风光互补发电系统的应用设计

模块三风光互补发电系统的应用设计项目一风光伏互补发电系统的认知项目二风光互补控制器的选用、连接与调试项目三风光互补发电系统逆变器的选用项目四风光伏互补发电系统应用设计实例及典型配置方案项目五风光互补路灯应用设计实例与典型配置方案12345项目一风光伏互补发电系统的认知

任务导入白天在有光照的情况下，电池板在阳光的照射下发生光电转换，产生电量，提供给负载工作的能量，同时将多余的能量储存到蓄电池中。在没有阳光照射而且没有风力的情况下，则蓄电池中的电量释放出来供给负载工作。在夜晚，叶片在风推动下发生将机械能转化为电能，产生电量，提供给负载工作的能量，同时将多余的能量储存到蓄电池中。在阴雨天气，叶片在风推动下发生将机械能转化为电能，产生电量，提供给负载工作的能量，同时将多余的能量储存到蓄电池中。实现了无缝隙供电概率较小项目一风光伏互补发电系统的认知风能与太阳能互补性好！风力发电和光伏发电配合组成的混合发电系统，称为风光互补发电系统。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力发电和光伏发电独立系统在资源上的缺陷。同时，风力发电和光伏发电系统在蓄电池组和逆变环节上可以通用，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。任务导入项目一风光伏互补发电系统的认知相关知识一、风光互补系统概述1、风能和太阳能

风能和太阳能都是清洁、储量极为丰富的可再生能源。我国幅员辽阔，风能资源丰富，据估算，我国陆地可开发风能储量约为2.5×l08kW，海上风力资源量更大，可开发风能储量约为7.5×l08kW。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05xl018kW．h，相当于1.3×106亿吨标准煤。中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年1.7×l04亿吨标准煤，大多数地区年平均日辐射量在4kW．h/m2以上。

风能和太阳能可独立构成发电系统，也可组成风能和太阳能混合发电系统，即风光互补发电系统，采用何种发电形式，主要取决于当地的自然资源条件以及发电综合成本，在风能资源较好的地区宜采用风能发电，在日照丰富地区可采用太阳能光伏发电，一般情况下，风能发电的综合成本远低于太阳能光伏发电，因而在风能资源较好地区首选风能发电系统。项目一风光伏互补发电系统的认知相关知识一、风光互补系统概述2、风光互补发电技术所谓风光互补，简而言之，是指将风力发电和光伏发电组合起来构成发电系统。在新能源领域的研究者和投资者看来，利用太阳能电池将太阳能转换成电能的光伏发电系统，虽然清洁，但造价相对高，且受日照时间影响；而风电系统虽然系统造价低，运行维护成本低，但质量可靠性也相对较差。将两者相结合，却能互补所短，各扬所长。利用风能和太阳能具有的互补性，开发风光互补发电系统，可以弥补太阳能和风能相互之间的不足。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补友电系统在资源上具有成为最佳匹配的可能性，采用风光互补技术，可以在一定程度上减少太阳能电池组件容量，并降低了发电系统的成本。价格低、性能稳定的风光互补发电系统比单一能源的太阳能或风能发电更加容易被用户所接受，更利于推广。项目一风光伏互补发电系统的认知相关知识一、风光互补系统概述2、风光互补发电技术采用风光互补发电，可以弥补风能和太阳能间歇性的缺陷，从而开发一种新的性能优越的绿色能源。

年发电量图典型日太阳能和风能资源分布项目一风光伏互补发电系统的认知相关知识二、风光互补系统的应用前景1．无电农村的生活、生产用电

无电乡村往往位于风能和太阳能蕴藏量丰富的地区，因此利用风光互补发电系统解决用电问题的潜力很大。采用已达到标准化的风光互补发电系统，有利于加速这些地区的经济发展，提高其经济水平。项目一风光伏互补发电系统的认知相关知识二、风光互补系统的应用前景2．LED室外照明中的应用风光互补路灯供电照明，LED室外照明工程主要包括：(1)车行道路照明工程（快速道、主干道、次干道、支路）。(2)城镇小区照明工程（小区路灯、庭院灯、草坪灯、地埋灯、壁灯等）。目前已被开发的新能源新光源室外照明工程有：风光互补LED智能化路灯、风光互补LED小区道路照明工程、风光互补LED景观照明工程、风光互补LED智能化隧道照明工程。项目一风光伏互补发电系统的认知相关知识二、风光互补系统的应用前景3．航标上的应用在太阳能配置满足春夏季能源供应的情况下，不启动风光互补发电系统；在冬春季或连续阴雨天气、太阳能发电不良情况下，启动风光互补发电系统。项目一风光伏互补发电系统的认知相关知识二、风光互补系统的应用前景4．高速公路监控设备电源

由于高速公路监控系统点多线长，采用传统的公用电网供电，不仅施工困难，而且配套成本高昂。

应用风光互补发电系统为道路监控摄像机提供电源，不仅节能，并且不需要铺设线缆，减少了被盗可能。项目一风光伏互补发电系统的认知相关知识二、风光互补系统的应用前景5．通信基站中的应用

风光互补发电系统通信基站中的应用，适用于通信基站供电。由于基站有基站维护人员，系统可配置柴油发电机，以备太阳能与风能发电不足时使用。这样可以减少系统中太阳能电池方阵与风力发电机的容量，从而降低系统成本，同时增加系统的可靠性。项目一风光伏互补发电系统的认知相关知识二、风光互补系统的应用前景6．风光互补智能汽车充电站风光互补是作为节能环保、绿色低碳的一项指标，将是一项智能供电系统工程，必须与汽车充电相辅相成，在新能源上实现共同发展。

充电方式有恒电流充电和恒电压充电两种。项目一风光伏互补发电系统的认知三、项目实施---风光互补发电系统结构的认知风光互补发电系统主要组成结构示意图一、青少年营养要点

1．青少年的饮食特点及选择食品的要点⑴青少年饮食特点青少年对能量的需要与生长速度成正比，生长发育需要能量为总能量的20%~30%，青少年期能量需要超过从事轻体力劳动的成人。与此同时，青少年对蛋白质的需要量迅速增加，以满足快速生长发育的需要。一、青少年营养要点⑵选择食品的要点①多吃谷类，供给充足的能量。每天约需谷类400~500g。②保证优质蛋白质的供给。鱼、禽、肉、蛋、奶及豆类是饮食蛋白质的主要来源，每天供给200~250g，奶类不低于300mL。③保证蔬菜水果供给。④要保证充足的钙源。⑤保证充足的铁摄入。⑥保证锌的摄入。⑦处于青春发育期的女孩应时常吃些海产品以增加碘的摄入。一、青少年营养要点2．学校营养配餐原则⑴保证营养平衡⑵各营养素之间的比例要适宜。⑶考虑季节和市场供应情况⑷兼顾经济条件既要使食谱符合营养要求，又要使进餐者在经济上有承受能力，才会使食谱有实际意义。二、食谱编制例：刘某，中学生，15岁，男，170cm，体重60kg，编制一日食谱。1．确定能量需要量及三大营养素需要量-查表法2．确定餐次比：中学生三餐餐次比一般为0.3︰0.4︰0.3。3．三大营养素三餐分配中学生一日配餐计划（按可食部计）餐次食物名称原料名称重量早餐牛奶200g二米粥稻米50.4g、小米52.3g馒头标准粉71.1g猪肉炒油菜猪肉（肥瘦）23.5g，油菜100g，大豆油4g凉拌海带海带70g，胡萝卜1.5g，芝麻油2g苹果80g午餐米饭稻米117.8g虾蓉面134.3g清蒸海虾海虾24.8g小鸡炖蘑菇鸡28.8g，蘑菇100g，大豆油2g素鸡炒韭菜素鸡25.3g，韭菜80g，大豆油3g拌黄瓜黄瓜50g，香菜5g西瓜80g晚餐大米粥稻米35.4g花卷标准粉149.7g，花生油3g麻鸭炖萝卜麻鸭42.7g，白萝卜100g，花生油2g西芹腰果西芹100g、腰果20g、油3.5g桃猕猴桃100g三、营养午餐配餐原则部分中小学生一般不住校，只在学校进食中餐，早餐、晚餐在家中吃，营养午餐的制定应遵守以下原则：⑴遵循“营养、卫生、科学、合理”的原则，体现平衡膳食，做到一周各类营养素配比合理，以满足学生生长发育的需要。⑵结合学生饮食习惯，考虑季节、地区特点和学生的经济负担能力，因地制宜，充分利用当地食物资源，制定营养食谱。⑶主食做到粗细搭配，搭配五谷杂粮、豆类、薯类，粗粮细做。⑷确保优质蛋白质的供应。优质蛋白质的摄入应占膳食总蛋白质的一半以上。做到动物性食品与豆制品、根茎菜、绿叶菜、瓜类、豆类、薯类及菌藻类合理搭配。蔬菜中应有一半为绿色或其他有色的叶菜。项目一风光伏互补发电系统的认知三、项目实施---风光互补发电系统结构的认知1．发电部分

