[发明专利]能源转换控制器

说明书

技术领域

本发明属于应用电子产品的技术领域，涉及一种能源转换控制器。

背景技术

在使用风能、太阳能等环保能源时存在电能形式的转换问题：风能、太阳能、潮汐发电机不能直接转换成为方便使用的市电和通用的直流电源，对于蓄电池中的能源的使用也存在同样的问题。如果使用电机作为负载的话，存在调速困难的问题。电能转换器的主要功能：

1、将各种形式转化来的电能进行转换、存储；2、将存储的电能以常用的几种形式输出，用户可根据场合选择低压直流、220v交流、变频交流电或直接驱动无刷电机；3、电能转换器具有优良的电池管理模块，能够最大限度的保护蓄电池。4、与风力发电机、太阳能电池、潮汐发电机等发电装置配合可以方便的将自然能源转化为电能储存。本装置最大的优点是对输入电源要求较低，电压范围很宽，并且抗波动能力强。这对于风能、太阳能、潮汐能等简易可循环能源的利用具有重要的意义。

国内相关文献中涉及能源转换控制装置研究的报道较多。例如：郁苗成，唐厚君，刘伟(上海交通大学)电工技术，2008(9)：44-45，基于LPC2210嵌入式平台的潮流电站电能变换控制系统设计与开发介绍了基于LPC2210嵌入式平台的潮流电站电能变换转换控制系统的设计，阐述了该系统的设计方案及控制重点，并给出了该系统的嵌入式软件设计方案和主要硬件组成。该系统以嵌入式控制器LPC2210为控制核心，与SA4828相结合完成了对逆变主电路的控制，利用LPC2210内部的脉冲调制器实现了蓄电池充电控制，基本完成了系统设计要求的功能，获得了稳定的交流电。

杨春帆，刘刚，张庆荣(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院).磁悬浮姿控/储能飞轮能量转换控制系统设计与实验研究，航天控制，2007，25(3)：91-96针对磁悬浮姿控/储能飞轮(ACESFW)的能量释放问题，采用直流降压斩波原理，设计了一种能量转换控制器，提出对降压斩波器输出进行软件功率因数校正的转换控制方法，将高速ACESFW存储的动能，转变为稳定直流电能输出。仿真和地面试验结果表明，所设计的能量转换器转换效率高、性能稳定、可靠性高，满足航天应用要求；而且输出直流电压稳定、系统动态响应好、负载部分输出电流稳定连续、脉动小。

宋进良，满永奎，沈辉(东北大学信息科学与工程学院).Boost电路在风力发电系统中的应用，变频器世界，2007(8)：80-84针对变速风力发电系统中直流升压技术，提出了一种基于V/F转换和PID算法的闭环自动控制方法。V/F转换电路使得模拟信号量较稳定的变成了数字信号量，并且通过V/F转换和PID控制较好的实现了boost电路在风力发电系统中的电压提升，尽管随着风速的变化输入电压时刻变动，但输出电压时刻稳定在220V左右，同时采用电感充放电原理，可以把电感释放的能量储存起来，达到很好的节能效果。

张俊，薛廷民，孙妙平(中南大学信息科学与工程学院).基于80C196KC的供电控制系统的设计[J].可编程控制器与工厂自动化(PLCFA)，2006(11)：94-96，106文献4采用一种以80C196KC单片机为核心的数字移相触发闭环供电控制系统，直接从铁路电气自动化接触网获取大功率电能，并通过对三相晶闸管组进行交流调压以及对蓄电池的持续充电控制，将高电压转换为宿营车的稳定生活电源。汤天浩(上海海运学院电气自动化系).新能源与电能变换：系统集成、技术融合及应用展望[J].电源世界，

2006(7)：1-6文献5阐述了电能变换装置在新能源供电系统中的核心作用，以及电力电子变换技术与现代电源技术的融合，研究了几种电能混合供电方式，重点探讨了集成供电系统的电源变换、智能管理及安全控制等问题，并展望了新能源供电系统的应用前景。

钟小芬，吴捷，雷春林(华南理工大学电力学院雅达电源实验室).矩阵变换器在风力发电系统中的应用研究.电源技术应用，2003，6(7)：15-19介绍了应用于新型风力发电系统的矩阵变换器，详细分析了具有9个双向开关的传统矩阵变换器与改进的双桥结构矩阵变换器，以及各自的优缺点。通过分析比较得出，双桥结构矩阵变换器控制策略简单，对于不同负载，开关数目可以减少。其中，具有15个开关的双桥矩阵变换器以其经济性和控制的成熟性，适用于新型的风力发电系统。最后，文献还详细介绍了该双桥式矩阵变换器箝位电路的工作原理和参数设计。