一种充分利用风能和太阳能的接入系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种充分利用风能和太阳能的接入系统，主要由风力发电机、太阳能电池板、电网、以及蓄电池构成，其特征在于：所述的风力发电机经整流滤波电路Ｉ、ＤＣ－ＤＣ升压电路Ｉ后与二极管Ｄ１的正极相连接，太阳能电池板经最大功率跟踪电路、ＤＣ－ＤＣ升压电路ＩＩ后与二极管Ｄ２的正极相连接，电网经自耦升压变压器、整流滤波电路ＩＩ后与二极管Ｄ３的正极相连接，蓄电池与ＤＣ－ＤＣ升压电路ＩＩ相连接；所述二极管Ｄ１的负极、二极管Ｄ２的负极及二极管Ｄ３的负极相互连接等。本实用新型专利技术能充分的利用风力发电机和太阳能电池板所提供的能量，不仅对蓄电池的容量要求较小，而且还能显著的延长蓄电池的使用寿命和可靠性能。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种风能和太阳能的接入系统，具体是指一种充分利用风能和太 阳能的接入系统。
技术介绍
目前，太阳能和风能已经在人们的生活中被广泛使用，由此衍生而来风光互补系 统也备受人们的关注。根据可再生能源的使用方式来看，目前的风光互补系统大致分为以 下三种使用方式第一种使用方式为图1所示的风能和太阳能的简单组合，即直接将风能通过风力 发电机转换为电能，存储进蓄电池；同时，太阳能直接通过太阳能电池板转换为电能存储进 蓄电池，然后再将蓄电池里的电能通过逆变器输出。该种使用方式结构非常简单，但是由于 缺乏详细的数学计算模型，因此导致了风能和太阳能的利用效率低下，同时由于该种使用 方式对蓄电池的容量要求较高，因此其制作成本和维护成本较高。加之系统对蓄电池使用 频繁并进行不科学的充电，因此该蓄电池的使用寿命不长，不利用广泛推广和应用。第二种使用方式为图2所示的依赖于电网的风光互补系统，即通过风力发电机和 光伏组件将风能和太阳能转换为电能，再通过正弦逆变器对负载供电。如果风能和太阳能 所能提供的能量大于负载所需要的能量，则直接由其提供给负载。如果风能和太阳能所能 提供的能量小于负载所需的能量，则切换到电网供电以提供给负载能量。此种使用方式虽 然去掉了蓄电池，降低了成本，提高了可靠性，但是，它没有最大限度的利用风能和太阳能。 当风能和太阳能不足以提供负载的时候，系统便会切换到市电供电，此时太阳能和风能就 没有被利用，因此其效率较低。第三种使用方式为图3所示的并网型风光互补系统，即通过风力发电机和光伏组 件将风能和太阳能转换为电能，再通过正弦逆变器将此电能转换为与电网同频同相等幅的 正弦波交流电对负载供电，同时，将此交流电直接并接在电网上。如果风能和太阳能所能提 供的能量大于负载所需要的能量，多余的电能将上传到电网。如果风能和太阳能所能提供 的能量小于负载所需的能量，则从电网借电以提供负载。此种使用方式虽然成本较低、效率 较高，但却不允许小型风光互补系统直接并网，因此不能被广泛推广和使用。综上所述，目前人们仍未能寻找到一种供风光互补系统使用的最佳方式，且风能 和太阳能的利用也非常不充分，不能满足人们节能的需求。
技术实现思路
本技术的目的在于克服目前风光互补系统不能充分利用风能和太阳能的缺 陷，提供一种结构较为简单、不仅能充分利用风能和太阳能，而且其性能非常稳定的一种充 分利用风能和太阳能的接入系统。本技术的目的通过下述技术方案实现一种充分利用风能和太阳能的接入系 统，主要由风力发电机、太阳能电池板、电网、以及蓄电池构成，所述的风力发电机经整流滤波电路I、DC-DC升压电路I后与二极管Dl的正极相连接，太阳能电池板经最大功率跟踪电 路、DC-DC升压电路II后与二极管D2的正极相连接，电网经自耦升压变压器、整流滤波电 路II后与二极管D3的正极相连接，蓄电池与DC-DC升压电路II相连接；所述二极管Dl的 负极、二极管D2的负极及二极管D3的负极相互连接后再经智能控制逆变器与输出电路相 连接，所述的DC-DC升压电路I、DC-DC升压电路II、电网、最大功率跟踪电路及蓄电池还均 分别经系统接入电路后与智能控制逆变器相连接。进一步地，所述的系统接入电路主要由正弦脉宽调制SPWM，与DC-DC升压电路I相 连接的脉冲宽度调制PWM和AD转换器，与电网相连接的AD转换器，与最大功率跟踪电路相 连接的脉冲宽度调制PWM，与DC-DC升压电路II相连接的脉冲宽度调制PWM和AD转换器， 以及与蓄电池相连接的AD转换器构成；且所述的正弦脉宽调制SPWM、所有的脉冲宽度调制 PWM及AD转换器均集成在一块芯片内部。