风力发电机组由单一或一组风力机、发电机和控制部件组成。

光伏方阵将太阳电池组件用导线通过串联和并联组合在一起组成的方阵，产生负载所需要的电压和电流。2.蓄电部分由若干电压和容量相同的蓄电池通过串联和并联组合，构成系统所需要的电压和容量。主要是储存和调节风力发电与光伏发电这种不稳定的电源，达到可以连续供电的目的。在风力发电机和光伏方阵不能发电时，由蓄电池向负载供电。项目一风光伏互补发电系统的认知三、项目实施---风光互补发电系统结构的认知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。

控制器是整个风光互补发电系统中充当管理的关键部件，它的最大功能是对蓄电池进行全面的管理。控制风力发电和光伏发电对蓄电池的充电和放电，并对设备进行保护。同时可以对系统的输入和输出功率进行调解和分配。可以采用风力发电和光伏发电独立用控制器，也可用一体的控制器。三、项目实施---风光互补发电系统结构的认知主要特点：

风力、太阳能发电可单独分别输入或互补组合输入；

采用自适应功率控制技术，在低风速时进行升压，使风机在较低转速时即可对蓄电池充电；高风速时限制输出功率，以免损坏蓄电池；

具有稳压、稳流精度高、纹波小、效率高、输入电压范围宽等特点；

对蓄电池严格按限流恒压方式充电，确保蓄电池既可以充满，又不会损坏，并保持恒压浮充，随时补充蓄电池自身漏电损失；

控制器根据太阳能电池板电压判断天黑与天明，自动控制亮灯和熄灯，亮灯持续时间可设为固定时间或根据蓄电池电量情况自动调整；

控制器在蓄电池电量过低时，会自动断开负载，防止蓄电池过度放电损坏；待蓄电池补充电量后，自动恢复接通负载；

控制器具有完善的保护功能，如太阳能电池反接保护，蓄电池过压、欠压保护，蓄电池电量过低保护，风力发电机输入/输出过压保护，风力发电机输入/输出过流保护，风力发电机超风速飞车保护等。三、项目实施---风光互补发电系统结构的认知主要技术参数：风机输入：三相AC≤50V，P≤300W；光伏电池输入：DC35.0Vpm，I≤15A；控制器输出电压：DC28.8V；风力发电机输入过压保护值：AC505V；风力发电机输出过流保护值：DC11A1A；适用蓄电池：24V，100～200Ah；负载端最大输出电流：每路I＜15A；蓄电池欠压保护启动电压：DC21.00.3V；蓄电池欠压保护恢复电压：DC23.00.3V；蓄电池充满保护电压：DC28.80.2V；外形尺寸：260×150×80mm；工作环境：环境温度10℃~+50℃，相对湿度0~90％。三、项目实施---风光互补发电系统结构的认知4．供电部分

逆变器将直流电转换为交流电供交流负载使用。逆变器主要分两类，一类是正弦波逆变器，一类是方波逆变器。

直流负载如LED灯源。

交流负载如灯泡、电视机、收录机、VCD机、磨面机、粉碎机等用电设备。

太阳能风光互补逆变器四、知识拓展----LED照明技术在道路照明中的应用前景LED（LightingEmittingDiode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。1、LED照明光源的优点：1）高效节能：LED是一种低压工作器件，因此在同等亮度下，耗电最小，可大量降低能耗。以相同亮度比较，3W的LED节能灯333小时耗1度电，而普通60W白炽灯17小时耗1度电，普通5W节能灯200小时耗1度电。2）超长寿命：使用寿命可达五万小时(普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时)

。3）健康：光线健康光线中含紫外线和红外线少，产生辐射少。四、知识拓展----LED照明技术在道路照明中的应用前景4）绿色环保：用LED制作的光源不存在诸如水银、铅等环境污染物，不会污染环境。5）保护视力：易于调光、调色、可控性大：LED作为一种发光器件，可以通过流过电流的变化控制亮度，也可通过不同波长LED的配置实现色彩的变化与调节。直流驱动，无频闪(普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪)。

6）光效率高：单颗大功率LED也已经突破100lm/W，制成的LED节能灯，由于电源效率损耗，灯罩的光通损耗，实际光效在60lm/W，而白炽灯仅为15lm/W左右，质量好的节能灯在60lm/W左右，所以总体来说，现在LED节能灯光效与节能灯持平或略优。四、知识拓展----LED照明技术在道路照明中的应用前景2.LED路灯与传统钠灯的对比

高压钠灯使用时发出金白色光，具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点。高压钠灯的发光原理：高压钠灯是利用通电后，电弧管两端电极之间产生电弧，由于电弧的高温作用使管内的钠汞齐受热蒸发成为汞蒸气和钠蒸气，阴极发射的电子在向阳极运动过程中，撞击放电物质的原子，使其获得能量产生电离或激发，然后由激发态回复到基态或由电离态变为激发态，再回到基态无限循环，此时，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。四、知识拓展----LED照明技术在道路照明中的应用前景2.LED路灯与传统钠灯的对比

