离网型风光互补发电系统实验平台设计
风光互补控制器实验指导
风光互补控发电与并网实验平台指导手册目录实验一、风力发电实验 (3)实验1-1 、风机特性曲线实验 (3)实验1-2 、风机蓄电池充电实验 (4)实验1-3、风机卸荷器实验 (5)实验1-4、风能发电并网实验 (7)实验二、光能发电实验 (8)实验2-1 、光能发电特性曲线实验 (8)实验2-2 、光能蓄电池充电实验 (9)实验2-3、光能发电并网实验 (11)实验三、风光互补实验 (12)实验3-1、风光互补蓄电池充电实验 (12)实验3-2、风光互补带蓄电池稳压并网实验 (13)实验四、微并网实验 (14)实验一、风力发电实验实验1-1 、风机特性曲线实验一、实验类型和建议学时：实验类型：验证性实验建议学时：2学时二、实验目的：（1）熟悉风光互补控制器操作，理解实验台界面与软件；（2）理解风力发电原理；（3）理解风力发电的优缺点。
三、实验任务：〔1〕观察风机发电空载时的电压和电流；〔2〕观察风机发电运行负载时的电压和电流；〔3〕调节电子负载，观察电压和电流，并记录数据绘制曲线。
四、实验步骤：〔1〕接通实验台电源，翻开电脑LABVIEW软件。
〔2〕切换至软件“自动形式〞界面，点击启动，将风光互补控制器运行。
〔3〕切换至软件“风电输入〞界面，点击“风电输入〞按钮，将风电输入至风光互补控制器。
〔4〕点击“数据采集〞按钮和“多曲线显示〞按钮，记录空载电压和电流值，点击绘制曲线观察电压和电流的特性曲线。
〔5〕点击“风光VI测试〞按钮，启动电子负载。
〔6〕切换至“电子负载控制〞界面，点击“输入〞按钮调节电子负载各个形式，再切换至“风电VI〞界面，点击“数据采集〞按钮，记录数据。
〔7〕点击“曲线绘制〞按钮，绘制输入负载后的曲线，并与空载时的曲线进展比照。
实验1-2 、风机蓄电池充电实验一、实验类型和建议学时：实验类型：验证性实验建议学时：2学时二、实验目的：（1）熟悉蓄电池操作，理解实验台界面与软件；（2）理解风力发电原理；（3）理解风力发电的优缺点。
风光互补发电系统实验报告
风光互补发电系统实验报告本报告介绍实验的背景和目的，概述实验内容与方法。
实验器材和仪器的准备：检查风力发电装置和太阳能发电装置是否正常工作。
确保实验电路和接线板都连接良好。
参数设置：根据实验要求，设置风力发电机和太阳能电池板的工作参数，如转速、角度、光照强度等。
确定风力发电机和太阳能电池板的输出电压和电流。
数据采集：根据实验步骤和参数设置，开始采集实验数据。
使用适当的仪器，如数字万用表和数据采集系统，记录风力发电机和太阳能电池板的电压、电流和功率输出数据。
实验结果分析：对采集到的数据进行分析，比较风力发电机和太阳能电池板的发电性能。
根据实验结果，评估风光互补发电系统的效果和可行性。
结论：总结实验结果，给出对风光互补发电系统的评价。
提出改进和优化的建议，以提高发电系统的效率和可靠性。
以上为风光互补发电系统实验报告的详细实验步骤。
根据实际情况，可以适当调整和补充内容。
本节旨在展示实验结果和数据，并进行合理的分析和讨论，解释实验现象与原理的关系。
实验结果展示：风能发电结果：根据实验数据统计，风能发电系统在不同风速下的发电量分别为：5 m/s - 10kW，10 m/s - 20kW，15 m/s - 25kW。
实验结果显示，随着风速的增加，发电量也相应增加。
光能发电结果：经实验测量，光能发电系统在不同光照强度下的发电量分别为：500 lux - 5kW，1000 lux - 10kW，2000 lux -20kW。
实验结果表明，光照强度的增加与发电量之间存在正相关关系。
实验数据分析：风能发电：根据理论基础知识，风能是由风的动能转化而来的。
实验结果显示，随着风速的增加，风能的转化效率也提高，从而使发电量增加。
光能发电：光能发电系统的原理是利用太阳能光照通过光电效应产生电能。
实验结果表明，光照强度的增加会提高光能转化效率，从而导致发电量增加。
综上所述，实验结果与原理存在一定的关系。
风能发电和光能发电系统实验结果均显示，随着相应能源（风能和光能）的提供条件增加，发电量也随之增加。
离网型风光互补发电系统程序框图
离网型风光互补发电系统程序框图1、主程序主程序主要完成系统的初始化和各个子程序调用的功能。
系统首先进行单片机内部寄存器的初始化,并设定系统参数和控制变量,然后采集蓄电池端电压和电流,判断蓄电池所处的状态,当蓄电池电压值达到过放电压设定值时,应自动告警,并按设定值关闭负载,以避免电池损坏。
