风光互补离网发电方案

风光互补离网电系统一、研究义

二、项目案系统构架风220V的系统容量配

窗式空调机电暖气1200微波炉饮水机（加热）家用电冰箱家用洗衣机单缸双缸电饭煲电熨斗理发吹风器吸尘器（小型）（大型）吊扇大型小型台扇16寸14寸电视机21寸25寸音响器材照明电脑台式机

1000-30001600-2000每小时20009501500750100-15023038050075045040085015075665270100100100W200W

最高每小时1-3最高每小时电热淋浴器每小时每10分钟每10分钟每10分钟每日1-2最高每小时最高每小时每20分钟每20分钟每5钟每15分钟每15分钟每小时每小时每小时每小时每小时每小时每小时每小时每小时

笔记本

60-80W

每小时

通过对一样用电器的功率分够按用电负载的情决定蓄电池的最大输出功率和容量。用一照用80W台式电脑记电）等功率较的电器。这些电器天天的平利历时刻按4小时计算，总耗电量约为2KWh风机和太阳能电池板平均日发电量应为2KWh电容量能够选择4-5KWh保证供电的固。于一般照明用100W100W台式电脑记电）的同时，能够按当前功率选择利用电（启功率为倍该功率380W电饭煲（500W）中等功率用电器，但需要注意整个负载总功率。这些电器天天电大约在风和太阳能电池板的平均日发电量应为，电池容量适合择9-10KWh1500W：用电器和1KW大相，实剩余功率多少还能够利用一些功1KW（没启动瞬时大功率情形）之内的其他电器，电熨斗尘器400-850水（加热时器用电量和1KW大致当，要紧取决于用电时刻的长短，平均日用电量约为机太能池板的平日发电量应为4-5KWh池量适合选择10-11KWh相够利用电熨饮水机（加时）这类用电器，且同时选用的用电器更多。依照

不同的用电形天总电量大约5-7KWh之间。风机和太阳能池板的平均发电量应为，池容量能够选择12-15KWh。3000W：同时利用大多数用电设备，但空调（瞬时功率太大，一样在3KW以暖（热浴器（2000W）内电设备仍是不用日用电量和没有太大不同照不同的用电情形每日电量大约在KWh之和阳电板平日发电量应为KWh蓄电池容量可选择15-20KWh现要紧对1500W和3000W两型号进行分析，两个型号能够利用的家用电器体一样，不同在于能同时利用更多的电器。但作为日经常用电照明、电视、电、风扇、冰箱供电完全能够用同时足足庭常小功率电器用电需要是个较合理的配。（）太阳能和风能的资源状况项目实施地太阳能和风能的资源状况是系统光伏电池板和风机容量选的另一个依据一样依照资源状况来确信光电板和风机的容量系数，按用户的日用电量确信容量的前提下再考虑容量系数，最后光伏电池和风机的容量光伏电板和风机的平均每日总发电量应该和负载每平均耗电相同或略大。风光互补离发电系统，一种合理的配置为：风机：功率的力发电机，按平均风速6m/s计每发电量约为KWh太阳能电池：功率太阳能电池板，按一样照强度地域计

算，每日发量约为3-4KWh蓄电池：额电压48V，容量（12V，200Ah/块块串风机和太阳电池板的选型要紧取决的是日发电量是不是知足日用电量根率大小没直接关系因风机和太阳能电池板的功率大于输出额定率。3KW风光互补网发电系统，一种合理的配置为：风机：功率风发电机，按平均风速m/s计，每日发量约为；太阳能电池：功率太阳能电池板，按一样照强度地域计算，每日发量约为；蓄电池：额电压96V，容量（12V，200Ah/块，8块硬件设计案系统要紧要计的部份是风光互补操纵器和逆变器池充电纵器设计第一虑对充电的治理和对太阳能和风能的最大功率跟踪的功能市上有部份风光互补的充电机不具有如此的功能，致使充电效率不高，且蓄池寿命不长。同时作为一款小功率的离网逆变器，操纵产品体积和本是必需要考虑的问题，最好利用一级电路完成。若是利用两级电路：桥逆变通过变压器后整流为电池充电，作为风光互补操纵器的结构的，固然能专门好的实现功能。可是整个系统器件较多（体积较大）和率较低。充电操纵可的一级操纵电路，实现的方式有

