MCU控制風(fēng)光互補獨立電源系統

第一階段 大電流灌充階段(high currentbulk charge state)由電壓采樣電路獲取蓄電池的電壓狀況，當電壓小于過(guò)標準開(kāi)路電壓(Voc)時(shí)，太陽(yáng)能電源、風(fēng)力發(fā)電機以其所能提供的最大電流對蓄電池充電(最大電流對不同功率的系統取值不同，可按C／5充電率取值，C為蓄電池容量)，由于太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電機的電流與天氣狀況有關(guān)，所以大電流的取值將在一定范圍之內。保持大電流充電至Voc后，進(jìn)入第二階段。第一階段的充電程度可達70％～90%。

第二階段 過(guò)電壓恒充階段(over chargestate)以恒定的過(guò)標準電壓(Voc)充電，直到充電電流降至Ioct進(jìn)入第三階段。第二階段的充電程度近100％。

第三階段浮充階段(float charge state)以恒定精確的浮充電壓Vf進(jìn)行浮充。蓄電池充滿(mǎn)后，以浮充方式維持電壓。浮充電壓的選擇對蓄電池的壽命尤為重要，即使5％的誤差也將使得蓄電池的壽命縮短一半。智能管理核心充電流程如圖3所示。智能核心實(shí)時(shí)采集并判斷系統狀態(tài)，與輸入控制、觸發(fā)信號聯(lián)合控制充電狀態(tài)。

2.2逆變器原理與實(shí)現

DC／DC變換由48V鉛酸蓄電池輸出通過(guò)Boost電路升壓至360V，采用UC3825PWM控制芯片，其產(chǎn)牛PWM頻率高，且造價(jià)低。DC／AC逆變器主電路由H橋式ICBT構成，還包括熔斷器、抗干擾的濾波器、保護二極管等?？刂齐娐酚煽刂骗h(huán)節和保護環(huán)節兩部分構成智能管理核心作為控制環(huán)節對主電路的輸入電壓、輸出電壓、輸出頻率和輸出波形進(jìn)行校正控制。保護環(huán)節分為硬件保護部分和軟件保護部分，完成對系統的短路、過(guò)載、失壓、過(guò)壓、缺相等的保護。逆變后的單項交流電通過(guò)電壓、電流傳感器，把狀態(tài)返回智能管理中心，以便對波形實(shí)行校正。逆變器的電路構成如圖4所示。

2.3 系統控制保護原理與實(shí)現

風(fēng)光互補電源系統根據性能可分為充電狀態(tài)、負載狀態(tài)(放電狀態(tài))、保護狀態(tài)。系統同時(shí)監測光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元、負載和兩組蓄電池的狀況，在相應條件下，進(jìn)入對應的狀態(tài)。在每一狀態(tài)中，系統不僅完成自身階段的工作，還可根據用戶(hù)需要給出相應的系統參數顯示、多系統之間的通訊及系統與E位機之問(wèn)的通訊，系統狀態(tài)流程如圖5所示。

系統在初始化中，完成參數的設定，如光伏發(fā)電單元電壓、電流、負載、過(guò)壓、過(guò)流保護參數；風(fēng)力發(fā)電機的磁電保護參數；鉛酸蓄電池雙標三階段充電的充電系數。同時(shí)也完成系統人機通訊(鍵盤(pán)、液晶模塊、LED等)的初始化和系統通用串行通信模塊的設定。

系統通過(guò)實(shí)時(shí)采樣模塊、上位機觸發(fā)信號和用戶(hù)控制信號聯(lián)合判斷系統所處的狀態(tài)。首先，通過(guò)實(shí)時(shí)采樣模塊采集系統的實(shí)時(shí)電壓、電流，判斷光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元、儲能蓄電池和負載的狀況，從而決定系統應處的狀態(tài)。其次，上位機觸發(fā)信號和用戶(hù)控制信號也聯(lián)合控制系統狀態(tài)，可強行控制系統從一種狀態(tài)轉入其他狀態(tài)。