風(fēng)光互補離網(wǎng)發(fā)電方案

風(fēng)光互補離網(wǎng)電系統(tǒng)一、研究義

二、項目案系統(tǒng)構(gòu)架風(fēng)220V的系統(tǒng)容量配

窗式空調(diào)機(jī)電暖氣1200微波爐飲水機(jī)（加熱）家用電冰箱家用洗衣機(jī)單缸雙缸電飯煲電熨斗理發(fā)吹風(fēng)器吸塵器（小型）（大型）吊扇大型小型臺扇16寸14寸電視機(jī)21寸25寸音響器材照明電腦臺式機(jī)

1000-30001600-2000每小時20009501500750100-15023038050075045040085015075665270100100100W200W

最高每小時1-3最高每小時電熱淋浴器每小時每10分鐘每10分鐘每10分鐘每日1-2最高每小時最高每小時每20分鐘每20分鐘每5鐘每15分鐘每15分鐘每小時每小時每小時每小時每小時每小時每小時每小時每小時

筆記本

60-80W

每小時

通過對一樣用電器的功率分夠按用電負(fù)載的情決定蓄電池的最大輸出功率和容量。用一照用80W臺式電腦記電）等功率較的電器。這些電器天天的平利歷時刻按4小時計算，總耗電量約為2KWh風(fēng)機(jī)和太陽能電池板平均日發(fā)電量應(yīng)為2KWh電容量能夠選擇4-5KWh保證供電的固。于一般照明用100W100W臺式電腦記電）的同時，能夠按當(dāng)前功率選擇利用電（啟功率為倍該功率380W電飯煲（500W）中等功率用電器，但需要注意整個負(fù)載總功率。這些電器天天電大約在風(fēng)和太陽能電池板的平均日發(fā)電量應(yīng)為，電池容量適合擇9-10KWh1500W：用電器和1KW大相，實剩余功率多少還能夠利用一些功1KW（沒啟動瞬時大功率情形）之內(nèi)的其他電器，電熨斗塵器400-850水（加熱時器用電量和1KW大致當(dāng)，要緊取決于用電時刻的長短，平均日用電量約為機(jī)太能池板的平日發(fā)電量應(yīng)為4-5KWh池量適合選擇10-11KWh相夠利用電熨飲水機(jī)（加時）這類用電器，且同時選用的用電器更多。依照

不同的用電形天總電量大約5-7KWh之間。風(fēng)機(jī)和太陽能池板的平均發(fā)電量應(yīng)為，池容量能夠選擇12-15KWh。3000W：同時利用大多數(shù)用電設(shè)備，但空調(diào)（瞬時功率太大，一樣在3KW以暖（熱浴器（2000W）內(nèi)電設(shè)備仍是不用日用電量和沒有太大不同照不同的用電情形每日電量大約在KWh之和陽電板平日發(fā)電量應(yīng)為KWh蓄電池容量可選擇15-20KWh現(xiàn)要緊對1500W和3000W兩型號進(jìn)行分析，兩個型號能夠利用的家用電器體一樣，不同在于能同時利用更多的電器。但作為日經(jīng)常用電照明、電視、電、風(fēng)扇、冰箱供電完全能夠用同時足足庭常小功率電器用電需要是個較合理的配。（）太陽能和風(fēng)能的資源狀況項目實施地太陽能和風(fēng)能的資源狀況是系統(tǒng)光伏電池板和風(fēng)機(jī)容量選的另一個依據(jù)一樣依照資源狀況來確信光電板和風(fēng)機(jī)的容量系數(shù)，按用戶的日用電量確信容量的前提下再考慮容量系數(shù)，最后光伏電池和風(fēng)機(jī)的容量光伏電板和風(fēng)機(jī)的平均每日總發(fā)電量應(yīng)該和負(fù)載每平均耗電相同或略大。風(fēng)光互補離發(fā)電系統(tǒng)，一種合理的配置為：風(fēng)機(jī)：功率的力發(fā)電機(jī)，按平均風(fēng)速6m/s計每發(fā)電量約為KWh太陽能電池：功率太陽能電池板，按一樣照強度地域計

