专利名称：基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及采用可再生能源发电的电源技术领域，具体地说是一种基于光伏
阵列切换控制的风光互补发电电源装置。
背景技术：
太阳能和风能作为一种清洁的可再生能源，将是人类未来最重要的能量来源之一，太阳能光伏发电和风力发电对缓解当今的能源危机和改善生态环境具有非常重要的意义。 移动通信系统已经在世界各国大规模应用，数量庞大的移动通信基站分散分布于需要信号覆盖的地方。随着通信网络逐渐扩展到远离电网或供电不稳定的地区，大量的移动通信基站将要建设在山区、海岛、沙漠、高原等偏远地区，因而采用各种替代能源为移动通信基站提供电力也成为其必然的选择。 由于风力和阳光资源的天然互补性，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。风光互补供电系统各发电单元可以独立控制也能协调工作，供电安全性和可靠性大大提高。移动通信基站一般建在较高的建筑物或者山坡上，接受太阳能辐射量和风能相对较高，风光互补发电系统将是今后通信基站离网型电源发展的主流方向。 —般风光互补发电系统主要由光伏阵列、风力发电机及AC/DC变换器、泄荷器件、储能装置和控制器组成，需要交流输出时还会有DC/AC逆变器。储能装置一般为可以充放电的蓄电池组。其中光伏阵列、风力发电机的AC/DC变换器、蓄电池组和负载一般都直接连接到公共直流母线，或通过控制开关连接到公共直流母线。由于蓄电池组的钳位作用，系统充电端和放电端的电压会平衡到同一电压值，导致负载的工作电压、储能装置的充放电范围、光伏阵列和风力发电机的发电能力相互影响。 首先，光伏发电和风力发电分别受日照强度和风速变化的影响，其发出的电力极不稳定，所以风光互补系统通常需要配备一定容量的蓄电池组进行补偿，以保持电能输出稳定。由于风光互补系统受自然环境的影响很大，发电功率具有间断性和不可预测性等特点，蓄电池组需要不断地吸收或者释放能量，可能经常反复进行深度充放电，导致蓄电池的使用寿命縮短，增加了系统的维护成本。 其次，负载在工作时的功率需求大多具有脉动性质，即瞬时功率高平均功率较低，为防止极端恶劣天气时，系统储备电力不足，一般需要配置远大于正常使用容量的蓄电池组，以保证系统的正常工作。这样不仅会提高系统的购置成本，还会在发电低谷期，造成全部蓄电池长时间处于亏电状态运行，导致蓄电池的使用寿命縮短，也增加了系统的维护成本。 再次，风力发电机发电功率的大幅波动会造成公共直流母线电压的波动，为了保证系统的正常运行，光伏阵列和风力发电机可能会被频繁切出，光伏发电和风力发电的利用率都大大降低。系统的发电能力低于设计预期，可能导致系统的运行状况进一步恶化。[0009] 因此，改进光伏阵列的控制方式，可优化蓄电池的充放电过程，减少蓄电池的充放电循环次数，延长蓄电池的使用寿命，提高系统的发电能力，稳定系统的放电输出，是风光互补发电系统中亟待解决的问题。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于光伏阵列切换控
制的风光互补发电电源装置。本实用新型通过改进光伏阵列的控制方式，可优化蓄电池的充放电过程、减少蓄电池的充放电循环次数、延长蓄电池的使用寿命、提高电源装置的发电能力、稳定电源装置的放电输出，以保障系统的正常工作。 为了达到上述目的，本实用新型包括光伏阵列、风力发电机、AC/DC变换器、泄荷器件、泄荷开关、储能装置、控制器，充电侧直流母线、放电侧直流母线、光伏阵列切换电路、蓄电池组切换电路；充电侧直流母线和放电侧直流母线，可以是正极相连且接地而负极相互隔离，也可以是负极相连且接地而正极相互隔离；储能装置由多个蓄电池组构成；光伏阵列通过光伏阵列切换电路，或连接到充电侧直流母线，或连接到放电侧直流母线，或被短接；每个蓄电池组通过蓄电池组切换电路，或连接到充电侧直流母线，或连接到放电侧直流母线，或不被连接；风力发电机通过AC/DC变换器连接到充电侧直流母线；泄荷器件可通过泄荷开关并联在风力发电机和AC/DC变换器之间，或者被断开。 