离网型风光互补发电系统程序框图
离网风光互补发电系统由哪些部分组成
离网风光互补发电系统由哪些部分组成展开全文风光互补发电系统作为合理的独立电源系统，开创了一条综合开发风能和太阳能资源的新途径，标志着开发利用可再生能源发电进入了新的阶段。
风光互补发电系统不仅适用于缺电的边远地区，因其利用可再生能源，无污染，且成本低、效率高，所以在条件具备的地方都有很好的开发应用前景。
所以综合开发利用风能、太阳能，发展风光互补发电有着广阔的前景，受到了很多国家的重视。
早期的风光互补发电系统仅是简单地将风力发电系统和太阳能发电系统组合在一起，并没有考虑系统匹配、优化等问题。
要进行风光互补发电系统设计、充分发挥风光互补发电的优势，首先要调查当地太阳能和风能资源状况，然后在基础资源数据的基础上，对互补系统进行优化设计，风光互补发电系统建成后，应对其进行系统匹配测试和发电量等性能参数的实际测试，并进行评价。
离网风光互补发电系统框图如图1所示，光伏发电单元采用所需规模的太阳能电池将太阳能转换为电能，风力发电单元利用中小型风力发电机将风能转换为电能，并通过智能控制中心对蓄电池充电、放电、逆变器进行统一管理，为负载提供稳定可靠的电力供应。
两个发电单元在能源的采集上互相补充，同时又各具特色。
风光互补发电系统可充分发挥风力发电和光伏发电各自的特性和优势，最大限度的利用好大自然赐予的风能和太阳能。
对于用电量大、用电要求高，而风能资源和太阳能资源又较丰富的地区，选用风光互补发电系统无疑是一种最佳选择。
离网风光互补发电系统是由风力发电机组、太阳能光伏电池组、蓄电池、控制器/逆变器、配电系统和用电设备等组成。
风光互补发电系统的控制器/逆变器上设置了风力发电机和太阳能电池两个输入接口，风力发电机和太阳能光伏电池发出的电，通过充电控制器向蓄电池组充电；然后将蓄电池储存的直流电通过逆变器转换为适合通用电器使用的交流电。
根据不同地区的风能、太阳能资源，以及不同的用电需求，用户可配置不同的风光互补发电模式。
做到完全利用自然资源自主发电，为照明或动力设备提供稳定的电能。
风光互补发电系统总体结构
风光互补发电系统总体结构风光互补发电系统由控制器、永磁发电机、蓄电池、太阳能电池和风力机等组件共同构 成 。
其结构图如下图所示。
风光互补发电系统总体结构图将逆变器用于风光互补发电系统中，其原理为通过对半导体通断状态的控制使直流电转 换为交流电 。
其中主逆变电路控制着开关管的通断，并且所输出的电压为三相交流电压， 以 满足用户的用电需要[30] 。
在风光互补发电系统中，储能系统中的蓄电池在工作状态时所输出 的电压很不稳定，所以逆变器必须具备抗干扰能力，进而输出稳定的交流电压。
加入整流器就是为了完成电流从交流变为直流的转换，按照系统容量大小可以将整流器 分为两类，一类是可控型整流器，另一类是不可控型整流器。
其中不可控型整流器能够有效 预防电池向发电机反向输送电能[31]。
将系统中各个部分有效结合在一起的元件是控制器，其在系统中有着无法被取代的作用。
控制器可以在其他元件产生波动或者变化时做出与其相对应的控制策略，进而保证系统的稳 定输出[32] 。
控制器的采样电路，用于采集当前的电压信号并检测，依据系统电压、 电流变化 情况，判断其是否在最大功率点处工作。
对两处功率值进行取样，并将取样作差进行多次对 比，不停地变化脉冲改变占空比，以改变输出电压，电流，直至跟踪至两处功率之差等于零， 这时，输出功率就是系统最大的输出功率[33] 。
合理控制蓄电池可以在多变的天气稳定发电系 统的工作状态，所以这一步骤至关重要。
在蓄电池进入浮充状态后，控制器将不再对蓄电池 持续充电，负载所需供电量超过实时发电量的情况下，控制器将高效地进行探测并使蓄电池 对系统充电。
太阳能电池受到光照后将会产生电流，DC/DC 变换器会将产生的一部分电流输送给用户， 并将产生的其余电流在电池中储存起来[34]。
DC/DC 变换器可以完成对光伏发电最大功率点的19永磁发电机 DC/DC 变换器用户太阳能电池 DC/DC 变换器 控制器 蓄电池 逆 整流器风力机追踪。
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。
离网型光伏发电系统(系统配置及产品介绍)
SD2405B、SD2410B（2路输出）。