电和BUCK电。利用一级电（升压）要求电池板电和风机整

流后电压低电池电压；利用一级BUCK电（压）要求电池板电压和风机整后电压高于电池电压用一种电路要紧取决于太阳能电池板和风的选择。电池电压系统48V和系电较低光电板电压一块电板一样在44V左串联后一样会高于蓄电池压此适合选择一BUCK电完充操。机分为直流输出和交流输出两种，目咱们把握的风机资料都为直流输出风机，以“风神风机”为例：1KW风额定输出电压DC24/48V，3KW风机额定输出电压DC115/230。1KW风低蓄池压，风高于蓄电池电池电压因需要依照风机选择型号不同确选或BUCK电路。太阳能电池和风机输出通过整流后的直流电通过BUCK电可调剂充电的压电流，同时调剂BUCK电路还可完成对太阳能电板的最大功率踪。该拓扑结构的优势：结构简单，同时可跟踪太阳能电池板最大功点可剂电电流电蓄池过桥逆变滤波后为交流（电配合蓄电池电压设定过变压器升压为220V交流供用户利。此刻对可能设计方案进行分析按充电结构分双BUCK结构和“BUCK+BOOST”两种。（）双BUCK电结构一，如以下图：

Q1L1

D123

Q1

Q3

1

1L3

+

C1

D2

+

C2

+

C3

1

Q213

Q4

C7

12

T1

43

TFR_AXA_AL4Q1L2

D42

+

C4

D3

+

C5电路太阳能电和风能充电完全独立，可同时充电也可单独充电，可一路也可独操纵且够对太阳能和风能发电同时进行最大功率跟踪。双BUCK电路结构二，如下图：

蓄电池

太阳能

风能

该结构功能上面相同，两路BUCK电共用电感，在操纵上两路同时操纵电路能够少用一个电不同进行最大功率跟踪，且操纵难度大。（）BUCK+BOOST电，以图：

Q5L1

D123

Q1

Q3

1

1L3C8

+

C1

D2

+

C2

+

C3

1

Q213

Q4

C7

12

T1

43

TFR_AXA_AL4L2

Q6

+

C4

1

电路太阳能电和风能充电完全独立，可同时充电也可单独充电，可一路也可独操纵且够对太阳能和风能发电同时进行最大功率跟踪。在器件选型面，第一要作得选型为开关管：风光互补离逆变器的蓄电池电压为48V定功率风机的充电电流最大为22A，太阳能电池的大充电电压为22A逆器最大放电流为。现在开关管将工作在低电压较高电流的情形下，若是利用IGBT效必做高们选用英飞凌的MOS管IPA075N15N3G耐压150V电43A导通电阻Ω为1KWBUCK电的关或电开关管耐80V，电流，导通电阻Ω作为全逆变电路的开关管此开关管的导通损耗将较低，同时管关速度远高于IGBT开关损也能降到极低能整体提高系统效率3KW风互补离网逆变器的蓄电池电压为96V额定功率下风机的充电电流大为44A太阳能电池的最充电电压为，逆变器最大放电电流67A现在开关管任将工作在低电压较高电流的情形下，咱们选用英凌的MOS管IPB107N20N3G耐200V，流88A，导

通电阻Ω，为3KW的开管。操纵芯片要成对充电治理最功率跟踪和全桥逆变的操纵。可选用TI公DSP2812操技术成熟，将高效的完成系统操纵。软件操纵方电操纵BOOST电类似IRVin