大功率LED路灯是一种通过直流低压点亮发光二极管组来实现照明需求的一种新型照明方式，具有亮度高、显色性好等特点；另外，由于LED路灯的输入为低压直流，能与太阳能结合起来，使得太阳能LED路灯成为了未来道路照明方式的一种可能。四、知识拓展----LED照明技术在道路照明中的应用前景2.LED路灯与传统钠灯的对比1）关于能效分析、比较高压钠灯大功率灯管(250~400W)光效高，可达130~1401m/W,而小功率灯管(100~150W)光效约为80~1001m/W，而现用大功率LED路灯多用1WLED管，其光效都差不多，分别对大功率路灯与小功率路灯作分析。(1)大功率(≥250W)路灯：高压钠灯光效高，考虑镇流器损耗，灯具效率以及光道利用率等三个因素，综合效率若按0.55计，则钠灯的有效光效约为70~751m/W;而LED路灯的有效光效，目前在美国约为621m/W，国内最好的企业已达56~581m/W。因此，对大功率路灯，目前LED比钠灯的能效要低一些。(2)小功率(≤150W)路灯：钠灯的有效光效(计入综合效率0.55)约为45~551m/W，而LED仍按56~581m/W计，则LED比钠灯可实现节能10%~20%，最高可达30%。那些笼统宣称LED路灯比高压钠灯节能，甚至可节能50%，60%等说法，显然有夸大和炒作之嫌。四、知识拓展----LED照明技术在道路照明中的应用前景2.LED路灯与传统钠灯的对比2）光源光色对道路照明效果的分析高压钠灯的相关色温(Tcp)为2100K左右，属暖色温，其显色指数(Ra)只有23~25，显色性低;而LED路灯现在使用的色温多大于5300K，属冷色温，较好的产品，其Ra可达70~80，显色性好。作为机动车行驶的快速道、主干道，偏黄色光的钠灯，对看清前方90~160m左右距离路面状况，效果比白色光略优，特别是对有雾、多尘的空气条件下，钠灯较有优势。对于人行道、商业步行街、居住小区等道路，LED的显色性优于钠灯，分辨人的状况更清晰，较有优势。3）经济性分析对比高压钠灯具，每套约为1200～1500元;目前LED路灯，按功率大小不同，价格相差较大，大约在4000～8000元左右。四、知识拓展----LED照明技术在道路照明中的应用前景2.LED路灯与传统钠灯的对比4）使用寿命分析LED路灯使用寿命不能和钠灯路灯比拟。5）维持性能比较以城市路灯管理部门为代表的用户，更关心路灯的维护性能。按分析，钠灯的维护性能好，灯具只要擦洗，不必更换，镇流器很少更换，光源3~5年更换一次，也很方便。而LED路灯、涉及LED管、模组(含透镜等)、电源装置等，发生元器件、组件损坏的可能性较大，维修更换也有困难，很可能要整体更换，费用较高，还有待今后解决。LED路灯还没有标准可循，对招标、订购，对使用、维护都不利。6）发光效率LED光源的发光效率，目前国外美国、日本约75Lm/w左右，国内生产的LED约65Lm/w左右。高压钠灯光源的发光效率为100Lm/w左右，每w发出的光通量比LED高25～35Lm/w。400w高压钠灯的发光效率高达120Lm/w。四、知识拓展----LED照明技术在道路照明中的应用前景2.LED路灯与传统钠灯的对比7）透雾性LED红光区的分布要比高压钠灯更宽泛。透雾性更好。8）性能比较：高压钠灯与LED的发光效率比较对比项目高压钠灯LED光源照明灯光源照明灯功耗高低(比高压钠灯节电60%以上)(比高压钠灯节电60%以上)色温2000～2500K～2500K3000～7000K～7000K显色指数20～25～2575～85～85工作电压范围AC200V～AC230V～AC230VAC180V～AC280V～AC280V电源效率低高光效光效低，光衰严重光效高，光衰小光源使用寿命短，<5000小时,光衰>60%<5000小时,光衰>60%长，60000小时～100000小时光衰<30%60000小时～100000小时光衰<30%防护等级IP65IP65防触电保护类别I类类I类类启动时间5～10分钟～10分钟瞬间启动，无延时连续启动不允许，需要等待几分钟允许环保性汞污染、紫外线辐射好发热量发热量大发热量小，仅为高压钠灯的30%30%四、知识拓展----LED照明技术在道路照明中的应用前景2.LED路灯与传统钠灯的对比LED的发光效率从数字上来看的确不如高压钠灯。目前LED在65－75lm/w，而高压钠灯可以达到125lm/w。但是，高压钠灯的光谱比较集中于黄色，它的色温比较低只有2000－2500oK，而LED的色温较高，可以达到3500－4500以上。另外高压钠灯的光线是向四处发射的，有很大一部分光无法到达路面。还有，高压钠灯的显色指数差，只有20-40，感觉昏暗；而LED的显色指数高，可以达到75－80。所以路面明亮，感觉舒适。总之，从实际的发光效果来看，LED反而可以比高压钠灯高出很多。100W的LED可以取代250W的高压钠灯，或300W的水银灯。100W的LED，其输出光通量大约只有6250流明（经过二次光学设计，会有所损失），到达路面时的流明数仍为6000流明，而路面的平均照度可以达到16Lux（12m高杆）。250W高压钠灯的输出光通量为20,000流明。但到达路面的流明数就只有7000流明。路面的照度大约为30－40Lux，由于显色系数的差别，LED的照度修正系数为2.35倍，高压钠灯的修正系数为0.94倍。所以100W的LED经过修正以后地面的照度为37.6Lux，而高压钠灯的修正后的照度为28.2-37.6。二者相当。所以，100W的LED可以取代250W的高压钠灯，LED可以节能2.5倍。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试任务导入风光互补路灯系统完全利用风力和太阳光能为路灯供电，无需外接市电网。系统兼具风能和太阳能产品的双重优点，由风力和太阳能协同发电，电能储存于蓄电池中，自动感应外界光线变化，无需人工操作，不需要输电线路，不消耗电能，有明显的经济效益。所有这些优点都是需要由风光互补控制器来实现。风光互补控制器实物图小功率光伏控制器面板图项目二风光互补控制器的选用、连接与调试相关知识一、光伏控制器概述1、光伏控制器的基本概念1.光伏控制器作用：①防止蓄电池过充电和过放电，延长蓄电池寿命；②防止太阳能电池板或电池方阵、蓄电池极性接反；③防止负载、控制器、逆变器和其他设备内部短路；④具有防雷击引起的击穿保护；⑤具有温度补偿的功能；⑥显示光伏发电系统的各种工作状态，包括：蓄电池（组）电压、负载状态、电池方阵工作状态、辅助电源状态、环境温度状态、故障报警等。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试相关知识一、光伏控制器概述1、光伏控制器的基本概念2.光伏控制器的分类光伏控制按电路方式的不同分为并联型、串联型、脉冲调制型、多路控制型、两阶段双电压控制型和最大功率跟踪型;太阳能光伏系统控制器，按电池组件输入功率和负载功率的不同可分为小功率型、中功率型、大功率型及专用控制器;还有一种带有自动数据采集、数据显示和远程通信功能的控制器称为智能控制器。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3.光伏控制器电路原理（1）光伏控制器基本原理图所示电路是一个最基本的充放电控制器原理图，电路主要由太阳能电池组件、控制电路及控制开关、蓄电池和负载组成。一、光伏控制器概述光伏控制器基本电路图图中开关1为充电开关，开关2为放电开关，开关1、开关2的打开与闭合，由控制电路根据系统充放电状态来决定，当蓄电池充满时电路会自动断开充电开关1，当蓄电池过放时断开放电开关2。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3.光伏控制器电路原理（2）并联型控制器电路原理并联型控制器也叫旁路型控制器，它是利用并联在太阳能电池两端的机械或电子开关器件控制充电过程。一般用于小型、小功率系统。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3.光伏控制器电路原理（3）串联型控制器电路在图3-21基础上，将如图所示T1串联于支路中，当蓄电池电压大于充满切断电压时，T1自动断开，太阳能电池板将停止对蓄电池继续充电，起到过充保护作用。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3.光伏控制器电路原理（4）PWM控制器电路PWM（PulseWidthModulation）控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。

