离网型风光互补发电系统程序框图
风光互补发电系统课件.ppt
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利用太阳能和风能在时间和地域上都很强的 互补性，阳光最强时一般风很小；而在晚上没 有阳光时，由于温差比较大，空气的流动导致 风的形成。 然而在晴天太阳比较充足而风会相对较少， 在阴雨天气的时候，阳光很弱但是阴雨天气会 伴随着大风，风资源相对较多。
所以根据风光的互补特性，使用风光互 补系统可以很好的解决发电系统的供电问 题，实现连续、稳定地供电
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前景
2）中小型风力发电机并网发电系统。大家都知道， 德国和日本的太阳能屋顶计划大大促进了太阳能电 池产业的发展。但在英国等阳光资源不好的国家， 正在推广风力发电机屋顶发电计划。在家庭安装中 小型风力发电机并网发电，可节省输配电系统，改 善电网结构，是分布式电源的理想方式。在国外还 作为夜间照明和独立供电来减少犯罪率的公共设施。
伏阵列提供负荷与电池组所需能量； 3.无光模式：仅风力发电机工作； 4.电池放电模式：风力发电机与光伏阵列均不工
作，由备用电池组提供负荷所需能量。
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四、存在问题
• 系统优化设计数学模型较复杂, 求解困难。 • 蓄电池的工作状态不合理。 • 控制器集成化程度低, 影响产业化发展。 • 新型风力发电机用于实际系统中较少。
风力发电具有间歇性瞬时变化的特点，光伏发电则具有随季节与天气变 化而变化的特点。资源的不确定性导致了发电与用电负荷的不平衡，必 须对其进行有效的转化、存储与控制才能实际使用。两者相互配合利用， 因地制宜，充分利用它们在多方面的互补性，从而建立起更加稳定可靠、 经济合理的能源系统——风光互补发电系统。风光互补发电系统从一定 程度降低了对资源要求的门槛，使得新能源的应用更加广泛。
离网型光伏发电系统技术方案
离网型光伏发电系统技术方案一、系统基本原理离网型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。
图1 离网型光伏发电系统示意图(1)太阳电池组件是太阳能供电系统中的主要部分，也是太阳能供电系统中价值最高的部件，其作用是将太阳的辐射能量转换为直流电能；(2)太阳能充放电控制器温度补偿的功能。
(3)蓄电池组其主要任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。
(4)离网型逆变器离网发电系统的核心部件，负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。
为了提高光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定二、主要组成部件介绍2.1太阳电池组件介绍图2 硅太阳电池组件结构图太阳电池组件是将太阳光能直接转变为直流电能的阳光发电装置。
根据用户对功率和电压的不同要求，制成太阳电池组件单个使用，也可以数个太阳电池组件经过串联（以满足电压要求）和并联（以满足电流要求），形成供电阵列提供更大的电功率。
太阳电池组件具有高面积比功率，长寿命和高可靠性的特点，在20年使用期限内，输出功率下降一般不超过20%。
图3太阳电池伏安特性一般来说，太阳电池的发电量随着日照强度的增加而按比例增加。
随着组件表面的温度升高而略有下降。
太阳电池组件的峰值功率W p是指在日照强度为1000W/M2，AM为1.5，组件表面温度为25℃时的I max×U max的值（如上图所示）。
随着温度的变化，电池组件的电流、电压、功率也将发生变化，组件串联设计时必须考虑电压负温度系数。
2.2光伏控制器介绍光伏控制器主要是对太阳电池组件发出的直流电能进行调节和控制，并具有对蓄电池进行充电、放电智能管理功能，在温差较大的地方，光伏控制器应具备温度补偿的功能。
根据系统的直流电压等级和太阳电池组件的功率配置合适的光伏控制器。
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。
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。
离网式智能风光互补发电系统PPT课件
系统关键技术与功能--系统智能的体现(1)
太阳能双轴跟踪
目前最有效的提高太阳能发电效率的方式之一 通过保持太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光随时垂直照射太阳 能电池板，从而显著提高太阳能光伏组件的发电效率
太阳能双轴跟踪在本系统的应用
本系统的双轴跟踪系统采用时控为主，光控为辅的跟踪方式 系统内置GPS芯片，可自动识别经纬度和当地时间，计算跟踪方位 角和高度角，当芯片时钟或时控出现偏差时，系统可自动通过光控 系统修正时控偏差和时钟偏差，从而保证精确跟踪
节能
完美并充分利用自然资源，使用太阳能和风能发电，在合适的气象资 源条件下，可实现全天候昼夜发电，从而提高系统供电的连续性、稳定 性和可靠性，比单用风机或太阳能更经济、更科学、更实用
经济
只需一次前期投入，没有后期大量电费支出，也无需变压器、稳压器 等大量供电设施的建设
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系统特点与优势(3)
