风光互补电源系统的设计原理及应用 现在全国都在发展新能源，储能、负载相同，发电方式不同和资源上的互补性，使风电和光电系统集成为风光互补系统电源成为必然。另外一个特点是地域性，不同地域具有不同的太阳能和风能资源。太阳能也是这样，有明显的地域性，这是它一个特点。另外一个特点是不确定性。资源不确定性，即每天的发电量受天气影响很大，会导致系统发电与用电不平衡，使蓄电池组长期处于浅充，这也是引起该系统失效的主要原因。蓄电池在该系统中承担的电的储存和供给的作用，它必须能够适应8 这种浅充，基于这样的分析我们提出设计原理，开展以蓄电池管理为核心的研究，把发电组建、控制组建、出能组建和负载设计为一个整体，实现能量的最大化利用，这就是我们提出的边远系统的设计原理。根据地域条件的不同，这个系统又可演变为光点系统、风电系统和风光互补三种形式。尽管国内有很多部门在做，但是基础方面的工作还做的不够。 系统由什么组成呢？风电和广电的发电部件、蓄电池储能部件、供电部件和控制部件，这四大部件组成。我们要做到稳定可靠，各部件及规范。首先讲系统的规范和标准，这也是我参与起草《移动通信设备风光互补电源系统》，就构成了系统种类、构成及划分，部件要求和鉴别，系统选择与设计、安装、调试，维护管理等等，都有明确的规定。 蓄电池作为我们通信行业对蓄电池很熟悉、不陌生，用于太阳能系统蓄电池不是普遍的电池，我们有专门对太阳能系统的要求和测试方法。风能发电机有一个通用的标准，我们推荐使用另外一种风机，也符合国家的标准。它的特点是和先速和过栽均采用电磁制动，同是具备叶片变形失速功能，这个大量使用在我们的基站上，重量轻、故障小，输出的电也比较稳定。因为风率的利用
高性能风光互补路灯控制器 使用说明书 本系统图为连接参考，具体产品外观以实物为准
一、产品概述 集太阳能、风能控制于一体的智能控制器，专为高端的小型风光互补系统设计，特别适合于风光互补路灯系统和风光互补监控系统。能同时控制风力发电机和太阳能电池对蓄电池进行安全高效的智能充电。 设备外观大方、液晶指示直观、操作方便。具有一系列完善的保护功能。设备充电效率高，空载损耗低。该系统运行安全、稳定、可靠，使用寿命长，已得到广大用户的认可，具有较高的性价比。 风光互补路灯控制器是离网路灯系统中最核心的部件，其性能影响到整个系统的寿命和运行稳定性，特别是蓄电池的使用寿命。 二、性能特征 1.可靠性：智能化、模块化设计、结构简单，功能强大；工业级的优质元器件和严格 的生产工艺，适合于低温等相对恶劣的工作环境并具有可靠的性能和使用寿命。 2.PWM无级卸载：在太阳能电池板和风力发电机发出的电能超过蓄电池的需要时，控 制系统必须将多余的能量通过卸荷释放掉。普通的控制方式是将整个卸荷全部接入，此时蓄电池一般没有充满，而能量却全部消耗在卸荷上，造成资源的极大浪费； 即使采用分阶段卸荷，一般只能做到五六级左右，效果仍然不理想。我公司采用PWM(脉宽调制)方式进行无级卸载，即可以分上千个阶段进行卸载，一边对蓄电池充电，一边把多余的能量卸除，有效延长蓄电池的使用寿命。 3.ＰＷＭ充电方式，限压限流充电模式：在蓄电池电量较低时，采用限流充电模式； 在蓄电池电量较高时，采用限压充电模式。 4.两路直流输出：每路均有多种输出控制方式可供选择，包括：常开；常关；常半功 率；光控开、光控关；光控开、时控关；光控开、时控半功率、光控关；光控开、时控半功率、时控关。只带液晶显示功能的控制器，通过液晶按键可以设定三种输出控制方式：常开；光控开、光控关；光控开、时控关。 5.LCD显示功能：LCD以直观的数字和图形形式显示系统状态和参数，如：蓄电池电 压、风机电压、光伏电压、风机电流、光伏电流、风机功率、光伏功率、负载电流，输出控制方式，时控输出关断时间，光控开、光控关电压点，白天或夜晚指示，负载状态指示，蓄电池过压、蓄电池欠压、过载、短路等故障状态。 6.完善的保护功能：太阳能电池防反充、太阳能电池防反接、蓄电池过充电、蓄电池 过放电、蓄电池防反接、蓄电池开路保护、负载短路、过载、防雷、风机限流、风机自动刹车和手动刹车等。
风光互补发电系统现状及发展状况 高洁琼 (ft西大学 ft西·太原030013) 摘要:本文介绍了风光互补发电系统的结构、工作原理和优缺点,以及风光互补发电系统的发展过程及现状,同时说明其应用前景。太阳能和风能之间互补性很强， 由这两者结合而来的风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。 关键词: 风能太阳能风光互补系统 1.风光互补发电系统的结构、工作原理、基本要求以及优缺点 1.1风光互补发电系统的结构 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、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。