VoutVo在一个操纵期T内，通时刻为D*T,那么BUCK电路有如下特性：即D=Vout/Vin；纵空比就能够够操纵输出电压的大小，由于D<1那么可知，那么只需足Vout>Vo+I*R其中为电池的电压为蓄电的等效内阻那只需始化一个D使开始时的各个电知足上述条件调D进行大功率跟踪使得系统工作到最大功点。假设电感无穷，且负载流平直，那么有；联合上述式，有；那么由公可知，通调整占空比D能起到调整输负载阻抗大小的作用用伏阳电池板的负载特性调整太阳电池板工作点电压够到太能池板最大功率跟踪的作用。

本文采纳逐逼近法的MPPT操策略DC/变器特性，对PWM空比输出进行调整，通过改变当前的阻抗情形来知足最大功率输出要求，使系统运行在当前工况下的最正确状态。操纵流程如下图所示：设定初始占空比

步长

加大占空比

此次与上次功率差

deltapowerDeltapower>0Y加大占空比脉冲宽度赋值，更新

模块

减小占空比

返回在系统启动，设定最初的占空比D，固定步长T,Pt,Dt为t时光伏发电系输出功率和占空比值第以然趋调剂PWM占比输出，对t时所对应的光伏发电系统出功率进行比较，然后确信下一步PWM占比输出当时时所应系统输出功率比t-1时所对应的输出功率加倍接近最大功率点Pmax么空比输出依照原趋继续进行到统输功率达到最大功率点Pt<Pt-1时，那么t-1时刻所对应的系统输出功率比t时所对应的值加倍接最大功率点，占空比输出调剂为与原趋势相反的方向输出，直到

系统输出功达到最大功率点。全桥SPWM操纵操是脉宽度按正规律转变而和正弦波等效的波操逆电路中开器件的通使其输出的脉冲电压的面积与所希望出的正弦波在相应区间内的面积相等过变调制波的频率和幅值么可调剂逆变电路输出电压的频率和幅值。上图中，Ud为电池电压，为统的期望输出的电压，Ur为依照系统望输出电压算出的载波Uc为件治理器中的比较值。系统工作后蓄电池输出的电压是要稳固在的，如此可依照Ud和Uof算每一所要发的占空比，并挪用PI操算法，依照期望电压Uof与际电压的值计算出占空比的变量，由此生成的操纵信号PWM通过对全桥关的操纵来调剂电压的幅度统能够完全快速从期望电压了最终使出功标准的正弦电压系达

稳固。软件流程图下：ΔU=Uof-Uout

入口模块状态保存期望输出电压Uof=220sin(100πt)利用I算法得D

计算载U的各度数值，得到占空比脉冲宽度赋值更新WM模块输出WM波系统输出电压U模块状态恢复返回系统技术指风光互补离发电系统技术指标输入风机输出电；

风机功率：；风机最大充电流：太阳能电池：开路电压90V太阳能电池功率：1KW电池板最大电电流：；范：最大充电效输出蓄电池：额电压48V，容量（12V，200AH/，4块最大逆变功：逆变电压：AC220V电压频率：50HZ额定功率下压谐波因数最大逆变效系统具有多爱惜功能：低电压爱惜，过放爱惜，太高爱惜，过流爱惜，温太高爱惜（爱惜的参数需要依如实际的蓄电池规格设定）3kW光互离网电系技术标输入风机输出电48V/230V；风机功率：；风机最大充电流：

太阳能电池：开路电压180V；太阳能电池功率：2kW电池板最大电电流：；范：最大充电效输出蓄电池：额电压96V，容量（12V，200AH/，8块逆变器功率逆变电压：AC220V电压频率：50HZ额定功率下压谐波因数最大逆变效系统具有多爱惜功能：低电压爱惜，过放爱惜，太高爱惜，过流爱惜，温太高爱惜（爱惜的参数需要依如实际的蓄电池规格设定）三、经济可性分析风光互补离发电系统具有普遍的应用前景，如：无电农村的生活、生产用，屿电室外照明应急电源等。同时风光互补发电系统的应向全社会生动展现了风能太阳能新能源的应用义，推动我国节能保事业的进展，增进资源节约型和环境友好型社会的建设，具有庞的