风光互补的实现
可再生能源的种类繁多，而每种可再生能源发电系统的应用潜能会因当地 自然力而有所局限，若每种都以单兵作战方式独立运转，所呈现出的单项 效益将使可再生能源的发展有所阻碍
若能因应自然环境，选择适当的可再生能源种类，相互整合运转，则系统 整体的电力供给将有所提升
单纯利用太阳能或风能进行发电的方式会受到日照时间和风速的限制，同 时资源的不确定性易导致发电与用电负荷的不平衡，产生电力供应不足的 局面
系统在下列条件运行时，需要协商技术要求和使用条件
室外温度范围超过-25℃~+45℃ 室内温度范围超过0℃~+40℃ 海拔高度超过1000米地区 盐雾与沙尘严重地区
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系统技术指标--基本配置与参数
系统基本配置与参数
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。
离网风光互补发电系统的运行_离网风光互补发电技术及工程应用_[共3页]
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第5章离网风光互补发电系统的运行与维护 5.1 离网风光互补发电系统的运行与操作5.1.1 离网风光互补发电系统的运行1．运行方式及运行数据统计分析离网风光互补发电系统采用蓄电池作为储能装置，以保证无风、无日照时负载用电，如需要交流电，则要加逆变器。
离网风光互补发电系统有两种不同的运行方式。
①切换运行，即有风时由风力发电机组供电，有太阳光时由太阳能电池方阵供电。
这种方式简单，但系统的效率较低。
②同时运行，风力发电机组与太阳能电池方阵同时向蓄电池组充电，可以充分发挥两者的效能，系统效率高。
离网风光互补发电系统的控制系统通常是采用工业微处理器进行控制，一般都由多个CPU并列运行，其自身的抗干扰能力强，并且通过通信线路与计算机相连，可进行远程控制，大大降低了运行的工作量。
所以离网风光互补发电系统的运行工作就是进行故障排除和运行数据统计分析及故障原因分析。
离网风光互补发电系统的大部分故障都可以进行远程复位控制和自动复位控制，其与运行和维护质量是息息相关的。
离网风光互补发电系统设置了多重保护，由于风能的不可控制性，所以过风速的极限值可自动复位，温度的限定值也可自动复位，如发电机温度高、齿轮箱温度高/低、环境温度低等；风力发电机的过负荷故障也是可自动复位的。
除了自动复位的故障以外，其他引起可远程复位控制故障的原因有以下几种。
①风光互补控制器误报故障。
②各检测传感器误动作。
③控制器认为离网风光互补发电系统运行不可靠。
运行数据统计分析就是对风光互补发电系统设备在运行中发生的情况进行详细的统计分析，是离网风光互补发电系统管理的一项重要内容。
通过运行数据的统计分析，可对运行维护工作进行考核量化，也可为离网风光互补发电系统的设计、太阳能/风能资源的评估、设备选型提供有效的理论依据。
每个月的发电量统计报表是运行工作的重要内容之一，其真实可靠性直接和经济效益挂钩。
其主要内容有：风光互补发电系统的月发电量、场用电量，风光互补发电系统的设备正常工作时间、故障时间、标准利用小时，电网停电/故障时间等。
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。
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离网型风光互补发电系统程序框图
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。
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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。
1、主程序
风光兀斗发电系统第初團
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。
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3、太阳能MPPT子程序
車系统采用变步长扰动观蔡法来对太阳匪进行绘大功率点跟踪.首先初始化参数忙厂初.£-变步长公式= AP/AK,其中M为变歩怅;调节系数，通过采集光伏阵列的电压*电流.计靠光伏阵列的输出功率，然后迹行比较判斷，从而控制输出电压的变化方I*对犬阳能垠大功率成进行有敛跟踪・
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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。
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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0~十45A,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。
黑4-9估号萌埋电廉
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。
图牛10电压检测唱路
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。
辅助电源电歸。