1.2风光互补发电系统的工作原理及运行模式 风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械 能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；光伏发 电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电， 通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的 220v 交流电，保证交流电负载设备的正常 使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；控制 部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行 切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多 余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的 电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；蓄电池部分由多块蓄 电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电系 统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。 风光互补发电系统根据风力和太阳辐射变化情况，可以在以下三种模式下 运行：风力发电机组单独向负载供电；光伏发电系统单独向负载供电；风力发 电机组和光伏发电系统联合向负载供电。 1.3风光互补发电系统的优缺点
风光互补发电系统 技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是当前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，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。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，能够保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统能够共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，因此风光互补发电系统的整体造价能够降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，能够减少储能的蓄电池组
1、风光互补发电技术 1.1风光互补发电系统的特点 风力发电系统利用风力发电机，将风能转换成电能，然而通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对负载供电。该系统具有日发电量较高，系统造价较低，运行维护成本低等优点。缺点是小型风力发电机可靠性低，常规水平轴风力发电机对风速的要求较高。光伏发电系统利用光电板将太阳能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对负载供电。该系统的优点是系统供电可靠性高、资源条件好、运行维护成本低，缺点是系统造价高。发电与用电负荷的不平衡性是风电和光电系统共同存在的一个缺陷，它是由资源的不确定性造成的。风电和光电系统发出电能后都必须通过蓄电池储能才能稳定供电，但是每天的发电量受阳光、风力的影响很大，阳光、风力较弱会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态，这是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。较风电和光电独立系统，风光互补发电系统具有以下特点：（1）风光互补发电系统弥补了风电和光电独立发电系统在资源上的缺陷，利用太阳能和风能的互补性，提供较稳定的电能； （2）在风光互补发电系统中，风电和光电系统可以共用一套蓄电池组和逆变环节，减少系统造价； （3）整个系统是两种发电系统进行互补运行，因此，在保证同等供电的情况下，可大大减少储能装置的容量； （4）风光互补发电系统可以根据用户需要合理配置系统容量，在不影响供电可靠性的情况下减少系统造价； （5）风光互补发电系统可以根据用户所在地的季节及天气变化情况优化系统设计方案，在满足用户要求的情况下节约资源。 1.2适合风光互补地区分析 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。图1为我国太阳能风能分部情况。
高性能风光互补控制器使用说明书 型号: WWS06A-24 (WWS03A-12) 版本：1.0 合肥为民电源有限公司 Hefei Win Power Co.,Lit
安全注意事项 1. 非常感谢您购买为民电源的控制器，请在安装及使用本产品前仔细阅 读使用说明书，并妥善保管。 2. 须有经验的技术人员进行安装操作，安装过程需严格按照本用户使用 手册进行，确保该产品能够正常工作。 3. 本产品应避免长期接触腐蚀性气体和潮湿环境。 4. 切勿将本产品放置在潮湿、雨淋、暴晒、严重灰尘、震动、腐蚀及强 烈电磁干扰的环境中。 5. 请勿打开本产品外壳自行维修。
目录 一、产品概述 (1) 二、型号说明 (2) 三、性能特征 (2) 四、操作规程 (3) 五、液晶操作及显示说明 (4) 5.1按键说明 (4) 5.2显示内容说明 (5) 5.3液晶按键浏览参数和输出方式 (5) 5.4液晶按键设置参数和输出方式 (7) 5.5手动刹车设置 (8) 六、控制软件 (8) 七、性能参数 (10) 八、异常现象及处理 (12) 九、保修及售后服务 (12)