算，每日發(fā)量約為3-4KWh蓄電池：額電壓48V，容量（12V，200Ah/塊塊串風(fēng)機(jī)和太陽電池板的選型要緊取決的是日發(fā)電量是不是知足日用電量根率大小沒直接關(guān)系因風(fēng)機(jī)和太陽能電池板的功率大于輸出額定率。3KW風(fēng)光互補網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，一種合理的配置為：風(fēng)機(jī)：功率風(fēng)發(fā)電機(jī)，按平均風(fēng)速m/s計，每日發(fā)量約為；太陽能電池：功率太陽能電池板，按一樣照強度地域計算，每日發(fā)量約為；蓄電池：額電壓96V，容量（12V，200Ah/塊，8塊硬件設(shè)計案系統(tǒng)要緊要計的部份是風(fēng)光互補操縱器和逆變器池充電縱器設(shè)計第一慮對充電的治理和對太陽能和風(fēng)能的最大功率跟蹤的功能市上有部份風(fēng)光互補的充電機(jī)不具有如此的功能，致使充電效率不高，且蓄池壽命不長。同時作為一款小功率的離網(wǎng)逆變器，操縱產(chǎn)品體積和本是必需要考慮的問題，最好利用一級電路完成。若是利用兩級電路：橋逆變通過變壓器后整流為電池充電，作為風(fēng)光互補操縱器的結(jié)構(gòu)的，固然能專門好的實現(xiàn)功能?？墒钦麄€系統(tǒng)器件較多（體積較大）和率較低。充電操縱可的一級操縱電路，實現(xiàn)的方式有

電和BUCK電。利用一級電（升壓）要求電池板電和風(fēng)機(jī)整

流后電壓低電池電壓；利用一級BUCK電（壓）要求電池板電壓和風(fēng)機(jī)整后電壓高于電池電壓用一種電路要緊取決于太陽能電池板和風(fēng)的選擇。電池電壓系統(tǒng)48V和系電較低光電板電壓一塊電板一樣在44V左串聯(lián)后一樣會高于蓄電池壓此適合選擇一BUCK電完充操。機(jī)分為直流輸出和交流輸出兩種，目咱們把握的風(fēng)機(jī)資料都為直流輸出風(fēng)機(jī)，以“風(fēng)神風(fēng)機(jī)”為例：1KW風(fēng)額定輸出電壓DC24/48V，3KW風(fēng)機(jī)額定輸出電壓DC115/230。1KW風(fēng)低蓄池壓，風(fēng)高于蓄電池電池電壓因需要依照風(fēng)機(jī)選擇型號不同確選或BUCK電路。太陽能電池和風(fēng)機(jī)輸出通過整流后的直流電通過BUCK電可調(diào)劑充電的壓電流，同時調(diào)劑BUCK電路還可完成對太陽能電板的最大功率蹤。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)簡單，同時可跟蹤太陽能電池板最大功點可劑電電流電蓄池過橋逆變?yōu)V波后為交流（電配合蓄電池電壓設(shè)定過變壓器升壓為220V交流供用戶利。此刻對可能設(shè)計方案進(jìn)行分析按充電結(jié)構(gòu)分雙BUCK結(jié)構(gòu)和“BUCK+BOOST”兩種。（）雙BUCK電結(jié)構(gòu)一，如以下圖：

Q1L1

D123

Q1

Q3

1

1L3

+

C1

D2

+

C2

+

C3

1

Q213

Q4

C7

12

T1

43

TFR_AXA_AL4Q1L2

D42

+

C4

D3

+

C5電路太陽能電和風(fēng)能充電完全獨立，可同時充電也可單獨充電，可一路也可獨操縱且夠?qū)μ柲芎惋L(fēng)能發(fā)電同時進(jìn)行最大功率跟蹤。雙BUCK電路結(jié)構(gòu)二，如下圖：