以脉冲方式开关光伏组件的输入，当蓄电池逐渐趋向充满时，随着其端电压的逐渐升高，PWM电路输出脉冲的频率和时间都发生变化，使开关器件的导通时间延长、间隔缩短，充电电流逐渐趋近于零。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3.光伏控制器电路原理(5)多路控制器电路将太阳能电池方阵分成多个支路接入控制器。当蓄电池充满时，控制器将太阳能电池方阵各支路逐路断开；当蓄电池电压回落到一定值时，控制器再将太阳能电池方阵逐路接通，实现对蓄电池组充电电压和电流的调节，这种控制器一般用于KW级以上大功率光伏发电系统。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3.光伏控制器电路原理（6）智能控制器电路智能型控制器采用CPU或MCU等微处理器对太阳能发电系统的运行参数进行高速采集，除了具有过充电、过放电、短路、过载、防反接等保护功能外，按照由单片机相应的控制指令对单路或多路光伏组件进行切断与接通的智能控制，对蓄电池放电率高准确性的进行放电控制,同时具有高精度的温度补偿功能。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3.光伏控制器电路原理（7）最大功率跟踪型控制器电路太阳能电池方阵的最大功率点会随着太阳辐照度和温度的变化而变化，而太阳能电池方阵的工作点也会随着负载电压的变化而变化。从图所示太阳能电池阵列的P-U曲线可以看出，曲线以最大功率点处为界，分为左右两侧。当太阳能电池工作在最大功率点电压右边的D点时，因离最大功率点较远，可以将电压值调小，即功率增加；当太阳能电池工作在最大功率点电压左边时，若电压值较小，为了获得最大功率，可以将电压值调大。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试

最大功率点跟踪型控制器的原理是将太阳能电池方阵的电压和电流检测后相乘得到的功率，判断太阳能电池方阵此时的输出功率是否达到最大，若不在最大功率点运行，则调整脉冲宽度、调制输出占空比、改变充电电流，再次进行实时采样，并做出是否改变占空比的判断。

最大功率跟踪型控制器的作用：通过直流变换电路和寻优跟踪控制程序，无论太阳辐照度、温度和负载特性如何变化，始终使太阳能电池方阵工作在最大功率点附近，充分发挥太阳能电池方阵的效能，这种方法被称为“最大功率点跟踪”，即MPPT(MaximumPowerPointTracking)。同时，采用PWM调制方式，使充电电流成为脉冲电流，以减少蓄电池的极化，提高充电效率。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3.光伏控制器电路原理（8）采用单片机组成的MPPT充放电控制器电路如图3-26所示是一个具有MPPT功能的充放电控制器原理框图，主要由单片机及其控制采集软件、测量电路（电压、电流采集）、DC/DC变换电路三部分组成。其中DC/DC变换电路实现直流升压与降压功能;测量电路主要是DC/DC变换电路的输入侧电压和电流值、输出侧的电压值、以及温度等测量;单片机及监控软件常用控制算法有：恒定电压跟踪法（VCT）、扰动观察法、增量电导法、标准蓄电池查表法等。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试5.控制器控制原理光伏控制器的控制原理通常是以控制器的充放电保护模式的形式表现出来的。光伏控制器必须具有以下几种充放电保护模式：（1）直充保护点电压：直充也叫急充，属于快速充电，一般都是在蓄电池电压较低的时候用大电流和相对高电压对蓄电池充电，但是，有个控制点，也叫保护点。当充电时蓄电池端电压高于这些保护值时，应停止直充。直充保护点电压一般也是“过充保护点”电压，充电时蓄电池端电压不能高于这个保护点，否则会造成过充电，对蓄电池是有损害的。（2）均充控制点电压：直充结束后，蓄电池一般会被充放电控制器静置一段时间，让其电压自然下落，当下落到“恢复电压”值时，会进入均充状态。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试5.控制器控制原理（3）浮充控制点电压：一般是均充完毕后，蓄电池也被静置一段时间，使其端电压自然下落，当下落至“维护电压”点时，就进入浮充状态，目前均采用PWM（既脉宽调制）方式，类似于“涓流充电”（即小电流充电），电池电压一低就充上一点，一低就充上一点，一股一股地来，以免电池温度持续升高。PWM方式主要是为了稳定蓄电池端电压而设计的，通过调节脉冲宽度来减小蓄电池充电电流。(4)过放保护终止电压：蓄电池放电不能低于这个值，这是国标的规定。蓄电池厂家虽然也有自己的保护参数（企标或行标），但最终还是要向国标靠拢的。需要注意的是，为了安全起见，一般将12V电池过放保护点电压人为加上0.3v作为温度补偿或控制电路的零点漂移校正，这样12V电池的过放保护点电压即为：11.10v，那么24V系统的过放保护点电压就为22.20V。目前很多生产充放电控制器的厂家都采用22.2v(24v系统)标准。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试二、风光互补发控制器概述1、风光互补控制器的基本概念风光互补控制器是专门为风光互补发电系统设计的，是集风能、太阳能发电控制于一体的智能型控制器。风光互补控制器采用先进的MPPT功率跟踪技术,保证风能和太阳能的最高利用。可用电脑远程监控，软件升级和参数设置。智能化软件控制，控制精确。控制器不仅能够高效率地转化风力发电机和太阳能电池所发出的电能对蓄电池进行充电，而且还提供系统所需的各种控制和保护功能。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试二、风光互补发控制器概述（1）风光互补控制器的作用：风光互补控制器对太阳能电池和风力发电机所发的电能进行调节和控制，一方面把经调整的电能送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的电能按蓄电池的特性曲线对蓄电池组进行充电，当风光互补发电系统所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储有的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，以保护蓄电池。控制器采用PWM无级卸载方式控制风机和太阳能电池对蓄电池进行智能充电，在太阳能电池和风力发电机所发出的电能超过蓄电池存储量时，控制系统必须将多余的能量消耗掉。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试二、风光互补发控制器概述（2）风光互补控制器的主要功能1)按预先设定的风速值（一般为3—4m/s）自动启动风力发电机组，当风速大于最大运行速度（一般设定为25m/s）时实现自动停机。2)风光互补发电系统的最大功率点追踪控制。智能化最大功率跟踪，确保电能最高利用率。采用升降压DC/Dg变换技术控制其输出电压就可以实现控制风力发电机、太阳能电池阵列的输出电流，通过调节输出电流使风光发电系统始终工作在最大功率点，即所谓的最大功率点追踪(MPPT)控制。3)风力发电控制部分采用微处理器和PWM脉冲宽调制充电方式，高效率地实现对蓄电池的充电，同时具备了完善的蓄电池电压监控、控制器温度监控、手动停风机和充电指示等功能。4)光伏发电控割部分采用微计算机芯片做主控制器，通过对蓄电池电压、环境温度、太阳能板的电压等参数的检测判定，以实现各种控制和保护功能。