二、离网型光伏发电系统产品
小功率控制器技术参数
小功率控制器的特点
充电模式
保护功能
路灯控制器的特点
充电模式
保护功能
二、离网型光伏发电系统产品
1.光伏控制器 1.2分类 中功率控制器（home系列）
二、离网型光伏发电系统产品
1.光伏控制器 1.3产品图片
• 中功率控制器
SD1220、SD1230、SD2420、SD2430、SD4815 （202×132×45 mm）
二、离网型光伏发电系统产品
1.光伏控制器 1.3产品图片
• 大功率控制器
4U卧式 （421*482*177mm）
二、离网型光伏发电系统产品
• 正弦波(SN系列)
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.4技术性能及参数
• 正弦波(SN系列)
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.4技术性能及参数
• 正弦波(SN系列)
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.4技术性能及参数
• 正弦波(SN系列)
二、离网型监控系统
系统以WINDOWS2000/XP操作系统为平台，所有的人机接口使用英文 界面,包括菜单、操作提示、图形、表格。 监控系统的功能包括： 数据采集与处理、报警处理、事件顺序记录和事故追忆功能、在线统计计 算、画面显示和打印、与远方查询系统的信息交换、可以连续存储20年以 上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录 可以集成环境监测仪
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.1命名
3、正弦波系列逆变器型号组成各部分的字母及含义 3.1第一部分用字母SN表示正弦波系列逆变器。
风光互补离网发电方案
风光互补离网发电系统一、研究意义在当今世界，电已成为人们生活中最常用的动力来源，随着人们生活水平的不断提高和技术进步，人们对电的依赖越来越强。
在远离电网的地区，独立供电系统就成为人们最需要的电源。
部队的边防哨所、邮电通讯的中继站、公路和铁路的信号站、地质勘探和野外考察的工作站、偏远的农牧民都需要低成本、高可靠性的独立电源系统。
要解决长期稳定可靠的供电问题，只能依赖当地的自然能源。
太阳能和风能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。
太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。
白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。
在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。
太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。
单独的风电和光电系统都存在一个共同的缺陷，就是资源的不确定性导致发电与用电负荷的不平衡，风电和光电系统都必须通过蓄电池储能才能稳定供电，但每天的发电量受天气的影响很大，会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态，这也是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。
由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。
同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。
二、项目方案2.1 系统构架图1 风光互补独立发电系统风光互补独立发电系统可分为：风机、太阳能电池板、风光互补控制器、蓄电池和逆变器几个部分。
风光互补控制器将风机和太阳能电池板发出的能力合理控制给蓄电池充电，提高充电效率，保证充电安全。
蓄电池储存能量，供用户需要时使用。
逆变器将蓄电池的直流电逆变为220V的交流电，方便用户使用。
2.2 系统容量配置nKW风光互补离网发电系统中的nKW指的是逆变器输出能力，即逆变器能提供最大nKW的能量输出。