一、产品概述 本高性能风光互补控制器专为高端的小型风光互补系统设计，特别适合于风光互补路灯系统和风光互补监控系统。 本控制器能同时控制风力发电机和太阳能电池对蓄电池进行安全高效的充电，同时提供两路均有七种输出控制方式的直流输出，以供不同的特性负载灵活使用。 本控制器采用PWM方式控制风机和太阳能电池对蓄电池进行限流限压充电，即在蓄电池电量较低时，采用限流充电。也就是当风机和太阳能总充电电流小于限流点时，风机和太阳能的能量全部给蓄电池充电。当风机和太阳能总电流大于限流点时，以限流点的电流给蓄电池充电，多余的能量通过PWM方式卸载。在蓄电池电量较高时，采用限压充电。也就是当蓄电池电压低于限压点时，风机和太阳能的能量全部给蓄电池充电。当蓄电池电压达到限压点时，风机和太阳能会以限压点对蓄电池充电，多余的能量通过PWM方式卸载。对于特定的风力发电机，本控制器可以实现精确的转速控制，即可设定停机转速，当风力发电机超过此转速后，控制器将停止风力发电机运行，10分钟后再自动恢复风力发电机运行。 本控制器特为路灯系统设计了两路直流输出，每路均有七种输出控制方式，包括：1、常开；2、常关；3、常半功率；4、光控开、光控关；5、光控开、时控关；6、光控开、时控半功率、光控关；7、光控开、时控半功率、时控关。这七种输出控制方式可以通过通信串口按需要任意设定。通过控制器上的液晶按键也可以设定三种输出控制方式，包括：1、常开；2、光控开、光控关；3、光控开、时控关。其中光控开和光控关均是控制器通过检测太阳能电池板的电压来确定，通过液晶按键和通信串口均可设定光控开和光控关的太阳能电压点。另外，也可通过液晶按键或通信串口来设定时控关的时间。 本控制器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、第一路输出控制方式、第1路输出的关断时间、第2路输出的控制方式、第2路输出的关断时间、光控开电压点、光控关电压点、白天或夜晚指示、蓄电池电量状态、负载状态，还有过压、欠压、过载、短路等故障状态。通过液晶上的四个按键，可以浏览显示内容和设定相关参数。 本控制器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、风机转速等。通过该软件可以对系统参数进行设定和修改，同时可以对系统中风机和负载的运行进行控制。 另外，本控制器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、
风光互补锂电路灯系统 风光互补锂电路灯系统结合了第五代环保锂离子蓄电池、全永磁小型风力发电机、太阳能光伏电池板、智能风光互补控制器等创新科技，是最新高科技产 品。 1. 它由风力发电机、太阳能电池、控制器、蓄电池组、光源等部分组成。设备以 太 阳光和风力为能源,太阳能板白天对蓄电池充电,风速达到要求时风力发电机对蓄电池充电，光源夜晚使用。无需外接电源,通过智能化控制器,天黑自动开灯, 定时或天亮自动关灯,工作稳定可靠。 2. 1 （1）使用寿命15年 （2）通过叶片失速和电磁限速相结合的方式对风力发电机进行限速保护。
（3）采用风力机的全部零部件模具化制造的生产工艺，确保部件的高全长率和 产品的一致性。 （4）风力发电机外壳选用高强度铝合金经“精密压铸”工艺制造，重量轻，强度高，不生锈，耐腐蚀和盐酸； （5）风轮经空气动力学专家精心设计，效能极高，先进的高分子符合材料，具 有良好的强度、韧性、，重量轻，不变形。 （6）整机采用防锈处理，所有电机外部紧固件均为不锈钢制品。在多雨及盐酸 地区的使用寿命大为改观； （7）结构简单，无须专业知识，只需普通工具，进行简单操作，即可完成安装 调试工作； 2 (1)使用寿命20年； (2)太阳能电池组件采用高透光率低铁钢化玻璃，背面采用白色TPT或PET衬 底； (3)太阳能电池片：采用优质进口单/多晶硅电池片，电池的减反射膜为增强等离 子化学气相沉积的氧化硅膜、深蓝色； (4)多晶硅电池片的平均转换效率达14.5%以上，单晶硅电池片的平均转化效 率达16%以上； (5)组件边框：由阳极氧化优质铝合金边框制成，表面氧化铝膜的厚度为25微
第四章智能型高效风光互补控制器的设计 4.1 控制器的总体设计框图 智能型高效风光互补控制器的总体设计框图如图4.1所示，该控制器由主电路板和控制电路板两部分组成。主电路板主要包括不控整流器、DC/DC变换器、防反充二极管等。控制电路板中的控制芯片为PIC16F877A单片机，它负责整个系统的控制工作，是控制核心部分，其外围电路包括电压、电流采样电路，功率管驱动电路，保护电路，通讯电路，辅助电源电路等。 图4.1 风光互补控制器总体设计框图 4.2主电路设计 4.2.1主电路结构 控制器的硬件电路主体部分如图4.2所示。风力发电机输出的三相交流电接U、V、W，经三相不控整流器整流和电容C0稳压后给蓄电池充电。图中SP、SN分别为太阳能电池板的正、负极接线端子，D1为防反充二极管，其作用是防止蓄电池电压和风力发电机的整流电压对太阳能电池阵列反向灌充，确保太阳能电池的单向导电性。R0是风力发电机的卸荷电阻，当风速过高时，风力发电机输出电压大于蓄