项目二风光互补控制器的选用、连接与调试（2）风光互补控制器的主要功能5)风光互补发电系统采用交错并联控制，由DSP对两个变换器进行分别控制，其输出电压的PWM脉冲相位相差1800。其电流波动幅度和电磁干扰与传统控制方式相比均能够降低。6)直流母线电压控制。直流母线电压的稳定控制由蓄电池来完成，蓄电池经过一个能量可以双向流动的DC/DC变换器与直流母线相连接。7)智能控制泄荷电流，保障最大输出电流。8)具有DSP数据采集与存储系统，能够对太阳能电池阵列及风力发电机的发电数据和用电数据进行采集和处理。并具有遇强风偏航／制动控制功能、数据远传功能、远程遥控功能。9)数据监控。风光互补发电系统的数据监控具有以下功能：通过监控系统实时获取风光互补发电系统的运行数据并监控各种告警；为设备维护和管理提供基础运行数据。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试2.风光互补发电控制系统的组成及运行模式（1）风光互补发电控制系统的组成风光互补发电控制系统以微处理器为控制核心，可独立运行，并通过RS-485与上位机通信，组成监控系统。在系统中，上位机主要用于完成对键盘、液晶和指示灯的控制、交换数据及通信等功能。如图3-28所示是风光互补发电控制系统框图。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试2.风光互补发电控制系统的组成及运行模式（2）风光互补发电控制系统的运行模式风光互补发电系统根据风力和太阳辐射的变化情况，可实现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三种运行模式。风光互补发电系统根据运行状态又可分为充电状态、负载状态（放电状态）和保护状态。系统同时监测光伏发电单元、风力发电单元、负载和蓄电池组的状况，在相应条件下，进入对应的状态。在每一状态中，系统不仅完成自身阶段的工作，还可根据用户需要给出相应的系统参数显示、多系统之间的通信及系统与上位机之间的通信。如图3-29是系统状态流程图。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试2.风光互补发电控制系统的组成及运行模式

系统通过实时采样模块、上位机触发信号和用户控制信号联合判断系统所处的状态。首先，通过实时采样模块采集系统的实时电压、电流，判断光伏发电单元、风力发电单元、储能蓄电池和负载的状况，从而决定系统应处的状态。其欢，上位机触发信号和用户控制信号也联合控制系统状态，可强行控制系统从一种状态转入另一种状态。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试2.风光互补发电控制系统的组成及运行模式

系统在充电状态中以双标三阶段充电法对铅酸蓄电池进行允电，在线对系统中光伏发电单元、风力发电单元、蓄电池和负载的状态进行采集，合理完成灌充和过电压恒充，并以浮充状态维持蓄电池的电压和容量。在负载状态（放电状态）中，按负载需要，提供直流或交流电给负载。同时监测蓄电池组的状态，在到达设定条件时，与备用蓄电池组实现轮流充、放电，以提高系统对能源的利用。另外，在负载状态时，蓄电池的状态也需实时监测，以免过放对蓄电池造成损害。当风光互补系统中的光伏发电单元、风力发电单元、蓄电池、负载及系统内部的状态参数到达所设的保护值时，系统进入保护状态，避免了短路、过压、过流等对系统的危害，保障系统的正常运行。例如，对风力发电机的磁电限速保护、蓄电池的过放保护及对负载的过压保护等。同时，系统提供了方便的人机接口，可在线获取系统中充、放电的电流、电压参数及系统的状态参数。通用串行通信模块提供了系统之间、系统与上位机之间的通信，方便的输入控制，多种显示输出及灵活的通信不仅保障了系统的安全运行，也利于系统的维护、检修和管理。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试三、项目实施1、光伏控制器的选型

作为太阳能路灯控制器应该具备以下基本功能：以最佳的充晚状态给蓄电池充电、自动开启和关闭路灯或负载、同时具备有过载保护、短路保护、反向放电保护、极性反接保护、雷电保护、欠压保护、过充保护、负载开机恢复设置。（1）光伏控制器的主要技术参数选型设计是指产品的技术参数确定。通常要给出以下技术参数：

1）系统电压系统电压也叫额定工作电压，是指光伏发电系统的直流工作电压，电压一般为12V和24V，中、大功率控制器也有48V、110V、220V等。2）最大充电电流最大充电电流是指太阳能电池组件或方阵输出的最大电流，根据功率大小分为5A、6A、8A、10A、12A、15A、20A、30A、40A、50A、70A、100A、150A、200A、250A、300A等多种规格。有些厂家用太阳能电池组件最大功率来表示，间接地体现了最大充电电流这一技术参数。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试

3）太阳能电池方阵输入路数小功率光伏控制器一般都是单路输入，而大功率光伏控制器都是由太阳能电池方阵多路输入，一般大功率光伏控制器可输入6路，最多的可接入12路、18路。

4）电路自身损耗控制器的电路自身损耗也是其主要技术参数之一，也叫空载损耗（静态电流）或最大自消耗电流。为了降低控制器的损耗，提高光伏电源的使用效率，控制器的电路自身损耗要尽可能低。控制器的最大自身损耗不得超过其额定充电电流的1%或0.4W。根据电路不同自身损耗一般为5~20mA。5)蓄电池过充电保护电压（HVD）蓄电池过充电保护电压也叫充满断开或过压关断电压，一般可根据需要及蓄电池类型的不同，设定在14.1~14.5V（12V系统）、28.2~29V（24V系统）和56.4~58V（48V系统）之间，典型值分别为14.4V、28.8V和57.6V。蓄电池充电保护的关断恢复电压（HVR）一般设定为13.1~13.4V（12V系统）、26.2~26.8V（24V系统）和52.4~53.6V（48V系统）之间，典型值分别为13.2V、26.4V和52.8V。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试6)蓄电池的过放电保护电压（LVD）蓄电池的过放电保护电压也叫欠压断开或欠压关断电压，一般可根据需要及蓄电池类型的不同，设定在10.8~11.4V（12V系统）、21.6~22.8V（24V系统）和43.2~45.6V（48V系统）之间，典型值分别为11.1V、22.2V和44.4V。蓄电池过放电保护的关断恢复电压（LVR）一般设定为12.1~12.6V（12V系统）、24.2~25.2V（24V系统）和48.4~50.4V（48V系统）之间，典型值分别为12.4V、24.8V和49.6V。7)蓄电池充电浮充电压蓄电池的充电浮充电压一般为13.7V（12V系统）、27.4V（24V系统）和54.8V（48V系统）。8)温度补偿控制器一般都具有温度补偿功能，以适应不同的环境工作温度，为蓄电池设置更为合理的充电电压。控制器的温度补偿系数应满足蓄电池的技术要求，其温度补偿值一般为

(2~4)mV/℃。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试9)工作环境温度控制器的使用或工作环境温度范围随厂家不同一般在

20~+50℃之间。

10)其它保护功能（1）控制器输入、输出短路保护功能；（2）防反充保护功能；（3）极性反接保护功能；（4）防雷击保护功能。控制器输入端应具有防雷击的保护功能，避雷器的类型和额定值应能确保吸收预期的冲击能量；（5）耐冲击电压和冲击电流保护。在控制器的太阳能电池输入端施加1.25倍的标称电压持续1小时，控制器不应该损坏。将控制器充电回路电流达到标称电流的1.25倍并持续1小时，控制器也不应该损坏。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试（2）光伏控制器的配置选型光伏控制器的配置选型要根据整个系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的产品样本手册来确定。一般考虑下列几项技术指标：1）系统工作电压根据直流负载的工作电压或交流逆变器的配置选型确定，一般有12V、24V、48V、110V和220V等。

2）额定输入电流和输入路数控制器的额定输入电流应等于或大于太阳能电池的输入电流。大功率控制器采用多路输入，每路输入的最大电流＝额定输入电流/输入路数。3）控制器的额定负载电流也就是控制器输出到直流负载或逆变器的直流输出电流，该数据要满足负载或逆变器的输入要求。除上述主要技术数据要满足设计要求以外，使用环境温度、海拔高度、防护等级和外形尺寸等参数以及生产厂家和品牌也是控制器配置选型时要考虑的因素。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试光伏控制器的主要性能特点