本发明的原理是充电侧直流母线和放电侧直流母线将电源装置的充电回路和放电回路相互隔离；储能装置的各个蓄电池组通过蓄电池组切换电路，或与充电侧直流母线连接进入充电回路，或与放电侧直流母线连接进入放电回路，按照设定的方式依序轮换充电或放电；风力发电机连接到充电侧直流母线，为轮换到充电回路的蓄电池组充电，直至其充满为止，切换另一个蓄电池组充电；负载连接到放电侧直流母线，由轮换到放电回路的蓄电池组供电，直至其放电到指定的程度为止，切换另一个蓄电池组供电；光伏阵列则优先连接到放电侧直流母线，与连接到放电回路的蓄电池组并行供电，以减少蓄电池组的使用强度；当光伏阵列发电能力过高时，则切换到充电侧直流母线，与连接到充电回路的风力发电机一起为轮换到充电回路的蓄电池组充电；当风力发电机发电能力过高时，为防止充电回路的蓄电池组过充，光伏阵列则优先退出充电侧直流母线，进一步的，泄荷器件通过泄荷开关并联在风力发电机和AC/DC变换器之间，保护充电侧直流母线的安全。[0013] 更进一步的，所述的储能装置由至少三个容量相近且可相互并联的蓄电池组构成；光伏阵列可与至少一个连接到充电侧直流母线的蓄电池组构成充电直流回路，或可与至少一个连接到放电侧直流母线的蓄电池组和负载构成放电直流回路。在所述的光伏阵列切换电路中，具有1个输入端和3个输出端，3个输出端为充电端、放电端和接地端；控制器发出的信号控制输入端切换到只与指定的1个输出端连接；光伏阵列或通过充电端与充电侧直流母线连接，或通过放电端与放电侧直流母线连接，或通过接地端被短接而关闭。这样，相对稳定的光伏发电可以被放电蓄电池组平衡后直接使用。 本发明所述的控制器为包含中央控制单元、充电检测单元、放电检测单元的智能控制器；充电检测单元和放电检测单元，实时监测充电侧直流母线的电压Vc和电流Ic、放电侧直流母线的电压Vd和电流Id;中央控制单元根据系统控制程序设定的电压值、电流值及其回差，进行比较和运算，向各控制开关发出脉冲指令，在充电直流回路中，接入或断开或短接光伏阵列，接入或断开泄荷器件，依序轮换接入充电蓄电池组，或在放电直流回路中，接入或断开光伏阵列，依序轮换接入放电蓄电池组。 更优选的，所述的光伏阵列由至少两个可相互并联的子阵列构成，且所述的光伏阵列切换电路为光伏阵列逐级切换电路；每个子阵列相互独立，且均可通过光伏阵列逐级切换电路，或只与充电侧直流母线连接，或只与放电侧直流母线连接，或只被短接。[0016] 在所述的光伏阵列逐级切换电路中，具有与光伏阵列子阵列个数相同数量的输入端和3个输出端，3个输出端为充电端、放电端和接地端；控制器发出的信号控制每个输入端切换到只与指定的1个输出端连接；每个光伏子阵列或通过充电端与充电侧直流母线连接，或通过放电端与放电侧直流母线连接，或通过接地端被短接而关闭。这样，相对稳定的光伏发电可以最大限度的被放电蓄电池组平衡后直接使用。 更进一步的，本实用新型中还可包含过载保护电路、负载分配电路或DC/AC逆变器。所述智能控制器，通过监测充电侧直流母线的电压电流变化，在充电直流回路中，逐级接入或断开或短接光伏子阵列，接入或断开泄荷器件，依序轮换接入充电蓄电池组；通过监测放电侧直流母线的电压电流变化，在放电直流回路中，逐级接入或断开光伏子阵列，接入或断开次要负载，关闭或开启DC/AC逆变器，依序轮换接入放电蓄电池组。[0018] 上述的光伏阵列切换电路和光伏阵列逐级切换电路中，可采用双稳态继电器、M0SFET、 IGBT或固态继电器等电子开关元件来实现。在满足切换电路负荷的前提下，尽可能选择脉冲工作方式、维持电流小、以及通态压降较低的控制方式，以降低切换电路的功耗。[0019] 本实用新型的基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，与现有的公知技术相比具有以下优点 (1)光伏阵列切换控制，即可减少蓄电池组的使用强度，又可优化蓄电池的充放电过程，减少了蓄电池组的充放电循环次数，延长了蓄电池的使用寿命，提高了系统的供电保障能力。 (2)放电蓄电池组两端的电压波动縮小，能直接为直流负载提供稳定的电力，降低了系统的转换损耗，提高了系统输出的稳定性。 (3)充电过程不受放电过程的限制，光伏阵列和风力发电机可连续接入，光伏发电和风力发电的利用率大大提高，相当于增加了系统的发电能力。 本实用新型特别适合于用作远离电网的、直流负载要求稳定电压的、通信基站的供电电源。