蓄電池

太陽能

風(fēng)能

該結(jié)構(gòu)功能上面相同，兩路BUCK電共用電感，在操縱上兩路同時操縱電路能夠少用一個電不同進(jìn)行最大功率跟蹤，且操縱難度大。（）BUCK+BOOST電，以圖：

Q5L1

D123

Q1

Q3

1

1L3C8

+

C1

D2

+

C2

+

C3

1

Q213

Q4

C7

12

T1

43

TFR_AXA_AL4L2

Q6

+

C4

1

電路太陽能電和風(fēng)能充電完全獨立，可同時充電也可單獨充電，可一路也可獨操縱且夠?qū)μ柲芎惋L(fēng)能發(fā)電同時進(jìn)行最大功率跟蹤。在器件選型面，第一要作得選型為開關(guān)管：風(fēng)光互補離逆變器的蓄電池電壓為48V定功率風(fēng)機(jī)的充電電流最大為22A，太陽能電池的大充電電壓為22A逆器最大放電流為?，F(xiàn)在開關(guān)管將工作在低電壓較高電流的情形下，若是利用IGBT效必做高們選用英飛凌的MOS管IPA075N15N3G耐壓150V電43A導(dǎo)通電阻Ω為1KWBUCK電的關(guān)或電開關(guān)管耐80V，電流，導(dǎo)通電阻Ω作為全逆變電路的開關(guān)管此開關(guān)管的導(dǎo)通損耗將較低，同時管關(guān)速度遠(yuǎn)高于IGBT開關(guān)損也能降到極低能整體提高系統(tǒng)效率3KW風(fēng)互補離網(wǎng)逆變器的蓄電池電壓為96V額定功率下風(fēng)機(jī)的充電電流大為44A太陽能電池的最充電電壓為，逆變器最大放電電流67A現(xiàn)在開關(guān)管任將工作在低電壓較高電流的情形下，咱們選用英凌的MOS管IPB107N20N3G耐200V，流88A，導(dǎo)

通電阻Ω，為3KW的開管。操縱芯片要成對充電治理最功率跟蹤和全橋逆變的操縱。可選用TI公DSP2812操技術(shù)成熟，將高效的完成系統(tǒng)操縱。軟件操縱方電操縱BOOST電類似IRVin

VoutVo在一個操縱期T內(nèi)，通時刻為D*T,那么BUCK電路有如下特性：即D=Vout/Vin；縱空比就能夠夠操縱輸出電壓的大小，由于D<1那么可知，那么只需足Vout>Vo+I*R其中為電池的電壓為蓄電的等效內(nèi)阻那只需始化一個D使開始時的各個電知足上述條件調(diào)D進(jìn)行大功率跟蹤使得系統(tǒng)工作到最大功點。假設(shè)電感無窮，且負(fù)載流平直，那么有；聯(lián)合上述式，有；那么由公可知，通調(diào)整占空比D能起到調(diào)整輸負(fù)載阻抗大小的作用用伏陽電池板的負(fù)載特性調(diào)整太陽電池板工作點電壓夠到太能池板最大功率跟蹤的作用。

本文采納逐逼近法的MPPT操策略DC/變器特性，對PWM空比輸出進(jìn)行調(diào)整，通過改變當(dāng)前的阻抗情形來知足最大功率輸出要求，使系統(tǒng)運行在當(dāng)前工況下的最正確狀態(tài)。操縱流程如下圖所示：設(shè)定初始占空比

