋伟，鞠颂，邵广伟，刘涛，马强，谷峥，潘霄，陈友慧，李美君，刘明岳，唐萌，刘旸，沈晔华，接兆程，周宁，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，国家电网有限公司，辽宁电力建设监理有限公司，沈阳电力勘测设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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