离网风力发电系统-PPT课件
二、调速装置
可变桨距调速装置： 下图是美国MOD-0 型大型风力发电机变桨距调速装置
侧翼装置
偏心装置（1）
偏心装置（2）
调向装置
尾舵
舵轮对风装置
四、发电机 直流发电机 永磁发电机
同步交流发电机
异步交流发电机。
五、塔架 塔架用于支撑发电机和调向机构等。因风速随离地面的高度增加 而增加，塔架越高，风轮单位面积捕捉的风能越多，但造价、安装 费等也随之加大。一般由塔管和3～4根拉索组成, 高度6 m～9 m。
3．2 风力发电机与蓄电池系统
风力发电机组容量的选择与计算
一般说来，户用型独立风力发电系统要满足用户基本的生活用电和小型生 产用电。而对村落型来说，用户可能要提出风力发电在系统中的供电比例。 机组容量的选择一般遵循以下原则：
1. 设计者应首先根据用户一年总耗电量来选择风力发电机组的安
装容量 2. 初选的风力发电机组安装容量应通过一年的风电日盈亏变化曲 线来验证其容量选择的合理性 3. 对于户用型独立运行的风力发电系统，可采用风电月均衡法来 验证风力发电机组安装容量是否能满足用户要求，但各月份风 电富裕度应基本保持在10％以上
2.单位容量投资和发电成本低于光伏发电系统。
3.如果太阳能资源和风资源在时间和强度上互补性好，则可减少电 池组容量，因而减少了运行成本（蓄电池寿命一般为三年）。
风—光互补发电系统的缺点
1.与单一系统相比，系统设计较复杂，对控制 和资源要求较高。
2.由于是两类系统的合成，维护的难度和工作 量较高 。
第三节 互补发电系统
3．1 风—光互补发电系统
主要特点:
(1)弥补独立风力发电和太阳能光伏发电系统的不足, 向电网提供更加稳定的电能。 (2) 充分利用空间, 实现地面和高空的合理利用。 (3) 共用一套送变电设备, 降低工程造价。 (4) 同用一套经营管理人员, 提高工作效率, 降低运 行成本。
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。
一风光互补发电系统工作原理
（2）类型 并联型控制器 串联型控制器 脉宽调制型控制器 多路控制器 智能型控制器 最大功率点跟踪控制器 太阳能草坪灯控制器
A、并联型控制器
B、串联型控制器
C、脉宽调制型控制器（重点介绍）
D、多路控制器
E、智能型控制器
2、过放保护：当蓄电池电压低于保护电压时，控制器自 动关闭输出以保护蓄电池不受损坏。
3、过压保护：当电压过高时，自动关闭输出，保护电器 不受损坏。
4、蓄电池反接保护：蓄电池“＋”“－”极性接反，熔 断丝熔断，更换后可继续使用。
5、太阳能电池反接保护：太阳能电池“＋”“－”极性 接反，纠正后可继续使用。
二、太阳能光伏带电池的类型
单体
组件
方阵
太阳能电池方阵
一、晶体硅太阳能电池组件的构成及制造工艺 （一）普通型 1、环氧树脂胶封组件
2、透明PET层压板组件
3、钢化玻璃层压板组件
一、晶体硅太阳能电池组件的构成及制造工艺 （二）建材型 1、单面玻璃透光型电池组件
2、夹胶玻璃电池组件
温度降低，氧化还原反应和水的分解都变得困难，其电化 学反应电位升高，此时应当提高蓄电池的充满门限电压， 以保证将蓄电池被充满同时又不会发生水的大量分解。
因此要求控制器具有对蓄电池充满门限电压进行自动温度 补偿的功能。温度系数一般为单只电池-５～-３ｍＶ／℃ （25℃时），即当电解液温度（或环境温度）偏离标准条 件时，每升高１℃，每只电池的门限电压充满向下调整 ３～５ｍＶ；每下降１℃，向上调整３～５ｍＶ。
六、太阳能光伏发电系统控制器
1、控制器的功能
一、太阳能光伏发电系统控制器
1、控制器的功能
1、过充保护：充电电压高于保护电压时，自动关断对蓄 电池充电；此后当电压掉至维护电压时，蓄电池进入浮充 状态，当低于恢复电压后浮充关闭，进入均充状态。均充 保护恢复点电压和浮充保护恢复点电压均有温度补偿。
离网光伏发电系统组成及各部件功能图文分析
离网光伏发电系统组成及各部件功能图文分析离网光伏发电系统组成及各部件功能图文分析(1)典型离网光伏发电系统离网光伏发电系统结构如下图2-1所示，主要包括光伏阵列、控制器、蓄电池、逆变器和负载。
太阳能光伏发电的核心部件是太阳能电池板，它将太阳光昀光能直接转换成电能；并通过控制器把太阳能电池产生的电能存储于蓄电池中；当负载用电时，蓄电池中的电能通过控制器合理地分配到各个负载上。