1.小功率光伏控制器（1）小功率控制器都采用低功耗、长寿命的MOSFET场效应管等电子开关元件作为控制器的主要开关器件。（2）运用脉冲宽度调制（PWM）控制技术对蓄电池进行快速充电和浮充充电，使太阳能发电能量得以充分利用。（3）具有单路、双路负载输出和多种工作模式。（4）具有多种保护功能，包括蓄电池和太阳能电池接反、蓄电池开路、蓄电池过充电和过放电、负载过压、夜间防反充电、控制器温度过高等多种保护。（5）用LED指示灯对工作状态、充电状况、蓄电池电量等进行显示。

（6）具有温度补偿功能。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试2.中功率光伏控制器（1）采用LCD液晶屏显示工作状态和充放电等各种重要信息：如电池电压、充电电流和放电电流、工作模式、系统参数、系统状态等。（2）具有自动/手动/夜间工作方式切换功能。（3）具有蓄电池过充电、过放电、输出过载、过压、温度过高等多种保护功能。（4）具有浮充电压的温度补偿功能。（5）具有快速充电功能。（6）中功率光伏控制器同样具有普通充/放电工作模式(即不受光控和时控的工作模式)、光控开/光控关工作模式、光控开/时控关工作模式等。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3.大功率光伏控制器（1）具有LCD液晶点阵模块显示，可根据不同的场合通过编程任意设定、调整充放电参数及温度补偿系数，具有中文操作菜单，方便用户调整。（2）可适应不同场合的特殊要求，可避免各路充电开关同时开启和关断时引起的振荡。（3）可通过LED指示灯显示各路光伏充电状况和负载通断状况。（4）有1~18路太阳能电池输入控制电路，控制电路与主电路完全隔离，具有极高的抗干扰能力。（5）具有电量累计功能，可实时显示蓄电池电压、负载电流、充电电流、光伏电流、蓄电池温度、累计光伏发电量（单位：安时或瓦时）、累计负载用电量（单位：瓦时）等参数。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试太阳能控制器的选择应该注意：（1）应该选择功耗较低的控制器，控制器24小时不间断工作，如其自身功耗较大，则会消耗部分电能，最好选择功耗在3毫安以下的控制器。（2)要选择充电效率高的控制器，具有强充、均衡充、浮充三阶段式充电控制模式的控制器，采用MCU智能控制，通过内部的计算，始终能以最大功率给蓄电池充电，尤其在冬季或光照不足的时期，采用MCU智能控制的充电模式比非MCU智能控制器高出20％左右的效率。(3)具有高精度控制，高精度即是产品设计的综合体现，也是选材用料优良的体现，更是生产工艺的体现。非高精度控制的太阳能路灯控制器往往会因为产品设计不合理、选材用料差等导致返修率高、可靠性差、市场价格低廉。

(4)仅量选用具有两路单独控制的控制器，这样方便用于整盏灯的功率调节。在夜间行人稀少时段可以自动关闭一路或两路照明，节约用电，还可以针对LED灯进行功率调节。除选择以上节电功能外，设置控制器欠压保护值时，尽量把欠压保护值调在≥10.8V，防止蓄电池过放。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试2、风光互补控制器的选型风光互补控制器采用了微处理器技术，通过对蓄电池电压、环境温度、风力发电机和太阳能板输出的电压等参数的检测判断，控制各项功能动作的开通和关断，实现控制太阳能、风能转换为电能并将电能向蓄电池充电和向负载放电，防止过充、过放、短路、过压、欠压和反接等控制和保护功能，风光互补路灯控制器它还有独特的两路时控、光控路灯亮灭功能，用拨盘开关和LED数码管直观地设定路灯在夜间的工作时间，这使LED路灯可以实现前半夜全亮，后半夜部分亮，达到照明和省电的有机结合。控制器在太阳能电池和风力发电机输入端都设有防雷电路。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试SN-WSC型风光互补路灯控制器主要技术指标如下型号SN-WSC-24VB风光互补控制器SN-WSC-12VB风光互补控制器蓄电池额定电压24V12V风力发电机最大额定功率600W400W输入电流范围0-30A0-30A风机最大输入功率600W400W智能停机系统启动电压≥29V≥14.5V太阳能充电最大电流12A12A蓄电池过放保护电压21V10.5V蓄电池过放恢复电压24.6V12.3V输出保护功率单路200W(阻性负载)单路120W(阻性负载)1路输出额定电流10A10A

项目二风光互补控制器的选用、连接与调试SN-WS1K型风光互补控制器主要技术指标如下

型号SN-WS1K-48ASN-WS2K-48ASN-WS3K-48A蓄电池额定电压48V风力发电机最大额定功率1000W2000W3000W输入电流范围0-25A0-50A0-75A风机最大输入功率1100W2200W3300W智能停机系统启动电压58V太阳能充电最大电流20A蓄电池欠压保护电压42V蓄电池欠压恢复电压49.6V静态电流≤50mA项目二风光互补控制器的选用、连接与调试2、风光互补控制器的选用风光互补控制器是集风能控制、太阳能控制于一体的智能型控制器。风光互补控制器的配置选型要根据整个系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的产品样本手册来确定。一般考虑下列几项技术指标：（1）风力发电机输入部分技术参数；风力发电机额定总功率400W、600W、1000W、2000W、3000W；额定电压为12V、24V、48V；卸载电压为14.5V、29V，卸载后恢复充电电压为12.3V、24.6V，卸载电阻功率120W、200W。（2）太阳能电池组件部分技术参数：太阳能电池组件额定功率为100-150W；最佳工作电压为12V、24VDC；过充电保护电压为10.5V、21VDC;充电后恢复充电电压为12.3V、24.6VDC;最大充电电流为12A。使用环境温度为-40℃~+45℃。风光互补路灯控制器采用具有MPPT功率跟踪技术的控制器。风光互补控制器采用具有MPPT功率跟踪技术和PWM脉冲技术充电智能型的控制器。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3、风光互补控制器的连接与调试

（1）控制器的连接

1)打开风光互补控制器包装，确保控制器没有因运输而损坏；检查控制器标志，核对规格、型号、数量是否符合设计要求，如不符合应立即调货更换，不能勉强施工。

2)检查控制器表面是否有破损、划伤，如有应立即更换。

3)接线前要确认控制器上的太阳能电池组件、风力发电机、蓄电池、负载的标识符号、接线位置和正负极符号。

4)控制器接线时注意“正”“负”极性，要求红线接正极，蓝线接负极。接线前应先将蓄电池电源线、风力发电机电源线、太阳能电池组件电源线用剥线钳将各电源线均剥去30+2mm塑料皮，按以下顺序进行接线。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试①先接蓄电池电源线，使用不小于4mm2的铜导线，将控制器“BATTERY”端子的“+”、“一”极分别与蓄电池组的正、负极连接。此时控制器面板的“POWER”灯亮（绿），否则，应检查接线是否正确，电缆线是否破损。②将控制器面板的“WINDSTOPSWITH”处于“OFF”（风力发电机手动停止）状态。使用3mm2×2.Smm2的三芯电缆线，将控制器“WIND”的3个端子分别与风力发电机的引出线连接（三相不分极性）。接线后，使“WINDSTOPSWITH”处于“ON”状态，此时风力发电机处于运行状态。当风力发电机转动时，控制器面板的“WIND”灯闪亮，当转速上升到可对蓄电池充电时，此时“WIND”灯长亮。③将太阳能电池组件与控制器板的“太阳能输入(SOLARINPUT)”端子相连接，太阳能电池组件的正负极要连接正确。④将负载与“直流输出(DCOUTPUT)”端子连接。光控输出型负载连接端子为“+”和“-1”。时控输出型负载连接端予为“+”和“-2”。