图1是表示本实用新型实施例1的系统原理框图；[0025] 图2是表示本实用新型实施例1的电路原理图； 图3是进一步表示采用双稳态继电器的光伏阵列切换电路原理图；[0027] 图4是进一步表示采用M0SFET的光伏阵列逐级切换电路原理图；[0028] 图5是表示本实用新型实施例2的系统原理框图。[0029] 符号说明 附图中1为光伏阵列，101为光伏子阵列1， 102为光伏子阵列2， 103为光伏子阵列3， 104为光伏子阵列4，2为风力发电机，3为AC/DC变换器，4为充电侧直流母线，5为放电侧直流母线，6为蓄电池组切换电路，6A为充电端，6B为放电端，601为分配端1，602为分配端2， 603为分配端3，7为储能装置，71为蓄电池组1，72为蓄电池组2， 73为蓄电池组3，8为泄荷器件，9为泄荷开关，10为中央控制单元，11为充电检测单元，12为放电检测单元，14为过载保护电路，15为负载分配电路，16为直流设备，16A为直流主机设备，16B为直流次要设备，17为DC/AC逆变器，18为交流设备，18B为交流辅助设备，19为光伏阵列切换电路，19X为光伏阵列逐级切换电路，19A为充电端，19B为放电端，190为接地端，191为输入端1， 192为输入端2， 193为输入端3， 194为输入端4， 20为控制器，21为双稳态继电器，22为MOSFET， Pl为脉冲开关1， P2为脉冲开关2， P3为脉冲开关3， P4为脉冲开关4， P5为脉冲开关5， P6为脉冲开关6， P7为脉冲开关7， P8为脉冲开关8， P9为脉冲开关9， P10为脉冲开关10， Pll为脉冲开关11， P12为脉冲开关12。
具体实施方式下面参照附图并通过实施例详细说明本实用新型的具体实施方式
。[0032] 实施例1 —种基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置的基本型，如图1所示。它包括光伏阵列(D、风力发电机(2)、AC/DC变换器(3)、储能装置(7)、泄荷器件(8)、泄荷开关(9)、控制器(20)，充电侧直流母线(4)、放电侧直流母线(5)、蓄电池组切换电路(6)、光伏阵列切换电路(19)、DC/AC逆变器(17);储能装置(7)由3个蓄电池组(71、72和73)构成，蓄电池组1、2和3(71、72和73)的容量相同且可相互并联；控制器(20)还包含中央控制单元(10)、充电检测单元(11)、放电检测单元(12)。 如图2所示，光伏阵列(1)连接到光伏阵列切换电路(19)的输入端(191)，通过充电端(19A)可与充电侧直流母线(4)连接，通过放电端(19B)可连接到放电侧直流母线(5)，通过接地端(190)可被短接；风力发电机(2)通过AC/DC变换器(3)与充电侧直流母线(4)连接；蓄电池组切换电路(6)的充电端(6A)连接到充电侧直流母线(4)，蓄电池组切换电路(6)的放电端(6B)连接到放电侧直流母线(5);蓄电池组1、2或3(71、72或73)分别与蓄电池组切换电路(6)的分配端1、2或3(601、602或603)连接；直流设备(16) 、 DC/AC逆变器(17)和与之相连的交流设备(18)连接到放电侧直流母线(5)。[0035] 在本实施例中，充电侧直流母线(4)和放电侧直流母线(5)的正极相连且接地而负极相互隔离的连接方式；电源装置可输出DC-48V，并可通过DC/AC逆变器(17)输出AC220V。 本实施例中的光伏阵列切换电路(19)和蓄电池组切换电路(6)都采用双稳态继电器(21)作为电子开关元件，脉冲工作方式，维持电流很小，通态压降很低，可有效降低切换电路的功耗。 