太阳能电池所产生的电流为直流电，可以直接以直流电的形式应用，也可以用交流逆变器将其转换成为交流电，供交流负载使用。
太阳能发电的电能可以即发即用，也可以用蓄电池等储能装置将电能存储起来。
图2-1独立型太阳能光伏发电系统工作原理(2)离网光伏发电系统各部件功能①太阳能电池组件（阵列）太阳能电池组件也叫太阳能电池板，是太阳能发电系统中的核心部分。
其作用是将太阳光的辐射能量转换为电能，并送往蓄电池中存储起来，也可以直接用于推动负载工作。
当发电容量较大时，就需要用多块电池组件串、并联后构成太阳能电池方阵。
目前应用的太阳能电池主要是晶体硅电池，分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池等几种。
②蓄电池蓄电池的作用主要是存储太阳能电池发出的电能，并可随时向负载供电。
太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求是：自放电率低、使用寿命长、充电效率高、深放电能力强、工作温度范围宽、少维护或免维护以及价格低廉。
目前为光伏系统配套使用的主要是免维护铅酸电池，在小型、微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池、锂电池或超级电容器。
当需要大容量电能存储时，就需要将多只蓄电池串、并联起来构成蓄电池组。
③光伏控制器太阳能光伏控制器的作用是控制整个系统的工作状态，其功能主要有：防止蓄电池过充电保护、防止蓄电池过放电保护、系统短路保护、系统极性反接保护、夜间防反充保护等。
在温差较大的地方，控制器还具有温度补偿的功能。
另外控制器还有光控开关、时控开关等工作模式，以及充电状态、蓄电池电量等各种工作状态的显示功能。
离网型光伏发电系统
离网型太阳能光伏发电系统一、系统构成离网型太阳能光伏发电系统主要由光伏电池板、光伏控制器、蓄电池组、变换器和监控系统等五部分构成。
图1为光伏发电系统示意图，图2为系统构成原理框图。
各部分的功能和作用是：1、光伏电池板：它是光伏发电的核心，其作用是太阳辐射能直接转换为直流电能供给负载或储存在蓄电池中。
2、光伏控制器：由于一般的多晶硅或单晶硅光伏电池板输出为电流源型，不能直接输出给负载和蓄电池，需通过光伏控制器将其变换为蓄电池可接受的稳定的电压或电流，实现蓄电池的有效充电或供给外接负载。
光伏控制器还能实现对蓄电池组的过充和过放保护。
3、变换器：如果要求输出为直流，则可以通过该部分将蓄电池的电压转换成不同的直流电压以适应不同的负载设备。
如果要求输出为交流，则可通过交流逆变器将直流电变换为220V（单相）、380V(三相)交流电，供给交流用电设备。
对于家庭用，该部分一般采用交流逆变器。
4、监控系统：该部分的主要作用是监控各部分的工作参数和工作状态。
同时提供人机操作界面。
图1 离网型光伏发电系统示意图图2 离网型光伏发电构成原理框图二、系统功能及特点1、能实现对蓄电池组的恒压、恒流充电和充电过程的自动管理；2、具有太阳能最大功率点跟踪控制功能（MPPT），发挥光伏电池的最大功效；3、逆变器交流输出波形正弦度好，输出电压稳定，抗扰能力强；4、保护功能完善，具有蓄电池过充、过放、输出过压、过流、短路等多种保护；5、具有交流电网供电后备功能，当多日无太阳光照，蓄电池储存电能无法满足输出供电时，系统可自动切换为交流市电供电，由于采用直流侧无间断切换，交流输出无间断现象；6、友好的人机操作界面、完善的监控功能，系统采用大尺寸触摸液晶屏，操控方便、显示直观；三、系统适应领域1、家庭供电：特别适用于独立式居住的家庭，如城市别墅区、农村家庭。
对于城市居民小区，居住在顶楼的住户或私家阳台较大的家庭也较合适；2、学校供电：特别适用于中小学和幼儿园，在这些地方，一般白天用电较多，且用电量不大；3、医院供电：可与医院的应急供电系统融合在一起，可有效提高医院的应急电源的可靠性和经济性；4、城市小区公共供电：可安装在城市小区公共部分，接入小区的公用电房，作为小区公用电使用；3、政府部门、企事业单位办公大楼供电：集中安装在办公大楼的顶层，作为公用电接入大楼低压配电柜中。
风光互补发电系统指导书