项目二风光互补控制器的选用、连接与调试如有市电切换功能，则将市电输入与设备上“ACINPUT”连接。将前面板“开关”拨到“运行(RUN)”位置，使风力发电机正常运行。机箱上的“刹车(BRAKE)”是用来提供人为的手动风力发电机刹车功能，当“开关”处于“刹车(BRAKE)”位置时，风力发电机处于制动状态。利用“LIGHTADJUST”可调节路灯开始输出的光线照度，出厂时已设定好，可不重新调节。风光互补控制器控制／显示面板上的“TIMER“可调节路灯亮灯时间，分别对应th、2h、4h、8h。拨向下为设定，同时向下时间为累计时间之和。控制器正确连接后即进入自动运行状态，并根据蓄电池的电压变化自动调节充电电流。正常工作时，“POWER”指示灯长亮。“WIND”灯长亮，表示风力发电机对蓄电池充电，“WIND”闪亮，表示风力发电机电压低，不足以对蓄电池充电。如需要停止风力发电机，只需将控制器前面板的“WINDSTOPSWITH”置于“OFF”位置。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试

（2）风光互补控制器的调试1）观察控制器，掌握其性能和主要技术参数。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试2）控制器的参数设置和操作练习。ａ、基本参数设置：用户参数设置：负载模式为：光控、时控且光控、长期负载，负载为２路，可以分别设定负载工作时间，用户可根据实际需求进行配置。b、工作参数控制：控制器的工作参数控设置主要是：负载电流保护、电池下限电压、风机刹车电压、电池刹车电压、仪表系数设定。c、系统调试①光控开启／关闭功能检测。在蓄电池组两端电压不小于24.8V(蓄电池额定电压为24V)的情况下，拆下太阳能电池组件接线，如果工作证明光控开启功能正常。再接上太阳能电池组件观测负载是否停止工作，如果负载关闭证明光控关闭功能正常。

项目二风光互补控制器的选用、连接与调试②定时关闭功能测试。按照控制器说明书调节负载工作时间（比如原厂默认值为6h，控制器掉电之后自动恢复原厂默认值），如果负载工作6h左右关闭，证明时控关闭功能正常。如果远远不足6h而负载关闭时，立即测量蓄电池电压，如果在22.8V（蓄电池额定电压为24V）左右为蓄电池电量不足，控制器自动关闭负载。③时控开启功能测试。负载由光控开启（第一次开启是光控开启）工作到设定时间后时控关闭，观察到设定时间后负载是否正常开启，如果不开启，测量蓄电池电压是否达到开启电压24.8V（蓄电池额定电压为24V）；若达到开启电压，而不启动则为该功能失效。d、试运行对风光互补路灯通电试运行时间为8h，所有照明灯具均需开启，每2h记录运行状态一次，连续8h内无故障为合格。安装舱门，采用三角锁紧固舱门。清理现场，保证环境整洁；清点工具，确定无遗漏。项目二风光互补控制器的选用、连接与调试3）风光互补控制器(风光互补路灯控制器)安装使用注意事项:a、不可以直接安装在雨水可以淋到的地方。b、应采用竖直壁挂安装方式。

c、蓄电池、负载、太阳能电池板正负极请勿接反。d、负载功率请勿超过额功率或电流。e、保证风光互补控制器通风流畅，散热良好。f、应定期检查风光互补控制器工作状态，及时性排除不利影响四、知识拓展---风光互补充放电控制的基本原理项目三风光互补发电系统逆变器的选用一、任务导入电子技术中交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。项目三风光互补发电系统逆变器的选用二、相关知识--风光互补发电系统逆变技术1、风光互补发电系统对逆变器的要求目前我国风光互补发电系统主要是采用直流母线，即将太阳能电池发出的直流电能、风力发电机发出的交流电能经整流给蓄电池充电，而由蓄电池直接给直流负载供电，如我国使用较多的太阳能户用照明系统，以及远离电网的微波站、移动电话基站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如12V、24V、48V等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流供电的风光互补发电系统很难作为商品进入市场。项目三风光互补发电系统逆变器的选用

输出交流电的风光互补发电系统由太阳能光伏阵列、风力发电机、充放电控制器、蓄电池和逆变器5部分组成，而逆变器是系统中的关键部件。风光互补发电系统对逆变器的要求如下。(1)逆变器要具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。(2)具有较宽的直流输入电压适应范围。由于太阳能光伏阵列、风力发电机的端电压随负载、风力和日照强度而变化，蓄电池虽然具有一定的钳位作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V蓄电池，其端电压可在10～16V之间变化，这就要求逆变器必须在较宽的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压稳定在负载要求的电压范围内。(3)逆变器尽量减少电能变换的中间环节，以节约成本、提高效率。项目三风光互补发电系统逆变器的选用

(4)逆变器应具有较高的效率。由于目前风光互补发电系统发出电的价格偏高，为了最大限度地利用风力发电机郝太阳能电池，提高系统效率，必须提高逆变器的效率。逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力，因此，它的输入功率要大于它的输出功率。逆变器的效率即是逆变器输入功率与输出功率之比。例如，一台逆变器输入了100W的直流电，输出了90W的交流电，逆变器的效率就是90%。(5)逆变器应具有较高的可靠性。目前风光互补发电系统主要用于边远地区，许多风光互补发电系统无人值守和维护。(6)逆变器的输出电压与用电负载的电压同频、同幅值，并满足用电负载对电能质量的要求。(7)在中型风光互补发电系统中，逆变器的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中容量的风光互补系统中，若采用方波供电，输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多风光互补发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求。对于风光互补发电系统的逆变器而言，高质量的输出波形有两方面的指标要求：一是稳态精度高，包括THD值小，基波分量相对参考波形在相位和幅度上无静差；二是动态性能好，即在外界扰动下调节快，输出波形变化小。8)逆变器要具有一定的过载能力，一般能过载125%—150%。当过载150%时，应能持续30s；当过载125%时，应能持续60s以上。逆变器应在任何负载条件（过载情况除外）和瞬态情况下，保证标准的额定正弦输出。项目三风光互补发电系统逆变器的选用二、相关知识2、逆变器的类型逆变器按输出波形可分为以下几类。(1)方波逆变器。方波逆变器输出的交流电压波形为方波，此类逆变器可通过不同的逆变拓扑实现，但其共同的特点是线路比较简单，使用的功率开关管数量少，设计功率一般在百瓦至千瓦之间。方波逆变器的优点是：线路简单、价格便宜、维修方便。其缺点是输出的方波电压中含有大量高次谐波，将在带有铁芯电感或变压器的用电负载中产生附加损耗，对音频和某些通信设备有干扰。此外，这类逆变器还有调压范围不够宽，保护功能不够完善，噪声比较大等缺点。项目三风光互补发电系统逆变器的选用二、相关知识(2)阶梯波逆变器。此类逆变器输出的交流电压波形为阶梯波，逆变器实现阶梯波输出也有多种不同的电路结构，输出波形的阶梯数目差别很大。阶梯波逆变器的优点是，输出波形比方波有明显改善，高次谐波含量减少，当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波；当采用无变压器输出时，整机效率高。其缺点是，阶梯波叠加电路使用的功率开关管较多，其中有些电路形式还要求有多组直流电源输入，这对风光互补发电系统的发电部分分组与接线和蓄电池的均衡充电不利。此外，阶梯波电压对音频和某些通信设备仍有一些高频干扰。项目三风光互补发电系统逆变器的选用二、相关知识(3)正弦波逆变器。正弦波逆变器输出的交流电压波形为正弦波。正弦波逆变器的优点是，输出波形好，失真度很低，对音频及通信设备干扰小，噪声低。此外，保护功能齐全，对电感型和电容型负载适应性强，整机效率高。其缺点是，线路相对复杂，对维修技术要求高，价格较高。逆变器分类的方法很多，如根据逆变器输出交流电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器；根据逆变器使用的半导体器件类型不同，可分为晶体管逆变器、MOSFET模块及可关断晶闸管逆变器等；根据功率转换电路又可分为推挽电路、桥式电路和高频升压电路逆变器等。项目三风光互补发电系统逆变器的选用二、相关知识3、逆变器的主要技术性能指标