如图3所示，在光伏阵列切换电路(19)中有3个双稳态继电器(21)，包含3个触点，每个双稳态继电器(21)的控制线圈对应连接到中央控制单元的脉冲信号开关(P1、P2、P3);每个触点的一端并联在一起，形成l个输入端(191) ;3个触点的另一端形成3个输出端(19A、19B、190)，即充电端(19A)、放电端(19B)和接地端(190)。 开机巡检后，中央控制单元(10)发出脉冲信号，控制分配端(601)与充电端(6A)接通，分配端(603)与放电端(6B)接通，分配端(602)空置。这样，蓄电池组1(71)连接到充电侧直流母线(4)，蓄电池组3(73)连接到放电侧直流母线(5)，蓄电池组2(72)处于空置状态。 中央控制单元(10)对脉冲信号开关1 (Pl)发出脉冲信号，光伏阵列(1)通过光伏阵列切换电路(19)的充电端(19A)、风力发电机(2)通过AC/DC变换器(3)连接到充电侧直流母线(4)，为连接到充电回路的蓄电池组1(71)充电，直至其充满为止；中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测充电侧直流母线(4)的电压Vc的变化，根据设定的充满电压V2及回差AV2，发出脉冲信号，控制分配端(602)与充电端(6A)接通，蓄电池组2(72)连接到充电侧直流母线(4)继续充电；同时，控制分配端(601)与充电端(6A)断开，蓄电池组1(71)处于空置状态，等待放电。 直流设备(16)和DC/AC逆变器(17)连接到放电侧直流母线(5)，由连接到放电回路的蓄电池组3(73)供电。当中央控制单元(10)通过放电检测单元(12)检测到放电侧直流母线(5)的电压Vd低于设定的低压预警电压V4时，对脉冲信号开关3(P3)发出脉冲信号，控制光伏阵列切换电路(19)切换到放电端(19B)，将光伏阵列(1)连接到放电侧直流母线(5)，与连接到放电回路的蓄电池组3(73)并行供电；当中央控制单元(10)通过放电检测单元(12)检测到放电侧直流母线(5)的电压Vd高于设定的最高工作电压V3时，对脉冲信号开关1(P1)发出脉冲信号，控制光伏阵列切换电路(19)切换到充电端(19A)，将光伏阵列(1)退出到充电侧直流母线(4)，为连接到充电回路的蓄电池组充电。[0041] 直至中央控制单元(10)通过放电检测单元(12)检测放电侧直流母线(5)的电压Vd的变化，根据设定的欠压电压V5及回差AV5，发出脉冲信号，控制分配端(601)与放电端(6B)接通，蓄电池组1(71)连接到放电侧直流母线(4)继续放电；同时，控制分配端(603)与放电端(6B)断开，蓄电池组3(73)处于空置状态，等待充电。[0042] 如此循环，每个蓄电池组(71、72或73)依序轮换充电或放电。[0043] 另外，当中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测到充电侧直流母线(4)的电压Vc达到设定的过充保护电压Vl时，对脉冲信号开关2(P2)发出脉冲信号，控制光伏阵列切换电路(19)切换到接地端(190)，光伏阵列(1)被短接而关闭；如Vc继续大于Vl，则进一步发出信号，控制泄荷开关(9)接入泄荷器件(8)。当中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测到充电侧直流母线(4)的电压Vc低于设定的过充保护电压Vl回差A VI时，发出信号，控制泄荷开关(9)断开泄荷器件(8)，并进一步对脉冲信号开关1(P1)发出脉冲信号，光伏阵列切换电路(19)切换到充电端(19A)，光伏阵列(1)重新接入到充电侧直流母线(4)。 当中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测到充电侧直流母线(4)的电压Vc达到设定的过放保护电压V6时，发出信号，控制蓄电池组切换电路(6)关闭其放电端(6B)。