电池过充电压，单片机输出脉冲（PWM ）来控制Q3开通，使多余的能量被消耗在卸荷电阻上，从而保护蓄电池。二极管D2和保险丝F1是为了防止蓄电池接反，当蓄电池接反时，蓄电池通过D2与F1构成短路回路，烧毁保险丝而切断电路，从而保护控制器和蓄电池。主电路中间部分是两个输出并联的Buck 型DC/DC 变换器，为了抑制MOSFET 管因过压、du/dt 或者过流、di/dt 产生的开关损耗，本设计的DC/DC 变换器采用具有缓冲电路的Buck 变换器。 图4.2 硬件主电路结构 4.2.2主电路参数设计 由图4.2可知，主电路是由两个互相独立输出端并联的Buck 电路组成，一路是光伏发电系统主电路，一路是风力发电系统主电路。 1. 光伏发电部分 实验中采用光伏电池组件的最大功率点电压为17.6V ，开路电压为21.6V ，一共使用了4块太阳能光伏电池，选择的太阳能光伏电池组件输出电压范围为60~90V ，参数设计指标如下： Buck 变换器的输入电压s V =60~90V ，输出电压48o V =V, 占空比 0.360.53D ≤≤，开关频率20f KHz =，输出电流平均值04I A =，纹波电流I ?不超过20%。 (1) 功率器件的选择 根据Buck 电路中开关管的电压应力要求[40]V T = V s ，即V T 等于最大直流输入电压90V ，考虑到需要留有一定的电压裕量，耐压值选用100V 即可，本文中功率器
毕业设计（论文）题目小型水风光互补系统设计 学生姓名 学号 专业 班级 指导教师 评阅教师 完成日期:2015年10月22日
毕业设计（论文）开题报告 题目：小型水风光互补系统设计 学生姓名： 专业：电力系统及自动化 指导老师： 一、课题来源 煤、石油、天然气等不可再生能源的使用量在世界各国不断上升，能源危机将成为人类最主要，最大的危机，发展可再生能源越来越成为世界各国的主攻研发方向和竞争目标，谁能领先，谁就会成为未来新贵，新霸主。电力作为重要的二次清洁能源，它的生产将主要依托可再生能源，从而如何利用可再生能源发电将是一个重大课题。 二、研究目的及意义 1、利用水能、风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性; 2、在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量; 3、通过合理地设计与匹配，可以基本上由水风光互补发电系统供电，很少或基本不用启动备用电源如柴油机发电机组等，可获得较好的社会效益和经济效益。 三、研究的内容、途径及技术线路 水风光互补发电系统主要由水力发电机组、风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成，系统结构图见附图。该系统是集水能、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、水力发电部分是利用水能机将水能转换为机械能，通过水力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电; 2、风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电; 3、光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电; 4、逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220v交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量; 5、控制部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节:一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性; 6、蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发 电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。 四、发展趋势 中国拥有世界上最多的人口，近年来经济快速增长。但中国目前的能源结构主要依赖燃煤发电，从而对环境产生了许多负面影响，特别是对空气和水资源的污染。国际能源机构（IEA）曾预测从2005年到2030年中国新增加的温室气体排放（42%）将和世界上其他国家排放总量（不包括印度，44%）相当。中国会取代美国成为世界上最大的温室气体排放国。发展可再生能源技术是减少温室气体排放和改善环境的有效措施之一。
风光互补发电系统 第一章绪论 1.1 能源与环境问题 能源是是国民经济发展与社会文明进步的基石，能源可持续发展是人类社会可持续发展的重要保障之一。从原始社会开始，化石能源逐步成为人类所用能源的主要来源，这种状况一直延续至科技发达的现代社会。随着人类对能源需求的日益增加，化石能源的储量正日趋枯竭。此外，大量使用化石燃料己经为人类生存环境带来了严重的后果，全世界每天产生约1亿吨温室效应气体，己经造成极为严重的大气污染、温室效应、酸雨等环境影响。开发利用可再生新能源以实现能源可持续发展是人类应对能源问题的有力方法之一。 1.2 新能源发展现状 当前，世界各国普遍重视能源技术创新，技术研发与制度创新越来越受到推崇。美提出培育世界领先水平的科技人员，建设世界一流的能源科技基础设施，整合基础研究和应用研究，加快研究电力储备、智能电网、超导输电、二氧化碳捕获、先进电池、纤维素乙醇、氢燃料以及清洁煤、核能、太阳能和风能等先进发电技术。日本也提出了引导未来能源技术的战略，从2050年、2100年超长期视点出发，展望未来能源技术，制定2030年科技战略。我国也看到新能源发展的紧迫性，加快建立法律法规，积极扶持新能源发展，新能源在我国的发展速度很快。 在新能源体系中，可再生能源是自然界中可以不断再生、永续利用的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用，主要包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等。 1.3 互补发电的概念 很多可再生新能源因其资源丰富、分布广泛，而且在清洁环保方面具有常规能源所无 法比拟的优势，因而获得了快速的发展。尤其是小规模的新能源发电技术，可以很方便地就地向附近用户供电，非常近合在无电、少电地区推广普及。不过由于风能、太阳能等可再生新能源本身所具有的变化特性，所以独立运行的单一新能源发电方式很难维持整个供电系统的频率和电压稳定。 考虑到新能源发电技术的多样性，以及它们的变化规律并不相同，在大电网难以到达的边远地区或隐蔽山区，一般可以采用多种电源联合运行，让各种发电方式在个系统内互为补充，通过它们的协调配合来提供稳定可靠的、电能质量合格的电力，在明显提高可生能源可靠性的同时，还能提高能源的综合利用率。这种多种电源联合运行的方式，就称为互补发电。
