MCU控制風(fēng)光互補(bǔ)獨(dú)立電源系統(tǒng)

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(dāng)電壓小于過標(biāo)準(zhǔn)開路電壓(Voc)時(shí)，太陽能電源、風(fēng)力發(fā)電機(jī)以其所能提供的最大電流對(duì)蓄電池充電(最大電流對(duì)不同功率的系統(tǒng)取值不同，可按C／5充電率取值，C為蓄電池容量)，由于太陽能電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(nèi)。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(dá)70％～90%。

第二階段 過電壓恒充階段(over chargestate)以恒定的過標(biāo)準(zhǔn)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。蓄電池充滿后，以浮充方式維持電壓。浮充電壓的選擇對(duì)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(tǒng)狀態(tài)，與輸入控制、觸發(fā)信號(hào)聯(lián)合控制充電狀態(tài)。

2.2逆變器原理與實(shí)現(xiàn)

DC／DC變換由48V鉛酸蓄電池輸出通過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(gòu)成，還包括熔斷器、抗干擾的濾波器、保護(hù)二極管等?？刂齐娐酚煽刂骗h(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)兩部分構(gòu)成智能管理核心作為控制環(huán)節(jié)對(duì)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(hù)環(huán)節(jié)分為硬件保護(hù)部分和軟件保護(hù)部分，完成對(duì)系統(tǒng)的短路、過載、失壓、過壓、缺相等的保護(hù)。逆變后的單項(xiàng)交流電通過電壓、電流傳感器，把狀態(tài)返回智能管理中心，以便對(duì)波形實(shí)行校正。逆變器的電路構(gòu)成如圖4所示。

2.3 系統(tǒng)控制保護(hù)原理與實(shí)現(xiàn)

風(fēng)光互補(bǔ)電源系統(tǒng)根據(jù)性能可分為充電狀態(tài)、負(fù)載狀態(tài)(放電狀態(tài))、保護(hù)狀態(tài)。系統(tǒng)同時(shí)監(jiān)測光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元、負(fù)載和兩組蓄電池的狀況，在相應(yīng)條件下，進(jìn)入對(duì)應(yīng)的狀態(tài)。在每一狀態(tài)中，系統(tǒng)不僅完成自身階段的工作，還可根據(jù)用戶需要給出相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)顯示、多系統(tǒng)之間的通訊及系統(tǒng)與E位機(jī)之問的通訊，系統(tǒng)狀態(tài)流程如圖5所示。

系統(tǒng)在初始化中，完成參數(shù)的設(shè)定，如光伏發(fā)電單元電壓、電流、負(fù)載、過壓、過流保護(hù)參數(shù)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)的磁電保護(hù)參數(shù)；鉛酸蓄電池雙標(biāo)三階段充電的充電系數(shù)。同時(shí)也完成系統(tǒng)人機(jī)通訊(鍵盤、液晶模塊、LED等)的初始化和系統(tǒng)通用串行通信模塊的設(shè)定。

系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)采樣模塊、上位機(jī)觸發(fā)信號(hào)和用戶控制信號(hào)聯(lián)合判斷系統(tǒng)所處的狀態(tài)。首先，通過實(shí)時(shí)采樣模塊采集系統(tǒng)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(chǔ)能蓄電池和負(fù)載的狀況，從而決定系統(tǒng)應(yīng)處的狀態(tài)。其次，上位機(jī)觸發(fā)信號(hào)和用戶控制信號(hào)也聯(lián)合控制系統(tǒng)狀態(tài)，可強(qiáng)行控制系統(tǒng)從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)入其他狀態(tài)。