当蓄电池电压值达到过充电压设定值时,应自动告警并关闭太阳电池方阵及风力发电机组输入。
在正常充放电阶段调用蓄电池充放电子程序进行三阶段充电。
2、蓄电池充放电子程序1)过充阶段。
当蓄电池端电压休高于过充电压28V时,自动关断光伏阵列和风力发电机对蓄电池的充电回路。
2)浮充阶段。
当蓄电池端电压达到26V时,蓄电池端加27V电压进行浮充(常温下的最佳浮充电压约为2.25V/单体)充电。
3)'恒压限流充电阶段。
当蓄电池端电压高于24v而低于26v时,蓄电池端加28V 恒压对蓄电池进行充电,直到电流小于规定值为止。
4)'恒流充电阶段。
当蓄电池端电压小于24v时,进入大电流恒充阶段,以最大功率模式下的电流对其进行恒电流充电。
5)过放阶段。
当蓄电池端电压低于22V后,'为保护蓄电池需要关断负载。
3、太阳能MPPT子程序4、风力发电子程序风力发电机的跟踪程序与光伏阵列类似,也是采集风力发电机的输出电压,电流,通过控制DC心C斩波器的古空比,改变输出功率,从而改变风力发电机的转速,使风力发电机的转速维持在最大功率点附近。
5、电流采样电流信号采集选用西安新敏电子科技有限公司的霍尔电流传感器CSM030CG,它的原边电流测量范围I,为O~十45A,副边额定输出电流编为30mA。
电流霍尔采样到的变化迅速的电流信号不能直接进行AD转换,因此需要信号调理电路对信号保持放大。
由于ATmegas片内的ADC模块要求输入0-5V的单极性号,必需将霍尔传感器输出的小电流信号转换为电压信号,再经过放大滤波后送入ADC,图4-9中Rm为霍尔器件所允许的负载电阻,把霍尔传感器副边电流信号变为电压信号,经放大器后输入到ATmegas的ADC模块,二极管风、几组成限幅电路,保证了ATmegas的输入在0-5V之间。
HL-D103风光互补发电实验系统平台
HL-D103风光互补发电实验系统平台一、产品的主要特点风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。
该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。
(1)、风向仪、风轮机及支撑系统400W，启动风速3.14m/s；额定风速13 m/ s；偏航风速5m/ s；最大设计风速15 m/s；传动方式：风轮直接驱动发电机；温度范围：- 40～60 ℃。
(2)、太阳能板、模拟光源及控制系统太阳能电池板采用阵列组装形式，主要采用4块（或更多）小型太阳能电池板组建，可实现太阳能电池板的并接方式和串接方式，进而提供大电流或大电压的两种太阳能电池板组网方式。
最大输出功率：4*10W模拟太阳：300W，调节距离：0~80cm(3)、风源模拟及控制风源模拟；工业轴流风机：功率3000W，轴流风扇，采用可调速控制器，风速调节范围：0~13m/s；风速控制精度：0.1m/s；风向控制精度：0.1 度。
(4)、风光互补控制器电力电子模块：稳压模块、控制模块、逆变模块；控制面板：风速、风向控制面板、数据显示面板，控制系统。
(5)、负载部分、蓄电池扩展功能1、DC24V直流负载五组（感性负载3组，阻性负载2组）1）感性负载有：24V直流风扇、24V直流电机、24V蜂鸣器2）阻性负载有：24V交通灯、3W LED灯2、AC220V交流负载四组（感性负载1组，阻性负载3组）1）感性负载有：220V直流风扇2）阻性负载有：220V交通灯、220V 3W LED灯、220V 28W LED灯3、0-30V、0-5A的可调恒压恒流稳压电源4、可调电阻箱技术参数如下：1）阻值范围：10欧-99.99K2）误差范围：±1%3）电流范围：≤500ma5、USB接口电压输出：可为电子设备提供5V直流稳压电源6、电子负载（可选）(6)、蓄电池容量至少10Ah、电压24V(7)、8寸触摸液晶屏数据采集显示模块主要包括1、可以分别对太阳能电池模块、控制器模块、逆变器模块中的各参数（电流、电压、温度、湿度、光照度、风速、风向、风力发电的电量等）进行实时监测并显示，带有报警提示功能2、太阳能控制器（带报警功能）：输入电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示3、输出电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示4、单项逆变器：输出电压、电流、功率、用电量的数据显示及动态曲线显示; 输出频率显示5、蓄电池：电压数据显示及动态曲线显示6、环境监测：温度、湿度、照度显示7、温度计界面显示、湿度计界面显示8、光照强度动态曲线显示，自动切换量程：225Lx、2250Lx、22500Lx和225KLx（225000Lx）(8)、可带上位机监控系统，实时监控，大容量数据存储，可打印(9)、全套整体结构采用工业铝型材和双面白高密度板设计(10)、产品面板采用环氧树脂面板制作，防止长时间变形。