风光互补发电系统 方案
光伏发电系统在别墅中的应用方案 1.项目概况 1.1项目背景及意义 本项目拟先设计一个独立系统，安装在别墅屋顶上，用于演示光伏发电系统在别墅中应用的情况，为日后大面积推广提供参考。 1.2光伏发电系统的要求 本项目设计一个5kWp的小型系统，平均每天发电25kWh,可供一个1kW的负载工作25小时。能够满足别墅正常见电的需要（一般家庭每天用电量在10kWh左右）。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 长春北纬43 °05’～45 °15’；东经124 °18’～127 °02’。长春市年平均气温 4.8°C，最高温度39.5°C，最低温度-39.8°C,日照时间2,688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23℃。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。 2.2太阳能光伏发电系统原理 太阳能光伏发电是一种新型的发电方式, 基本原理是光生伏特
效应原理, 也就是当太阳光照射在某些特殊材料上, 会引起材料中电子的移动, 形成电势差, 从而由太阳光能直接转换为电能。这其中的特殊材料也就是光伏发电的的最基本元件被称为太阳电池半导体, 即太阳能电池(片), 它包括有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、控制器等几大部分组成, 由这些电子元器件构成的系统, 安装维护简便, 运行稳定可靠。白天太阳能电池组件将太阳辐射出的光线转变为电能, 储存在蓄电池里, 在夜间或需要时, 从蓄电池里将电能释放出来, 用于照明和其它用途。太阳能电池组件是发电设备, 蓄电池是储能设备, 控制器、逆变器是充放电控制保护和直交流变换设备。 2.3太阳能光伏发电主要部件 (1) 太阳能电池板： 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。 (2) 太阳能控制器： 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其它附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
风光互补发电系统 摘要 进入二十一世纪，人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，而能源问题日益严重，一方面是常规能源的匮乏，另一方面石油等常规能源的开发带来一系列的问题，如环境污染、温室效应等。人类需要解决能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模开发利用可再生能源和新能源。而太阳能和风能被看做是最具有代表性的新能源和可再生能源，作为这两种能源的高级利用太阳能发电和风力发电技术受到世界各国的高度重视。由于风力发电和太阳能发电系统均受到外部条件的影响，光靠独立的风力或太阳能发电系统经常会难以保证系统供电的连续性和稳定性，因此，在采用风光互补的混合发电系统来进行相互补充，实现连续、稳定地供电。风光互补发电以其独特优势成为新能源研究的热点之一。本文针对风光互补发电系统设计了一套小型模拟装置，包括太阳能电池模拟，用直流电机对风机的模拟和交错并联Buck-Boost蓄电池充电主电路，并对交错并联Buck-Boost电路和交错并联Cuk斩波电路进行了研究、仿真，以及进行了模拟风机装置的调试。系统控制全部采用Freescale公司的56F8013 DSP控制实现，给出了各部分流程图。对于软硬件的关键问题还给出了相应解决方案。 关键词：风光互补 Buck–Boost电路 DSP
Wind & Solar Hybrid Generating System ABSTRACT Entering the 21st century, human beings are facing to realize the sustainable development of economy and society, and energy problem becomes more and more serious, on the one hand, conventional energy is serious short on the other hand, the development of oil and other conventional energy brings a series of problems, such as the environmental pollution, the