所述的智能控制逆变器由CPU，与所述正弦脉宽调制SPWM相连接的隔离驱动电 路，分别与隔离驱动电路、输出电路、二极管D1、二极管D2及二极管D3相连接的H桥组成。所述的输出电路由与H桥相连接的LC滤波电路、与LC滤波电路相连接的隔离采 样电路构成。本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果(1)本技术能充分的利用风力发电机和太阳能电池板所提供的能量，而不是 在传统的风力发电机和太阳能电池板之间简单的进行电路切换，同时，本技术对蓄电 池的容量要求较小，能显著的延长蓄电池的使用寿命和可靠性能。(2)本技术对蓄电池的使用时间较少，且还可以依附于电网，因此能有效的利 用可再生资源。(3)本技术具有较强的环境适应能力，不仅可以采用并网模式，还可以采用于 离网模式和在线模式，且针对不同的环境均能确保工作于最佳工作状态。(4)本技术还可广泛运用于家用，通信基站，船用等。附图说明图1为现有风能和太阳能的简单组合供电方式结构示意图。图2为现有依赖于电网的风光互补系统的结构示意图。图3为现有的并网型风光互补系统结构示意图。图4为本技术的整体结构示意图。图5为本技术的流程示意图。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不 限于此。实施例图1为现有的风能和太阳能的简单组合方式，主要由蓄电池、与蓄电池相连接并 为其提供电能的风力发电机和太阳能电池板、与蓄电池相连接的逆变器、以及与逆变器相 连接的负载构成。该种方式的使用过程为直接将风能通过风力发电机转换为电能，存储进蓄电池；同时，太阳能直接通过太阳能电池板转换为电能存储进蓄电池，然后再将蓄电池里 的电能通过逆变器输出。图2为目前依赖于电网的风光互补系统，主要由正弦逆变器、与正弦逆变器相连 接的风力发电机和太阳能电池板、电网、以及通过选择开关分别与正弦逆变器和电网相连 接的负载构成。该种方式的使用过程为通过风力发电机和光伏组件将风能和太阳能转换为 电能，再通过正弦逆变器对负载供电。如果风能和太阳能所能提供的能量大于负载所需要 的能量，则直接由其提供给负载。如果风能和太阳能所能提供的能量小于负载所需的能量， 则切换到电网供电以提供给负载能量。图3为目前并网型风光互补系统，主要由正弦逆变器、与正弦逆变器相连接的风 力发电机和太阳能电池板、以及均与正弦逆变器相连接的负载和电网构成。该种方式的使 用过程为通过风力发电机和光伏组件将风能和太阳能转换为电能，再通过正弦逆变器将此 电能转换为与电网同频同相等幅的正弦波交流电对负载供电，同时，将此交流电直接并接 在电网上。如果风能和太阳能所能提供的能量大于负载所需要的能量，多余的电能将上传 到电网。如果风能和太阳能所能提供的能量小于负载所需的能量，则从电网借电以提供负 载。本技术的具体结构如图4所示，电网所输出的电压经自耦升压变压器和整流 滤波电路II后得到一个350V左右的基准直流电压，且该基准直流电压不受控，并作为太阳 能电池板和风力发电机所发电能的基准电压。风力发电机所发出的三相交流电经整流滤波 电路I和DC-DC升压电路I后升压至基准电压(350V)，太阳能电池板所输出的电压经最大 功率跟踪电路和DC-DC升压电路II后升压至基准电压(350V)。所述DC-DC升压电路I的一个输出端与二极管Dl的正极相连接，整流滤波电路II 的输出端与二极管D2的正极相连接，DC-DC升压电路II的一个输出端与二极管D3的正极 相连接，且二极管Dl的负极、二极管D2的负本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充分利用风能和太阳能的接入系统，主要由风力发电机、太阳能电池板、电网、以及蓄电池构成，其特征在于：所述的风力发电机经整流滤波电路Ⅰ、ＤＣ－ＤＣ升压电路Ⅰ后与二极管Ｄ１的正极相连接，太阳能电池板经最大功率跟踪电路、ＤＣ－ＤＣ升压电路Ⅱ后与二极管Ｄ２的正极相连接，电网经自耦升压变压器、整流滤波电路Ⅱ后与二极管Ｄ３的正极相连接，蓄电池与ＤＣ－ＤＣ升压电路Ⅱ相连接；所述二极管Ｄ１的负极、二极管Ｄ２的负极及二极管Ｄ３的负极相互连接后再经智能控制逆变器与输出电路相连接，所述的ＤＣ－ＤＣ升压电路Ⅰ、ＤＣ－ＤＣ升压电路Ⅱ、电网、最大功率跟踪电路及蓄电池还均分别经系统接入电路后与智能控制逆变器相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢命秋，曾茂良，肖毅腓，谢扩军，
申请(专利权)人：成都雷奥风电传感器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：90[]