风光互补发电实训系统教学实验平台设计
Topics and reviews 专题与综述0 引言我国早已提出对于深化教学改革，优化人才培养的相关要求，其中特别强调要大力加强实践教学，切实提高大学生的实践能力。
工程型实训平台对于提高电气工程专业学生跨专业系统地解决复杂电气工程的专业人才培养有着重要意义1 风光互补发电实验平台原理与组成风光互补发电实验平台是在室内模拟自然环境中工作条件变化而进行能量转换，电能储存，能量质量智能管理。
结构图如图1所示。
图1风光互补发电实验平台结构实验平台主要由光伏发电模块、风力发电模块、蓄电池、风光互补控制器、逆变器、能量监控系统、交直流负载组成。
各模块间输入输出集成在主控制台之上，学生可通过修改操作台上接口间连线改变整套系统工作状态、有机集成系统、灵活调配功能，以便操作人员自主选择所需状态进行学习与研究[1]。
1.1 光伏发电模块实验平台由可调卤素灯模拟实际光源，将两组由两块25W的太阳能电池板串联使用将光能转化为电能，采集产生的电能进入控制器中通过改变功率开关的开通占空比进行最大功率控制。
图2不同光照强度下的太阳能电池板I-V及P-V特性曲线太阳能电池与常规蓄电池不同，并非稳定的恒流源或恒压源，它属于一种不稳定的非线性直流电源，输出电压受到光照强度与外界温度的影响。
改变光源的光照强度S可得到不同光照强度下光伏电池的I-V与P-V特性曲线如图2所示。
由于卤素灯功率很高，产热能力很强所以不能忽略温度对于太阳能电池板发电的影响，以同一光照强度S=500 W/m2照射太阳能电池板得到不同温度下光伏电池的I-V与P-V特性曲线如图3所示。
图3不同温度下的太阳能电池板I-V及P-V特性曲线综合图2和图3光伏阵列在不同外界条件下的特性曲线可知，温度与光照强度对光伏阵列的输出电压电流有很大影响，且会改变输出功率。
根据其P-V特性曲线可知光伏阵列在每个光照强度与温度的组合下都有一个最大输出功率点即dP/dU=0。
因此综合几种常用太阳能最大功率跟踪算法，如恒电压控制法、扰动观测法、导纳增量法等，可选用导纳增量法作为系统的MPPT算法。
风光互补发电实验作业指导书
风光互补发电实验作业指导书 实验目的 1、了解风能、太阳能间歇性的特点对其发电量的影响; 2、最大功率跟踪在本系统中的运用。
二、实验准备1、HKGF-2型风光互补并离网发电系统试验平台；2、计算机、MCGS 上位机软件、RS232-485转换器一 只、串口线1根、万用表。
三、系统结构框图蓄电池太阳能及太阳能电 池组件图1风光互补系统框图充电克流电放电风能及风能电池组住电沆 电海 义四、实验原理1、风能发电部分风力发电机包括两个部分：其一是模拟风场，使用西门子MM440驱动德东品牌2.2kw/380V三相电机；其二是风力发电机部分，主要功能是将风能转换成电能。
风力发电机启动时，需要一定的力矩来克服内部阻力，此力矩被称作启动力矩。
启动力矩和传动机构的摩擦阻力有关，因而有一个最低的工作风速Vfmin,只有风速大于V fmin 风力发电机才能工作。
而当风速超过某设定值时，基于安全方面的考虑，风力发电机应停止运转；所以也设置了最高工作风速Vfmax，此值与风力发电机的材料强度有关。
对位于Vfmin和Vfmax之间的风速称为工作风速，使风力机的输出功率达到标称功率时的风速称为额定风速。
风力机只能从风能中获取小部分能量，吸收能量的程度可用风能利用系数Cp来衡量。
对于一台实际的风力机，其机械功率Pm可以用下式表示Pm - CpPw =其中Pw为通过风轮扫过面积的风的能量；D是风轮直径；Cp为风能利用系数，它不是一个常数值，随着风速、风机转速以及风机叶片参数的变化而变化；u是风轮远前方风速。
2、太阳能发电部分太阳能光发电技术是指通过转换装置把太阳辐射能转换成电能，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行，因此称为太阳能光伏技术。
当光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差，产生这种电位差的原因有好几种，主要是由于阻挡层。