(1)额定输出电压。在规定的直流输入电压允许波动范围内，逆变器应能输出的额定电压值。对输出额定电压值的稳定精度有如下规定。①在稳态运行时，电压波动范围应有一个限定，如其偏差不超过额定值的±3%或±5%。②在负载突变（额定负载的0、50%、100%）或在有其他干扰因素影响的动态情况下，其输出电压偏差不应超过额定值的±8%或±10%。③逆变器应具有足够的额定输出容星和过载能力，以满足最大负荷下设备对电功率的需求。额定输出容量表征逆变器向负载供电的能力。当逆变器的负载不是纯阻性时，也就是输出功率因数小于1时，逆变器的带负载能力将小于所给出的额定输出容量值。④在离网风光互补发电系统中均以蓄电池为储能设备，当标称电压为12V的蓄电池处于浮充电状态时，端电压可达13.5V，短时间过充状态可达15V。蓄电池带负荷放电终了时端电压可降至10.5V或更低。蓄电池端电压的起伏可达标称电压的30%左右。这就要求逆变器具有较好的调压性能，才能保证风光互补发电系统供给负载稳定的交流电压。项目三风光互补发电系统逆变器的选用二、相关知识

(2)逆变器的输出电压稳定度表征逆变器输出电压的稳压能力，多数逆变器产品给出的是在输入直流电压允许波动范围内该逆变器输出电压偏差的百分数，通常称为电压调整率。高性能的逆变器应同时给出当负载由0~100%变化时，该逆变器输出电压偏差的百分数，通常称为负载调整率。性能良好的逆变器的电压调整率应≤±3%，负载调整率应≤±6%。(3)输出电压的波形失真度。当逆变器输出电压为正弦波时，应规定允许的最大波形失真度（或谐波含量）。通常以输出电压的总波形失真度表示，其值不应超过5%。(4)额定输出频率。逆变器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值，通常为工频50Hz。正常工作条件下其偏差应在±1%以内。我国的交流负载是在50Hz的频率下工作的。而高质量的设备需要精确的频率，因为频率偏差会引起用电设备的性能下降。(5)负载功率因数。负载功率因数表征逆变器带感性负载或容性负载的能力，在正弦波条件下，负载功率因数为0.7~0.9（滞后），额定值为0.9。逆变器产生的电流与电压间的相位差的余弦值即为功率因数，对于电阻型负载，功率因数为1，但对电感型负载（户用系统中常用负载）功率因数会下降，有时可能低于0.5。功率因数由负载确定而不是由逆变器确定。项目三风光互补发电系统逆变器的选用二、相关知识(6)额定输出电流。额定输出电流（或额定输出容量）表示在规定的负载功率因数范围内．逆变器的额定输出电流。有些逆变器产品给出的是额定输出容量，其单位以V·A或kV·A表示。逆变器的额定容量是当输出功率因数为1（即纯阻性负载）时，额定输出电压与额定输出电流的乘积。(7)额定逆变输出效率。额定逆变输出效率等于逆变器输出功率除以输入功率，逆变器的效率会因负载的不同而有很大变化。逆变器的效率值表征自身功率损耗的大小，通常以百分数表示。lOkW级的通用型逆变器实际效率只有70%~80%，将其用于风光互补发电系统时将带来总发电量20%～30%的电能损耗。在整机效率方面对风光互补发电专用逆变器的要求是：千瓦级以下逆变器额定负荷效率≥80%～85%，低负荷效率≥65%～75%；lOkW级逆变器额定负荷效率≥85%～90%，低负荷效率≥70%～80%。容量较大的逆变器还应给出满负荷效率值和低负荷效率值。逆变器效率的高低对风光互补发电系统提高有效发电量和降低发电成本有着重要影响。项目三风光互补发电系统逆变器的选用二、相关知识8)保护功能。逆变器要具有良好的对过电流及短路的自我保护功能。电压保护：逆变器输入端为蓄电池组，蓄电池在过充电时逆变器的直流输入电压就会超过标称值，如一个12V的蓄电池在过充电后，电压可能会达到16V或者更高，这时就有可能损坏后级的逆变器。所以控制蓄电池的充电状态是十分必要的，逆变器必须有检测输入电压及过压保护电路，当电压高于设定值时，保护电路会将逆变器断开。对于没有电压稳定措旋的逆变器，应有输出过电压的防护措施，以使负载免受输出过电压的损害。过电流保护：逆变器的过电流保护电路应在负载发生短路或电流超过允许值时及时动作，使其免受浪涌电流的损伤。(9)启动特性。它表征逆变器带负载启动的能力和动态工作时的性能，逆变器应保证在额定负载下可靠启动。高性能的逆变器可做到连续多次满负载启动而不损坏功率器件。小型逆变器为了自身安全，有时采用软启动或限流启动。(10)噪声。逆变器中的电子开关、变压器、滤波电感、电磁开关及风扇等部件均会产生噪声。逆变器正常运行时，其噪声应不超过65dB。项目三风光互补发电系统逆变器的选用二、相关知识

4、逆变器的工作原理逆变器是将直流电转变为交流电的装置，是风光互补发电系统的核心部件。根据产品设计情况分为：风光互补发电专用正弦波逆变器、经济型风光互补发电控制逆变一体机、风光互补发电系统并网逆变器等。风光互补发电专用正弦波逆变器基本工作框图其性能特点有：采用DSP芯片控制；智能功率模块组装；纯正弦波输出；输出稳压、稳频；具有过压、欠压、过载、短路、输入极性反接等各种保护功能。逆变效率≥85%；输入输出具有优异的EMI/ElMC指标，可配备RS-232/485接口，具有高可靠性。项目三风光互补发电系统逆变器的选用4、逆变器的工作原理逆变器的电路图项目三风光互补发电系统逆变器的选用4、逆变器的工作原理

逆变器的电路图如图所示，蓄电池输出通过DC/DC逆变器的Boost电路升压至360V，采用UC3825PWM控制芯片，其具有产生PWM频率高，且造价低等特点。DC/AC逆变器主电路由H桥式ICBT构成，还包括熔断器、抗干扰的滤波器、保护二极管等。控制电路由控制环节和保护环节两部分构成智能管理核心作为控制环节对主电路的输入电压、输出电压、输出频率和输出波形进行校正控制。保护环节分为硬件保护部分和软件保护部分，完成对系统的短路、过载、失压、过压、缺相等的保护。逆变后的单相交流电通过电压传感器、电流传感器，把状态返回智能管理中心，以便对波形实行校正。项目三风光互补发电系统逆变器的选用三、项目实施离网逆变器选型（1）离网逆变器容量选择原则①逆变器的功率大小应能满足用电器的要求。逆变器的功率是按其最大持续容量标定的。逆变器一