目录第一章风光互补系统 (3)1.1 系统概述 (3)1.2 本装置组成 (3)1.3 主要技术指标 (3)第二章风力发电 (5)2.1 鼓风机 (5)2.1.1 鼓风机的工作原理 (5)2.1.2 鼓风机的结构 (5)2.1.3 鼓风机的特点 (6)2.2 风力发电机 (6)2.2.1 风力发电机的结构组成 (7)2.2.2风的功率 (7)第三章光伏组件 (8)3.1 太阳能电池板 (8)3.2 太能能电池板的工作原理 (8)第四章风光互补控制器 (9)4.1 风光互补控制器的概述 (9)4.2.1 性能特征 (9)4.2.2 操作规程 (10)4.3 液晶操作及显示说明 (11)4.3.1 按键说明 (11)4.3.2 显示内容说明 (11)4.3.3 液晶按键浏览参数和输出方式 (12)4.3.4 液晶按键设置参数和输出方式 (14)4.3.5 手动刹车设置 (14)4.4 监控软件 (14)第五章微型监控 (15)5.1 软件简介 (15)5.2 软件安装 (15)5.2.1系统要求 (15)5.2.2 安装步骤 (15)5.2.3 卸载 (17)5.3 软件使用说明 (18)5.3.1软件登陆 (18)5.3.2 菜单栏简介 (18)5.3.3 常见问题 (27)5.4 UT-204E 工业级高性能接口转换器 (28)5.4.1 概述 (28)5.4.2 性能参数 (28)5.4.3 连接器和信号 (28)5.4.4 硬件安装及应用 (29)第六章辅助充电电源 (30)6.1辅助充电电源的工作原理 (30)6.2 辅助充电电源的使用 (30)6.3 注意事项 (31)第七章铅酸蓄电池 (32)7.1 铅酸蓄电池工作原理 (32)7.2 自动放电因素 (34)第八章离网逆变器 (34)8.1 产品特点 (35)8.2 使用方法 (35)第九章元器件 (36)9.1 模拟光源 (36)9.2 可调电阻 (36)9.3 急停开关 (36)第一章风光互补系统图1 风光互补发电实验系统示意图1.1 系统概述图1仅供参考实验系统以实物为准。
风光互补发电系统仿真分析
风光互补发电系统仿真分析建立的子系统相互组成形成离网型风光互补发电系统，并对此完整的发电系统进行仿真分析。
系统的设计思路是整流器将风机发出的交流电改变为直流电，而光伏电池直接发出直流电，然后风力机与光伏电池同时将电能供给负载与蓄电池。
利用仿真平台搭建风光互补发电系统仿真模型，电池选用规格相同Uoc = 15V ，Isc= 5A ，Um = 13. 1V ，Im= 4.07A 的8 行8 列光伏阵列，风力机的风轮直径设置为7m 。
下图4-9 为风光储混合发电系统模型图。
图4-9 风光储混合发电系统仿真模型图Fig.4-9 Simulation model diagram of the landscape storage hybrid powergeneration system设置仿真初始时刻的光照强度为1000W/m2 ，在2s 时将其下降到600W/m2 ，在4s 时又将光照恢复到仿真的初始状态。
在0s 时设置风速为7m/s ，随后在2s 时使风速降低到5m/s ，在3s 时又将风速恢复到仿真的初始状态。
下图4-10 至4-14 为此风光互补发电系统的仿真结果图。
45004000350030002500200015001000500图 4-10 风力发电功率Fig.4-10 Wind power generation power由风力发电功率图 4-10 可知，当对风力发电仿真系统中输入风速7m/s 这一条件时，风 力机所发出功率大概为 3800W ，在 2s 时风速下降，其所发出的功率也随之下降到 1500W 以 下，随后在第 3s 时风速恢复到前两秒的状态，风力机所发出功率也随之恢复原状。
图 4-11 光伏发电功率Fig.4-11 Photovoltaic power generation由光伏发电功率图 4-11 可知， 当对光伏发电仿真系统中输入光照强度 1000W/m 2 这一数 据时，其输出功率大概为 3000W ，在 2s 时将光照强度下降为 600W/m 2 ，其输出功率也随之 下降，随后在 4s 的时候将光照强度重新调回 1000W/m 2 ，其输出功率也恢复为 3000W 。
风光互补供电系统技术研究及应用