有光照时，P-N结内将产生一个附加电流(光电流)卜, 其方向与P-N结反向和电流Io相同，一般Ip 2lo。
TH-WS500FG风光互补发电教学实验实训平台风光互补发电
TH-WS500FG 风光互补发电教学实验实训平台风光互补发电教学实验实训平台一、产品概述本产品是集于太阳能发电及风力发电为一体的新型教学实验系统。
可完成风力发电和太阳能发电及基站的供电及并网逆变电源系统集成的相关实验及教学演示。
可以帮助学生，进一步理解风力发电及太阳能光伏发电系统的理念、系统集成原理、单元组成、部件认知等方面的学习和工程实际应用技能。
二、产品特点◆系统实验平台集成了室内温/湿度仪，风速测量、光照度测量系统，让使用者操作起来更直观。
◆系统采用32位数字化DSP技术，对蓄电池充放电进行全智能化的管理。
◆系统DC-AC并网同步电源，采用高频脉冲调制技术。
具有小体积、高效率及高功率因数输出。
◆系统面板上采用直观的数字表和液晶显示，让用户了解当前系统工作状态。
◆系统上的离网电源可以为用户提供交流110V/220V纯正弦波交流电能。
◆风光互补并网发电实训系统，可以让实训学生自行拆装移动，使用简便、无噪音、无污染。
◆系统增加市电与风光互补发电切换模块，让实验更具操作性。
◆增加分布式供电原理与实验电路，让学生增加对新知识的理解三、主要技术规格参数1、系统规格◆系统工作电压：12/24V DC 220VAC◆系统最大电流：50A◆系统最大功率：900W2、单晶硅太阳能电池规格◆组件尺寸(L*W*H)：680*108*28mm×2◆最佳功率：90W×2◆最佳工作电压：17.05±0.5V×2◆最佳工作电流：5.2±0.10A，×2◆短路电流：5.3±0.10A，×2 太阳能电池◆开路电压：21±0.5V◆模拟小太阳模块：220VAC 500W金卤灯或1000W自然色太阳投光灯3、风机力发电机参数◆额定功率：400(W)◆额定电压：12/24(V)◆额定电流：33.3/16.7（A）◆风轮直径：1.65(m)◆启动风速：1.5(m/s)◆额定风速：9.6(m/s)◆安全风速：35(m/s)◆工作形式：永磁同步发电机◆风叶旋转方向：顺时针永磁同步风力发电机◆风叶数量：3（片）◆风叶材料：玻璃增强聚丙烯材料◆电机材料：铝合金&不锈钢4、模拟风洞模块◆风量：32073 mз/h◆风压：388Pa◆转速：1440 r/min◆功率：5.5kW◆可调风速：0～13级连续可调4、风光互补控制器规格模拟风洞◆工作电压：24VDC◆充电功率：1000W◆光伏功率：350W◆风机功率：650W◆充电方式：PWM脉宽调制◆充电最大电流 35A◆过放保护电压 11V◆过放恢复电压 12.6V◆输出保护电压 16V 风光互补控制器◆卸载开始电压（出厂值）15.5V◆卸载开始电流（出厂值） 15A◆控制器设有蓄电池过充、过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护、电池接反保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿、光控开关功能；◆负载为100W以下的12V/24V直流负载，控制单元一通道为常开输出，另一通道为多类定时输出（光控开、光控关，定时开、定时关，）。
基于MPPT的离网风光互补发电系统的设计的开题报告
基于MPPT的离网风光互补发电系统的设计的开题报告一、选题背景及意义离网风光互补发电系统是指利用光伏发电和风力发电两种能源相互补充，形成一个高效、稳定的电力供应系统。
该系统的优点是能够实现稳定可靠的电力供应，满足偏远地区、岛屿和山区等地区的用电需求，同时降低对传统能源的依赖，减少环境污染，实现可持续发展。
在离网风光互补发电系统的设计中，MPPT技术是不可或缺的关键技术。
MPPT技术是利用微处理器控制光伏电池组输出电压和电流，以保证整个光伏电站的最大功率输出。
采用MPPT技术可以大大提高光伏发电系统的效率，从而减少系统的造价和维护成本。
本课题旨在设计一个基于MPPT技术的离网风光互补发电系统，主要研究以下内容：1. 光伏发电和风力发电的系统设计和参数选择；2. MPPT技术的原理和应用；3. 离网风光互补发电系统的电路设计和控制策略；4. 离网风光互补发电系统的性能测试及优化。
二、研究目标及步骤1. 确定离网风光互补发电系统的目标：设计输出功率为2KW的光伏发电系统和1KW的风力发电系统，使两个系统相互补充，实现整体输出功率为3KW以上。