greenhouse effect and so on. Only by relying on the progress of science and technology and the large-scale exploitation and utilization of renewable energy and new energy can human solve the problem of energy, and realize the sustainable development. And solar and wind power are considered the most representative of new and renewable energy, The power technology of solar energy and wind attrack world’s attention. Because of wind power and solar power system under external conditions, and only by independent wind or solar power systems often hard to ensure the continuity and consistency of power system therefore, using hybrid power system of complementary scenery to complement each other, realize the continuous, stable power supply. Wind-light complementary with its unique advantages become one of new energy research hotspots. Aiming at wind-light complementary this article design a small device, including solar cells in dc motor, the simulation and interlacing of fan parallel Buck - hee, and main circuit batteries to Buck staggered shunt circuit and interlacing parallel hee - Cuk chopper were studied, and the simulation, the simulated fan unit commissioning. Control system adopt Freescale company 56F8013 DSP control chart, each part. The key question for software and hardware to the corresponding solutions. Keyword:Wind and PV hybrid Buck–Boost Circuit DSP
升降压型Quick-MPPT风光互补（路灯系统）控制器使用说明书 型号: LCWS-BX LCWS-B1、LCWS-B2
安全注意事项 1. 非常感谢您购买我公司生产的控制器，请在安装及使用本产品前仔细阅读使用 说明书，并妥善保管。 2. 须有经验的技术人员进行安装操作，安装过程需严格按照本用户使用手册进 行，确保该产品能够正常工作。 3. 本产品应避免长期接触腐蚀性气体和潮湿环境。 4. 切勿将本产品放置在潮湿、雨淋、暴晒、严重灰尘、震动、腐蚀及强烈电磁干 扰的环境中。 5. 请勿打开本产品外壳自行维修。
目录 一、产品概述 (1) 二、型号说明 (2) 三、安装规程 (2) 四、液晶操作及显示说明 (4) 4.1按键说明 (4) 4.2显示内容说明 (5) 4.3 昼夜判断 (7) 4.4输出模式说明 (5) 4.5控制面板操作说明 (5) 五、保护机制 (13) 六、性能参数 (13) 七、常见故障及处理 (15)
一、产品概述 本控制器专为高端的小型风光互补系统而设计，适用于风光互补路灯系统和风光互补监控系统，其主要功能如下： 1)本控制器为高性能风光互补控制器，能同时控制风力发电机和太阳能电池对蓄电池进行充、放 电，充电时采用高分辨率的PWM方式对蓄电池进行限压、限流充电，有效延长蓄电池寿命； 2)带有精确转速检测及控制模块，可实时查看风机转速，并可根据设置的安全转速上限，实现超 速刹车。 3)带有两路直流输出接口，每路最大输出电流可达10A；用户可单独对每一路设置3种不同的输 出模式，分别为：光控开光控关、光控开时控关、常开。 4)带有风机MPPT（最大功率点追踪）功能。本系统运用领先的算法，可自动搜寻最大功率点， 实现风能到电能转换的最大化，经测试，本控制器较传统控制器最大能提高充电效率1倍以上。 5)带有定制LCD，用户可通过人机交互接口简单查看和设置控制器状态： 可查看项目有：蓄电池电压、风机转速、风机电压、风机电流、风机功率、光电池电压、光电池电流、光电池功率、第1路输出模式、第1路输出的关断时间；第2路输出模式、第2 路输出的关断时间、光控开电压点、光控关电压点、白天或夜晚指示、蓄电池电量状态、负载 状态，还有过压、欠压、过载、短路等故障状态。 可设置项目有：第1路输出模式、第1路输出的关断时间；第2路输出模式式、第2路输出的关断时间、光控开电压点、光控关电压点。 6)独特的太阳能充电电路，损耗小，发热低。采用开路卸载方式，有效延长太阳能电池寿命。 7)完备的安全保护功能，包括： u太阳能电池防反充保护 u太阳能电池防反接保护 u太阳能限流保护 u蓄电池过充、过放保护 u蓄电池开路保护 u蓄电池防反接保护 u负载过载、短路保护 u防雷保护 u风机限流保护 u风机超速保护 u风机自动、手动刹车保护 u控制器温度监测，过温保护 u负载过压保护 ※注：以上保护机制除蓄电池防反接保护以外，均不会损伤元器件。 8)外壳采用优质的铝合金，富有设计感，造型美观，散热性能优异。 9)采用优质工业级元器件、严格的生产工艺制造，能在寒冷、高温、潮湿环境长时间可靠运行。