步長

加大占空比

此次與上次功率差

deltapowerDeltapower>0Y加大占空比脈沖寬度賦值，更新

模塊

減小占空比

返回在系統(tǒng)啟動，設(shè)定最初的占空比D，固定步長T,Pt,Dt為t時光伏發(fā)電系輸出功率和占空比值第以然趨調(diào)劑PWM占比輸出，對t時所對應(yīng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)出功率進(jìn)行比較，然后確信下一步PWM占比輸出當(dāng)時時所應(yīng)系統(tǒng)輸出功率比t-1時所對應(yīng)的輸出功率加倍接近最大功率點Pmax么空比輸出依照原趨繼續(xù)進(jìn)行到統(tǒng)輸功率達(dá)到最大功率點Pt<Pt-1時，那么t-1時刻所對應(yīng)的系統(tǒng)輸出功率比t時所對應(yīng)的值加倍接最大功率點，占空比輸出調(diào)劑為與原趨勢相反的方向輸出，直到

系統(tǒng)輸出功達(dá)到最大功率點。全橋SPWM操縱操是脈寬度按正規(guī)律轉(zhuǎn)變而和正弦波等效的波操逆電路中開器件的通使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等過變調(diào)制波的頻率和幅值么可調(diào)劑逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。上圖中，Ud為電池電壓，為統(tǒng)的期望輸出的電壓，Ur為依照系統(tǒng)望輸出電壓算出的載波Uc為件治理器中的比較值。系統(tǒng)工作后蓄電池輸出的電壓是要穩(wěn)固在的，如此可依照Ud和Uof算每一所要發(fā)的占空比，并挪用PI操算法，依照期望電壓Uof與際電壓的值計算出占空比的變量，由此生成的操縱信號PWM通過對全橋關(guān)的操縱來調(diào)劑電壓的幅度統(tǒng)能夠完全快速從期望電壓了最終使出功標(biāo)準(zhǔn)的正弦電壓系達(dá)

穩(wěn)固。軟件流程圖下：ΔU=Uof-Uout

入口模塊狀態(tài)保存期望輸出電壓Uof=220sin(100πt)利用I算法得D

計算載U的各度數(shù)值，得到占空比脈沖寬度賦值更新WM模塊輸出WM波系統(tǒng)輸出電壓U模塊狀態(tài)恢復(fù)返回系統(tǒng)技術(shù)指風(fēng)光互補離發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)輸入風(fēng)機(jī)輸出電；

風(fēng)機(jī)功率：；風(fēng)機(jī)最大充電流：太陽能電池：開路電壓90V太陽能電池功率：1KW電池板最大電電流：；范：最大充電效輸出蓄電池：額電壓48V，容量（12V，200AH/，4塊最大逆變功：逆變電壓：AC220V電壓頻率：50HZ額定功率下壓諧波因數(shù)最大逆變效系統(tǒng)具有多愛惜功能：低電壓愛惜，過放愛惜，太高愛惜，過流愛惜，溫太高愛惜（愛惜的參數(shù)需要依如實際的蓄電池規(guī)格設(shè)定）3kW光互離網(wǎng)電系技術(shù)標(biāo)輸入風(fēng)機(jī)輸出電48V/230V；風(fēng)機(jī)功率：；風(fēng)機(jī)最大充電流：

太陽能電池：開路電壓180V；太陽能電池功率：2kW電池板最大電電流：；范：最大充電效輸出蓄電池：額電壓96V，容量（12V，200AH/，8塊逆變器功率逆變電壓：AC220V電壓頻率：50HZ額定功率下壓諧波因數(shù)最大逆變效系統(tǒng)具有多愛惜功能：低電壓愛惜，過放愛惜，太高愛惜，過流愛惜，溫太高愛惜（愛惜的參數(shù)需要依如實際的蓄電池規(guī)格設(shè)定）三、經(jīng)濟(jì)可性分析風(fēng)光互補離發(fā)電系統(tǒng)具有普遍的應(yīng)用前景，如：無電農(nóng)村的生活、生產(chǎn)用，嶼電室外照明應(yīng)急電源等。同時風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)向全社會生動展現(xiàn)了風(fēng)能太陽能新能源的應(yīng)用義，推動我國節(jié)能保事業(yè)的進(jìn)展，增進(jìn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的建設(shè)，具有龐的