2. 研究MPPT技术：详细介绍MPPT技术的原理和应用，研究常见的MPPT算法及其特点，选择最适合本系统的算法。
3. 确定系统的电路设计和控制策略：根据光伏发电和风力发电的特性，设计合理的电路和控制策略，使系统稳定运行，并满足负载的电力需求。
4. 进行系统性能测试及优化：对系统进行实验室性能测试，通过数据分析和模拟，对系统进行优化和改进。
三、开题计划及进度安排1.第一周完成对离网风光互补发电系统的基础知识的学习和资料收集；制定详细的研究方案。
2.第二周至第四周对MPPT技术进行深入研究，选择实验用的控制器。
3.第五周至第七周根据系统设计要求，进行电路设计和控制策略的设计，制作电路板。
4.第八周至第十周进行离网风光互补发电系统的实验室测试，收集实验数据，并进行分析和处理。
离网型风力发电模拟实验系统
一、实验名称：离网型风力发电模拟实验系统二、实验目的：在实验室模拟离网型风力发电系统的运行工况，掌握系统组成和运行机理。
最终搭建出模拟实验平台，测量风力发电机空载和负载参数。
通过实验了解离网型风力发电系统的基本原理和过程。
三、实验内容：1、了解离网型风力发电系统：如图1所示，风轮机在风的作用下旋转，带动风力发电机发电，经过控制器对蓄电池充电，当外界需要用电时，蓄电池通过控制器向外放电，对于直流负载，可直接加载伏在两端。
对于交流负载，则经过逆变变为交流电加在负载两端。
图1 离网型风力发电系统示意图2、发电机和电动机的选择：发电机选为稀土永磁式风力发电机，型号：FD-500 发电机形式：三相永磁同步额定功率:500W 最大输出功率：800W 额定电压：28V 额定转速：400r/min电动机的型号：WF2-100LI-4 额定电压：380V 额定频率：50Hz 额定功率：2.2KW当发电机为额定转速时，电动机可提供发电机所需要的功率，所以所选择的电动机和发电机符合实验的要求。
3、设计及焊接三相不可控整流电路:设计电路如图2所示，选取6个MBR1045当做二极管使用，一个3300uf/50V 电容，一个470uf/50V电容，分别虑除高频和低频信号。
左边接入三相交流发电机，右边介入负载。
按照图示，合理布置元件在电路板上的位置，焊接电路图，注意二极管的正负极及电容的方向。
焊接完成后，检验有无短路和短路。
检查完毕后，等待后续应用。
图2 三相不可控整流电路4、实验平台和联轴器的加工:根据电动机和发电机的尺寸，量取底孔横向和纵向的距离，两电机轴的直径及到地面的距离、发电机轴的锥度、电动机轴的键槽深度和宽度及键的宽和高，合理确定两电机之间的距离及联轴器大小形状。
根据以上条件设计出平台和联轴器的具体尺寸，再到工程训练中心加工。
本人在此过程中参与了一些尺寸的测量及把发电机送到了工程训练中心，并在平台和联轴器加工完成后和几个同学一起拿回了实验室。
离网风光互补发电系统接地设计_离网风光互补发电技术及工程应用_[共9页]
![离网风光互补发电系统接地设计_离网风光互补发电技术及工程应用_[共9页]](https://img.taocdn.com/s3/m/fb9e6199767f5acfa0c7cd65.png)
第3章离网风力发电系统和风光互补发电系统工程设计敷设后上面再铺以100mm厚的软土或沙层，然后盖以混凝土保护板或砖，覆盖的宽度应超出电缆两侧各50mm。
直埋电缆在进入手孔井、人孔井、控制箱和配电室时应穿在保护管中，且管口应做防水堵头。
与城市道路、桥梁等交叉时应增加保护管，保护管的顶部到路面的深度不小于0.7m，保护管两端伸出车道不小于0.5m。
电缆从地下引出地面时，地面上应加一段2.5m的保护管，管根部应伸入地下0.2m，保护管须固定牢靠。
（3）电缆线路在管、沟内敷设的要求电缆沟的砌筑应考虑分段排水，沟底应有良好的散水坡度，沟的盖板一般用钢筋混凝土盖板，室内经常需要开启的电缆沟一般用钢盖板。
整条电缆沟都应装设连续的接地线，接地线的两头和接地极连通。
金属电缆支架必须与接地线相连，接地线可采用40 × 4扁钢（最小截面不小于80mm2），沟内金属构件均应经全部热浸锌。
电缆在支架上水平敷设时，终端、转弯以及电缆接头的两侧都须加以固定，电缆支架的水平间距为0.8m、垂直间距为1m。
在桥上敷设的电缆应加垫弹性材料制成的衬垫，桥两端和伸缩缝处应留有电缆松弛部分，以防电缆由于结构胀缩而受到损坏。
电缆穿保护管长度在30m以下时，直线段保护管内径不小于电缆外径的1.5倍；有1个弯曲时不小于2倍；有2个弯曲时不小于2.5倍。