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 2017年04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是目前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，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。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，可以保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统可以共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，所以风光互补发电系统的整体造价可以降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，可以减少储能的蓄电池组容量，使发电系统造价降低。经济上更趋于合理，随着我国4G通信网的开通，可实现大范围的无线传输图像资料，风光互补监控系统将在森林防火、防盗猎监控、城市乡村的防犯罪监控、古墓群的防盗墓监控、边防地区的防偷渡监控、生态保护区的防盗猎监控、旅游地区的安全监控和矿产资源的防乱开采监控等领域得到广泛的应用，这种监控系统体系不仅能大大降低管理成本，而且能实现有效及时和安全的防护体系。对降低森林火灾，减少资源破坏，提高破案率都有非常极的意义。技术的进步可以促进社会管理手段的进步，同时，新技术的广泛应用才能进一步促进新技术产业的发展。
^ 风光互补LED路灯控制器的设计 摘要 本文主要首先介绍了产生新能源的必要性及风能和太阳能快速发展的背景。其次介绍了什么是风光互补及风光互补的技术原理、技术结构及技术优势和风光互补系统的组成、风光互补路灯的优势。然后介绍了什么是风光互补控制器，风光互补控制器的特点，风光互补控制器的工作原理及风光互补路灯控制器的结构图和电路原理图。 关键词：控制器，工作原理，路灯，风能，太阳能
目录 1、绪论 (1) 2、风光互补的概述 (1) 、风光互补的技术原理 (2) 、风光互补的技术构成 (2) 、风光互补的技术优势 (2) 、风光互补的典型案例 (3) 3、风光互补系统 (3) 、风光互补系统的组成 (3) 、风光互补路灯的优势 (3) 4、风光互补控制器 (5) 、风光互补控制器的概述 (5) 、风光互补控制器的特点及功能 (5) 、风光互补路灯控制器的结构图 (6) 、风光互补控制器的原理图 (7) 、风光互补控制器的工作原理 (7) 总结 (11) 致谢 (12) 参考文献 (13)
1、绪论 随着世界人口的持续增长和经济的不断发展，对于能源的需求日益增加，目前的能源消费结构中，煤炭、石油和天然气等化石燃料虽然仍占有很重要的地位，但是化石燃料的燃烧造成环境污染，致使全球气候变暖、冰山融化、海平面上升等自然灾害频繁发生和能源危机日益临近，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中，风能、太阳能等洁净能源备受关注。 太阳能、风能作为未来的能源是一种非常理想的清洁能源。近年来由于人们对能源、环境问题的日益关注，太阳能、风能的应用与普及越来越受到人们的重视。若能合理地利用太阳能、风能将会为人类提供充足的能源。对太阳能、风能技术而言，照明应用并非是其最主要的应用领域，也不是最能体现应用优势的领域，但就其作为能源的表现形式来说，太阳能、风能在照明领域的互补应用最直观。而在当前技术水平下，太阳能、风能技术作为能源的高成本、低效率是不容回避的问题，特别是在单体照明应用中，如不与LED技术相结合，按照常规设计太阳能、风能照明系统，往往要面对系统变换效率低及经济效益不佳等问题。LED因具有低能耗、直流工作等优势，成为配合风光互补路灯照明光源的理想产品。就目前技术和政策而言，在我国最有希望快速普及应用太阳能、风能发电技术的领域，应是风光互补LED路灯照明工程。LED是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件，属于固态光源。在通用照明领域，LED照明灯具有体积小、重量轻、方向性好、节能、寿命长、容易控制、耐受各种恶劣环境条件等优点，是典型的绿色照明光源。尤其随着大功率白光LED的研发成功，使它在照明领域应用更加广泛。LED 作为新型固态绿色光源与风光互补发电技术结合应用于路灯领域，是可再生能源与高新固态绿色光源的结合，与其他电能变换技术和照明技术相比更加符合产业政策及推广应用的市场。 2、风光互补的概述 风光互补，是一套发电应用系统，该系统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。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。其中，风光互补发电站是针对通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区、无电户地区及海岛，在远离大电网，处于无电状态、人烟稀少，用电负荷低且交通不便的情况下，利用本地区充裕的风能、太阳能建设的一种经济