摘要：本项目通过风光互补离网型供电系统，以电磁限速保护为主，柔性风轮叶片变形限速为辅，为港航领域供电应用、海岛离网供电应用、交通系统道路照明等系统进行供电。
该系统适用于大面积安装，用电及维护成本等相对较低，且使用时间越长越能体现出该系统的突出性及可靠性，节能减排效果显著。
1.技术概况风光互补供电系统为风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。
主要分为离网型和并网型两种形式。
离网型是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。
并网型主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、多功能逆变器、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统，将电力并网送入常规电网中。
2.技术原理风光互补供电离网型供电系统技术的主要原理为：风力发电机通过风力带动三片扇叶与永磁发电机作用产生直流电流，通过电缆线进入蓄电池储存，使用时通过变频逆变器将蓄电池内的直流电转化为交流电输出用于办公、生活或照明用电。
太阳能发电是将太阳能转化为电能储存入蓄电池，后蓄电池内直流电经逆变器转化为交流电供办公、生活或照明用电。
风光互补并网型供电系统包括光伏系统、风电系统、风光互补并网控制逆变系统等几个主要部分。
光伏系统主要包括：光伏阵列和DC/DC 转换器，其中DC/DC 转换器用于配光伏阵列和直流母线电压，以实现最大功率跟踪。
风电系统主要包括：风力发电机和发电机AC/DC 转换器，其中AC/DC 转换器用于发电机发出的交流电转换成直流电并实现和直流母线之间的电压匹配，同时实现最大功率跟踪。
风光互补并网控制逆变系统综合了风机及光伏的控制系统，通过DC/（AC）-DC-AC 的电流转换功能最终实现并网发电。
风光互补供电系统的技术核心是小型风力发电机，系统流程见图1。
江苏江阴港港口集团股份有限公司已实施了62套HY-400 等型号的风光互补离网型供电系统，主要分布在办公区域、港区道路、码头引桥、港区监控等区域内。
风光互补子系统(GKHB)-修改
1.1.1风光互补子系统前端基站的供电方式主要是太阳能以及风能，采取“风光互补”的方式发电，利用风能和太阳能同时供电。
并配备一定容量的蓄电池，以保证前端基站在发生意外情况时，能保证24*3小时的持续供电。
本方案在前端设备包括热成像摄像机、高清、摄像机、重型数字云台、防盗球机、无线微波网桥、报警器、拾音器、喇叭、功放、以及数字中继台等。
按最大功耗含冗余计算，原则上每个基站的装设容量为200W——250W。
1.1.1.1风光互补供电系统风光互补发电系统是一种将光能和风能转化为电能的装置，由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统弥补了风能与光能独立系统在资源上的问断不平衡性、不稳定性，可以根据用户的用电负荷情况和资服条件进行系统容量的合理配置，既可保证供电的可靠性，又可降低发电系统的造价。
1.1.1.1.1风光互补供电系统优点1、利用风能、太阳能的互补性，弥补了独立风电和独立光伏发电系统的不足，可以获得比较稳定的和可靠性高的电掘。
2、充分利用土地资源。
风力发电设备利用高空风能，光伏发电设备则利用风机下的地面太阳能，实现地面和高空的有效结合。
3、在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量。
4、大大提高经济效益。
由于共用一套配电设备，降低了工程造价，降低了运行成本。
选择过程中还需要考虑太阳能蓄电池的功率，在功率不足的情况下通常结合风能发电使用风光互补发电系统框图如下图所示，光伏发电单元采用所需太阳能电池将太阳能转换为电能，风力发电单元利用中小型风力发电机将风能转换为电能，并通过智能管理核心对蓄电池充放电进行统一管理，为负载提供稳定可靠的电力供应。
两个发电单元在能掘的采集上互相补充，同时又各具特色。
风光互补发电系统可充分发挥各自的特性和优势，最大限度地利用好大自然赐予的风能和太阳能。
风光互补发电系统框图风光互补发电系统组成风光互补发电系统由风力发电机组、太阳能光伏电池组、蓄电池、控制器、配电系统和用电设备等组成。