电缆穿保护管长度在30m以上时，直线段保护管内径不小于电缆外径的2.5倍，过长时应设手孔井或人孔井。
钢管敷设弯曲角度一般不小于90°，弯曲半径应不小于钢管直径的6倍，条件许可时可以做到钢管直径的10倍，明管敷设只有1个弯曲时可为4倍。
钢管用束节连接时，必须牢固并涂防腐油脂，束节两端的钢管要有可靠的电气连接。
管口必须光滑、无毛刺，管内清洁无杂质。
在预埋时，各类保护管管口应用木塞堵住，以防杂物进入管内。
电缆在管内不准有接头或伤痕，电缆穿管后应用绝缘布包扎或用塑料套管，严禁两种不同规格材料的导线穿在同一根管中。
离网型“风一光一储”互补发电测控平台的设计
离网型“风一光一储”互补发电测控平台的设计
方彤;胡天湘;张力;夏浩刚;胡清灵;林飞字
【期刊名称】《四川水利》
【年(卷),期】2016(037)002
【摘要】离网型“风-光-储”互补发电测控平台,通过控制器将风力发电系统和太阳能发电系统整合成为一个风光储互补独立发电系统,利用STM32单片机对整个系统的各项功能进行控制且对系统中的各项参数进行检测,最终显示到基于LABVIEW的上位机监控系统中.通过离网型风光储独立发电测控平台,可以让相关人员快速掌握风光互补发电实践技术,为工程实际提供有力支撑.
【总页数】3页(P96-98)
【作者】方彤;胡天湘;张力;夏浩刚;胡清灵;林飞字
【作者单位】西华大学电气与电子信息学院,成都,610039;西昌市呷榴河电力开发有限责任公司,四川西昌,615050;西华大学电气与电子信息学院,成都,610039;西华大学电气与电子信息学院,成都,610039;西华大学电气与电子信息学院,成
都,610039;西华大学电气与电子信息学院,成都,610039
【正文语种】中文
【中图分类】TM615;TM616;TM910.2
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1.离网型风光互补发电系统实验平台设计 [J], 李凯;徐勇;邹见效;郑宏
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3.离网型风光储互补发电系统容量优化研究 [J], 董爱华
4.内蒙古自治区离网型风、光互补户用供电系统推广市场化运营机制研究 [J], 马胜红;苏保忠;马也宽;李婕
5.风光互补蓄电池储能离网自治发电系统规格设计方法 [J], 卢闻州;周克亮;程明;惠晶
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风光互补离网型技术方案
一、工程概况：本工程为淮南206国道交通灯专用离网型风光互补发电项目，采用10KW多晶硅电池组件加2KW风力发电机，32节12V120AH铅酸免维护蓄电池,3kw逆变器.负载为1.5KW交通信号灯交通信号灯为全天24小时运行，另有部分交通补光灯，晚上工作。
安装位置为206国道路户外地面上,蓄电池及逆变器等设备以户外柜的型式装在光伏板阵列的下面。
二、主要技术参数：1)工程位置：安徽省淮南市，地理位置：位于北纬32度65分、东经117度05分。
2)环境温度：年平均气温15.7℃。
3)日照小时数：年平均日照数为2184h。
4)太阳能组件：共36片275Wp多晶硅组件。
、光伏控制器，离网逆变器等组成。
三、设计依据：建设单位提供的设计任务书及相关设计要求；经建设单位审查同意的初步设计文件及审核意见；《太阳能光伏能源系统术语》 GB2297-89《地面用太阳能电池标定的一般规定》GB6497-1986《地面用太阳能电池电性能测试方法》GB6495-86《陆地用太阳能电池组件总规范》GB/T14007-92《太阳能电池组件参数测量方法》GB/T14009-92《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》GB/T18479-2001《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008《低压配电设计规范》GB50054-2011《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007《供配电系统设计规范》GB 50052-2009《建筑工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010(2010版)GB/T20321-2006离网型风能、太阳能发电系统用逆变器，第1部分：技术条件、第2部分：试验方法；IEC 61427-1-2013太阳光伏能系统用蓄电池和蓄电池组。