5.3.1风光互补发电系统设计 风能和太阳能都具有能量密度低、稳定性差的弱点，并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响．然而太阳能与风能在时间上和地域上一般都有一定的互补性，白天太阳光最强时，风较小，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，太阳光强度小而风大。太阳能发电稳定可靠，但目前成本较高，而风力发电成本较低，随机性大，供电可靠性差。若将两者结合起来，可实现昼夜发电．在合适的气象资源条件下，风光互补发电系统能提高系统供电的连续性、稳定性和可靠性，在很多地区得到了广泛的应用．如图5.1为某地10 月份某日典型的太阳能和风资源分布，因此采用风光互补发电系统，可以弥补风能和太阳能间歇性的缺陷。 图5.1 某地10 月份典型日太阳能和风能资源分布图风光互补发电的优势： （1）利用风能和太阳能的互补性，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源。 （2）充分利用土地资源。 （3）保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量。 （4）对系统进行合理的设计和匹配，可以基本上基本上由风光互补发电系统供电，获得较好的经济效益。 5）大大提高经济效益。
风光互补发电系统主要组成部分（1）发电部分：由一台或者几台风力发电机和太阳能电池阵列构成风—电、光—电发电部分，发电部分输出的电能通过充电控制器与直流中心完成蓄电池组自动充电工作。 （2）蓄电部分：蓄电部分主要作用是将风电或光电储存起来，稳定的向电器供电。蓄电池组在风光互补发电系统中起到能量调节和平衡负载两大作用。 （3）控制及直流中心部分：控制及直流中心部分由风能和太阳能充电控制器、直流中心、控制柜、避雷器等组成，完成系统各部分的连接、组合及对蓄电池组充放电的自动控制。控制及直流中心具体构成参数由最大用电负荷与日平均用电量决定。 （4）供电部分：供电部分不可缺少的部分是逆变器，逆变器把蓄电池储存的直流电转换为交流电，保证交流负载的正常使用。同时，还有稳压功能，以改善风光互补系统的供电质量。 图5.2 风光互补发电系统 设计一个完善的风光互补发电系统需要考虑多种因素．如各个地区的气候条件，当地的太阳辐照量情况，太阳能方阵及风力发电机功率的选用，作为储能装置蓄电池的特性等．因此，必须选择建立一些先进的数学模型进行多种计算，确定合理的太阳能电池方阵和风力发电机容量，使系统设计最优化． 数学模型计算 1.蓄电池容量计算 蓄电池的容量C 通常按照保证连续供电的天数来计算：
风光互补发电系统 摘要：风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统。本文通过对风光互补发电系统的动力来源-风能和太阳能资源的初步调研，分析了风光互补发电系统的优势，并总结了国内外风光互补发电系统的研究现状，对其基本的工作原理进行了阐述。最后对举例说明了风光互补发电系统的应用前景。 关键词：风光互补，现状，工作原理，应用前景 1.引言 能源是人类社会发展和进步的物质基础，人类社会的发展和进步离不开优质能源的开发利用和先进的能源技术的不断革新。煤和石油等矿物能源的开发和利用推动了近代工业革命的发展，极大地改变了人类的生活方式。由于煤、石油、天热气等常规能源的储量是有限的，据估计，地球上煤炭最多可用300年，石油最多可维持40多年，天然气还可以维持50多年，不断爆发的能源危机严重阻碍了人类社会的发展进步。为了缓解不断加重的能源危机，世界各国相继加大了对可再生能源的研究。可再生能源是指除常规能源外的包括风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等能源资源。 为了降低能耗和解决日益突出的环境问题，全球都投入到了可再生发展能源的热潮之中，全球可再生能源发展取得了明显成效。主要表现在：成本持续下降，市场份额不断扩大，其定位也开始由补充能源向替代常规能源的方向转化。近10年来，全球风力发电市场保持了28％的年均增长速度，太阳能光伏发电的年均增长速度超过30％[1]。 进入新世纪以来，中国的可再生能源利用步入了快速发展的轨道，特别是自2006年可再生能源法实施以来，中国可再生能源已经进入快速发展时期。2009年中国可再生能源在一次性能源消费结构中所占的比例已从2008年的8％提升至9％。根据中国国家能源局制定的《新能源产业振兴发展规划》，预计到2011年，新能源在能源结构中的占到的比重达到2％(含水电为l％)，新能源发电容量占总电力装机容量的比重将会达到5％(含水电为25％)。其中风电装机容量将会达到3500万千瓦(陆地风电3000万千瓦，海上风电500万千瓦)，太阳能发电装机容量达到200万千瓦[2]。除此之外，根据(2008年中国风电发展报告》的预测，估计到2020年末，全国风电开发建设总规模有望达到1亿kW。到2020年全国