电子教案与课件：风光互补系统 项目三 离网光伏供电系统应用的设计方法与实例--2015.11.8
项目三离网光伏供电系统应用的设计方法与实例一、任务导入离网型太阳能光伏发电系统，也叫独立太阳能光伏发电系统，其安装功率小的不足1瓦，例如太阳能手机充电器、太阳能计算器等；大到MW级。
我们这里讲的离网型太阳能光伏发电系统，指的是安装在国家电网或地区电网未覆盖区域，安装容量通常在数百瓦以上的光伏发电系统，主要由光伏组件、充放电控制器、逆变器（用于交流负载）、蓄电池及附属设施等构成。
二、相关知识光伏发电系统的设计要本着合理性、实用性、高可靠性和高性价比（低成本）的原则。
做到既能保证光伏系统的长期可靠运行，充分满足负载的用电需要，同时又能使系统的配置最合理、最经济，特别是确定使用最少的太阳能电池组件功率，协调整个系统工作的最大可靠性和系统成本之间的关系，在满足需要保证质量的前提下节省投资，达到最好的经济效益。
学习情境1 太阳能光伏发电应用的设计思路（一）离网系统设计原则离网系统的设计工作，从收集气象数据和计算负载大小开始，然后确定系统中控制器、逆变器、蓄电池各设备的规格及容量，使系统各设备匹配完善，发挥设备的工作在最佳工作状态，一方面保证系统正常运行，另一方面延长设备的使用寿命，同时还要保证用户的正常使用。
离网光伏电站系统的设计方法很多，有比较简易设计，有比较详细设计，本节通过实例进行比较简易和详细设计两种方法设计，将在任务实现中讲解。
离网光伏电站设计应根据下面几点设计原则：1.组件要满足平均天气条件下负载的每天用电需求。
组件设计不能考虑尽可能快的给蓄电池充满电，如果要求快速充电，就必须要求很大的太阳能组件，同时如果快速充满，太阳组件的发电量会造成浪费。
2.组件要满足光照最差季节的需要，太阳能组件输出要等于全年负载需求的平均值。
3.蓄电池的设计要保证在太阳光照连续低于平均值的情况下负载仍可以正常工作。
4.自给天数是系统在没有任何能源来源的情况下，负载仍能正常工作的天数。
5.在设计系统前，尽量去实地考察一下，了解安装地点，这样对设备布置走线才能设计合理。
离网式智能风光互补发电系统
太阳能 光伏发电
系统工作原理(3)
多种可能的工作模式
离网式智能风光互补发电系统
根据风力和太阳光日照的变化，系统有多种可能的工作模式： 风力发电机组单独向负载供电和向蓄电池充电 太阳能光伏电池斱阵单独向负载供电和向蓄电池充电 风力发电机组和太阳能光伏电池斱阵联合向负载供电和向蓄电池
充电
光照和风力条件丌佳时，蓄电池向负载供电 蓄电池电量亏空，而光照和风力条件又丌佳的枀端情况下，启劢 柴油发电机向负载供电和向蓄电池充电
交互
完备的通信和进程控制管理功能，提供标准RS232/RS485/RJ45接口，可轻松 实现系统的进程控制和交互，完成对系统设备的遥测、遥控、遥信和遥调
系统技术指标--环境要求
系统在下列条件下可连续可靠工作
室外温度：-40℃~+85℃ 室内温度：-20℃~+65℃ 空气相对湿度：丌大于90%（25℃±5℃） 海拔高度丌超过1000米
流负载是以直流电为劢力的装置或 设备，交流负载是以交流电为劢力 的装置或设备
无法转劢，为防止蓄电池组长时间处
于缺电状态，开关电源将可以切换到 由备用电源向负载供电幵向蓄电池组 迚行补充充电
系统构成(5)
监控管理系统
监控管理系统为系统核心控制装置，
主要包拪监控管理终端、风电控制系 统、光电控制系统、柴油发电机控制
离网式智能风光互补发电系统
上海光维通信技术股份有限公司 南京威阳科技有限公司
内容摘要
公司简介 系统概述
离网式智能风光互补发电系统
系统工作原理
系统极成 系统关键技术不功能 系统特点不优势 系统技术指标 系统应用领域 解决斱案不应用案例
公司简介(1)
离网式智能风光互补发电系统
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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。
蓄电池电压检测电路如图4-10所示。
7、辅助电源
辅助电源的功能是将蓄电池的输入电压变换成适合控制电路、驱动电路、检测电路等工作的直流电压,这些电压主要是+12V和+5V。
因此,输入的直流电压经过一个或者几个DC/DC变换器就可以得到所需要的直流电压。
辅助电源电路如图4-11所示。