一般要求和试验方法。
第1部分：光伏离网应用其它相关的国家、地方规范和标准相关专业提供的工程设计资料及咨询单位相关意见和建议四、设计方案：(一)用电负荷计算：本项目中白天负载为1.5KW按12时的用电量为18kWh;晚上的负载为2KW,则12小时的用电量为24kWh，全天用电量为42kWh(二)光伏组件及风力发电机计算：按照江淮地区日均6小时的等效光照时间(注：日照时间是指平均日峰值日照小时数);温度变化、线路损耗、逆变器转换效率等因素造成的损耗系数为75%,组件功率:42kWh/6h/0.75=9.3kW,根据光伏板的实际规格，选取36块275W光伏板，合计容量9.9KWP（三）储能电池的计算本项目拟定蓄电池为32节12V120AH蓄电池，合计存贮量为46kWH,考虑到低温（-5℃）对电池的影响，取0.8系数，实际可放容量为36.8KWH,满足晚上2KW12小时,另加白天8小时的用电量。
离网型风光互补发电系统介绍V1.0
离网型风光互补发电系统本离网型风光互补发电系统采用2组2KW的风力发电机、2KW的太阳能电池组件，通过风机控制器、太阳能控制器向蓄电池组供电，再经过逆变器向设备供电。
系统框图如下所示。
系统框图以下是对各部件的介绍：(一)2KW风力机机构：1)桨叶：采用胶衣树脂和增强玻璃纤维制品制作，结构强度高，能保证在高转速下安全运行。
优选高升阻比翼型，兼顾宽尖速比和降噪音进行气动优化设计，气动效率高于0.4，噪音低于65db。
2)发电机：采用强磁材料，优级轴承，F级绝缘IP54防护，保证使用寿命30000小时以上。
3)采用机械离心变桨距机构，风轮不旋转时，桨叶处于易起动的角度，风速高于2.5m/s，二级风即可转动；4~9m/s风速下，风轮旋转桨叶受离心锤作用，其角度随转速变化，跟踪在利于加速的高升阻力比状态，风轮保持高效率平稳运行；当风速继续增大，风轮转速提高，桨叶在离心锤的作用下，向负角度转变，迫使风轮恢复并维持在额定转速附近运行，最高转速不超过370r/min。
4)采用下风式对风机构，省略了尾舵。
5)所有外露机件均采用长效防腐蚀表面处理，保证风力机在露天使用不锈蚀。
2KW风力机主要技术参数：(二)2KW太阳能电池组件：1)由20块100W的太阳能电池板组成，正常使用寿命20年。
2)采用多晶硅材料，其转换效率为10%~13%。
单块太阳能电池板主要技术参数：(三)高性能风光互补控制器：1)采用了专为风光互补系统设计的液晶模块，可以显示蓄电池电压、风机电压、光电池电压、风机功率、光电池功率、风机电流、光电池电流、蓄电池电量状态。
2)控制风机和太阳能电池对蓄电池进行限流限压充电。
3)具有完善的保护功能，包括：太阳能电池防反冲、太阳能电池防反接、蓄电池过充电、蓄电池防反接、防雷、风机限流、风机自动刹车和手动刹车。
4)配有专用的远程监控软件。
该软件可实时监控系统的运行状态，如蓄电池电压、风机电压、太阳能电池电压、蓄电池充电电流、风机充电电流、太阳能充电电流、蓄电池充电功率、太阳能充电功率、风机充电功率等。
离网型风光互补发电系统程序框图
离网型风光互补发电系统程序框图1、主程序主程序主要完成系统的初始化和各个子程序调用的功能。
系统首先进行单片机内部寄存器的初始化，并设定系统参数和控制变量，然后采集蓄电池端电压和电流，判断蓄电池所处的状态,当蓄电池电压值达到过放电压设定值时,应自动告警,并按设定值关闭负载,以避免电池损坏.当蓄电池电压值达到过充电压设定值时，应自动告警并关闭太阳电池方阵及风力发电机组输入。
在正常充放电阶段调用蓄电池充放电子程序进行三阶段充电。
2、蓄电池充放电子程序1）过充阶段。
当蓄电池端电压休高于过充电压28V时,自动关断光伏阵列和风力发电机对蓄电池的充电回路。
2)浮充阶段。
当蓄电池端电压达到26V时，蓄电池端加27V电压进行浮充(常温下的最佳浮充电压约为2.25V/单体）充电。
3）'恒压限流充电阶段。
当蓄电池端电压高于24v而低于26v时，蓄电池端加28V 恒压对蓄电池进行充电，直到电流小于规定值为止。
4)'恒流充电阶段.当蓄电池端电压小于24v时，进入大电流恒充阶段,以最大功率模式下的电流对其进行恒电流充电.5)过放阶段。
当蓄电池端电压低于22V后，'为保护蓄电池需要关断负载。
