[发明专利]一种风光互补系统的容式储能弱功率跟踪控制充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风光互补系统的容式储能弱功率跟踪控制充电方法，属于风能、太阳能新能源应用技术领域。

背景技术

风力发电和太阳能发电由于其无污染、资源丰富等诸多优点，对保护环境，改善能源结构具有重要意义。风力、太阳能发电技术日渐成熟，市场正逐步扩大，已成为发展最快的新能源，现已被广泛应用到偏远无电地区。但由于风力发电的实际风能利用系数低于0.593，太阳能存在天阴、早晚弱光照等低功率无法利用的情况，因此充分利用发电输出量是很重要的。

公知的风光互补发电控制系统中风力和太阳能发电输出的电能经整流滤波电路后变成直流电，采样控制电路通过采集风力发电机或太阳板发电数据、蓄电池充放电的电压电流数据，确定是否闭合开关电路对蓄电池进行充电。在风速高或光照强的时候，公知的这种控制方法效果不错，可是在风速相对较低或者弱光照的时候，风机或太阳能所产生的电压电流都比较低，这样的小电流对蓄电池充电效率很低，有时产生的电压甚至低于蓄电池的电压，发出的电能不能被充入蓄电池而损失。因此公知的关于风光互补发电的专利技术主要针对的是太阳能和风能的充电控制，但未对弱功率充电有专门的研究。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种风光互补系统的容式储能弱功率跟踪控制充电方法。低风速或弱光照时，风力和太阳能发出的电流电压较低，不能对蓄电池有效充电，在蓄电池前加一个容量较小的电容储能元件，在低风速或弱光照情况时风力和太阳能发出的电能先对这个储能元件充电，然后再通过这个储能元件对蓄电池充电，从而使风力和太阳能产生的电能得到充分的利用。

本发明按以下技术方案实施：

系统原理如图1所示，其包括风力和太阳能发电组件1、整流滤波电路2、第一开关电路3、第二开关电路4、储能元件5、控制采样电路6、蓄电池7、控制中心8。

本发明为风力和太阳能发电组件1配置的风机和太阳板额定电压为蓄电池电压的1.6倍，当风力比较强或者太阳光照比较强的时候，控制中心8通过控制采样电路6对整流滤波电路2上输出的电压值实时采样为高电位值，则控制中心8发出指令同时闭合第一开关电路3和第二开关电路4，这时风力和太阳能发电组件1产生的电能经整流滤波电路2后直接对蓄电池7进行充电；当风力较弱或者阳光照射不足时，控制中心8通过控制采样电路6对整流滤波电路2上输出的电压值实时采样为低电位值，这时由于蓄电池的拉低作用，使这个电压值小于能够继续对蓄电池充电的电压，控制中心8发出指令将第一开关电路3闭合，第二开关电路4断开，由风力和太阳能发电组件1先对储能元件5充电，当储能元件5的电压充电达到1.25倍蓄电池电压时，控制中心8发出指令断开第一开关电路3，对储能元件5的充电完成,紧接着控制中心8发出指令闭合第二开关电路4，这时储能元件5开始对蓄电池7充电，完成一整个充电循环。这样的充电循环通过控制中心8的控制不断进行，直到蓄电池7充满为止。这样在风力较弱或者阳光照射不足时，风力和太阳能发电组件1产生的弱电能也能够对蓄电池7有效充电，从而提高了风力和太阳能发电的能量利用率。

系统电路连接如图2所示，风力和太阳能发电组件1的太阳板正极（+）输出连接整流滤波电路2的整流电路正极和电容正极，同时连接到第一开关电路3的场效应管Q1的D极和风光互补输出电压数据采样电路M1的一端，M1的另一端连接控制中心8的U1的a端，风力和太阳能发电组件1的风机的一端与整流电路相连，另一端与太阳板负极（-）相连，这个负极同时连接到整流滤波电路2的电容负极、控制中心8的U1的j端、储能元件5的电容负极和蓄电池7的负极，第一开关电路3的场效应管Q1的G极连接控制中心8的U1的b端，场效应管Q1的S极连接储能元件5的电容正极和第二开关电路4的场效应管Q2的D极，同时连接到储能元件电压数据采样电路M2一端，M2另一端连接控制中心8的U1的f端，第二开关电路4的场效应管Q2的G极连接到接控制中心8的U1的d端，场效应管Q2的S极连接到蓄电池7的正极和蓄电池电压数据采样电路M3的一端，M3的另一端连接到接控制中心8的U1的h端。

本发明的优点及积极效果：

对比公知的风光互补发电系统，通过增加一个中间的储能元件，在风力较强或者太阳光照较强时，风力和太阳能发电产生的电能直接对蓄电池进行充电；在风力较弱或者阳光照射不足时，风力和太阳能发电产生的电能先对储能元件充电，再由储能元件给蓄电池充电，从而提高了风力和太阳能发电系统的能量利用率。

附图说明