3、太阳能MPPT子程序4、风力发电子程序风力发电机的跟踪程序与光伏阵列类似,也是采集风力发电机的输出电压，电流，通过控制DC心C斩波器的古空比,改变输出功率,从而改变风力发电机的转速，使风力发电机的转速维持在最大功率点附近.5、电流采样电流信号采集选用西安新敏电子科技有限公司的霍尔电流传感器CSM030CG，它的原边电流测量范围I,为O～十45A,副边额定输出电流编为30mA.电流霍尔采样到的变化迅速的电流信号不能直接进行AD转换，因此需要信号调理电路对信号保持放大。
由于ATmegas片内的ADC模块要求输入0—5V 的单极性号，必需将霍尔传感器输出的小电流信号转换为电压信号,再经过放大滤波后送入ADC，图4-9中Rm为霍尔器件所允许的负载电阻,把霍尔传感器副边电流信号变为电压信号,经放大器后输入到ATmegas的ADC模块,二极管风、几组成限幅电路,保证了ATmegas的输入在0—5V之间.6、电压采样本电路的功能是将输入直流电压分压后,通过光藕隔离并线性转换成0—5V 之间变化的直流电压,送到单片机的A心转换口。
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（ 电子科技 大 学 自动 化工程 学 院 ，四川 成 都 ６ １ １ ７ ３ １ ）
摘 要 ： 离 网 型 风 光 互 补 发 电 系统 由风 力 发 电机 、 太 阳 能 电池 板 、 蓄 电池 、 风 光 互 补 控 制 器 和 交 流 负载 组 成 。设 计开发 了一套 １ ． ２ ｋ Ｗ 风 光 互 补 发 电 系统 实 验 平 台 ， 实 验 平 台基 于 Ｉ ｎ ｆ ｉ ｎ ｅ ｏ ｎ公 司 Ｘ Ｃ ８ ６ ６单 片 机 ， 可 实 现 对 风 力 发 电 系统 和 光 伏 发 电 系统 分 别 进 行 最 大 功 率 跟 踪 （ Ｍａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ， ＭＰ Ｐ Ｔ）
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｉ ｎ ｖ ｅ ￣ ｅ ｒ ；ｗ ｉ ｎ ｄ — ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｈ ｙ ｂ ｒ ｉ ｄ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｍａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ （ ＭＰ Ｐ Ｔ ） ； Ｓ Ｐ ＷＭ
第３ ２卷 第 １ ０期 ２ ０ １ ３年 １ Ｏ月
实
验
室
研
究
与
探
索
Ｋ ３ ２ Ｎｏ ．１ Ｏ Ｏｃ ￡ ．２ Ｏ１ ３
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＥＸＰＬ０ＲＡＴｌ ｏＮ Ｉ Ｎ ＬＡＢ０ＲＡＴＯＲＹ
离 网型风 光 互 补 发 电系统 实 验 平 台设 计
李 凯 ， 徐 勇 ， 邹见 效 ， 郑 宏
中图分 类号 ： Ｔ Ｍ ４ ６ ４
文 献标 志码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ０ ０ ６— ７ １ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０— ０ ０ ５ ０— ０ ５
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ＰＩ ａ ｔ ｆ Ｏ ｒ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｏｆ ｆ — ｇ ｒ ｉ ｄ Ｗｉ ｎ ｄ ・ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ Ｈｙ ｂ ｒ ｉ ｄ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
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及 蓄 电池充 电控 制 ； 将 蓄 电池 ２ ４ Ｖ 直流 电逆 变 为 ２ ２ ０ Ｖ ／ ５ ０ Ｈ ｚ交流 电供 负载 使 用 ； 系统 具备 完善 的 故
障保 护 功 能 。 实验 平 台直 观 形 象 ， 针 对性 强 ， 适 合 开 展 开 放 设 计 性 实验 。 关键 词 ： 逆 变 器 ；风 光 互 补 发 电 ；最 大 功 率跟 踪 ； Ｓ Ｐ ＷＭ