当中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测到充电侧直流母线(4)的电压Vc高于设定的最高工作电压V3时，发出信号，控制蓄电池组切换电路(6)轮换充电蓄电池组到放电侧直流母线(5)，重新开始放电。[0045] 实施例2 —种基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置的扩展型，如图5所示。它包括光伏阵列(D、风力发电机(2)、AC/DC变换器(3)、泄荷器件(8)、储能装置(7)、控制器(20)，充电侧直流母线(4)、放电侧直流母线(5)、蓄电池组切换电路(6)、光伏阵列逐级切换电路(19X)、泄荷开关(9)、DC/AC逆变器(17)、过载保护电路(14)、负载分配电路(15);储能装置(7)划分成3个蓄电池组(71 、72和73)，蓄电池组1、2和3(71、72和73)的容量相同且可相互并联；光伏阵列(1)划分成4个光伏子阵列(101、102、103和104)，光伏子阵列1、2、3和4(101、 102、 103和104)的额定电压相同且可相互并联；控制器(20)还包含中央控制单元(10)、充电检测单元(11)、放电检测单元(12)。 光伏子阵列1、2、3和4(101、 102、 103和104)分别连接到光伏阵列逐级切换电路(19X)的输入端1、2、3和4(191、192、193和194)，可分别通过充电端(19A)与充电侧直流母线(4)连接，或通过放电端(19B)连接到放电侧直流母线(5)，或通过接地端(190)被短接；风力发电机(2)通过AC/DC变换器(3)与充电侧直流母线(4)连接；蓄电池组切换电路(6)的充电端(6A)连接到充电侧直流母线(4)，蓄电池组切换电路(6)的放电端(6B)连接到放电侧直流母线(5);每个蓄电池组(71、72或73)独立的与蓄电池组切换电路(6)的分配端1、2或3(601、602或603)连接。 在本实施例中，充电侧直流母线(4)和放电侧直流母线(5)的正极相连且接地而负极相互隔离；负载分配电路(15)通过过载保护电路(14)连接到放电侧直流母线(5)，直流主机设备(16A)、直流次要设备(16B)和DC/AC逆变器(17)连接到负载分配电路(15)上，DC/AC逆变器(17)上连接交流辅助设备(18B);电源装置可输出DC-48V，并可通过DC/AC逆变器(17)输出AC220V。 在蓄电池组切换电路(6)和光伏阵列逐级切换电路(19X)中采用MOSFET(22)作为电子开关元件，脉冲控制方式，维持电流很小，通态压降低，可有效降低切换电路的功耗。[0050] 如图4所示的光伏阵列逐级切换电路(19X)中采用12个M0SFET(22)作为电子开关元件，每3个M0SFET(22)为一组；每个MOSFET(22)的栅极，对应连接到中央控制单元的脉冲信号开关1 12(P1 12);每组M0SFET(22)中，3个M0SFET(22)的源极并联在一起，形成1个输入端，4组M0SFET(22)形成4个输入端(191、 192、 193、 194);各组M0SFET (22)中对应的一个漏极并联在一起，形成3个输出端(19A、19B、190)，即充电端(19A)、放电端(19B)和接地端(190)。 开机巡检后，中央控制单元(10)发出脉冲信号，控制分配端(601)与充电端(6A)接通，分配端(603)与放电端(6B)接通，分配端(602)空置。这样，蓄电池组1(71)连接到充电侧直流母线(4)，蓄电池组3(73)连接到放电侧直流母线(5)，蓄电池组2(72)处于空置状态。 中央控制单元(10)对脉冲信号开关1、4、7、10(P1、4、7、10)发出脉冲信号，光伏子阵列1、2、3和4(101、102、103和104)通过光伏阵列逐级切换电路(19X)的充电端(19A)、风力发电机(2)通过AC/DC变换器(3)连接到充电侧直流母线(4)，为连接到充电回路的蓄电池组1(71)充电，直至其充满为止；中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测充电侧直流母线(4)的电压Vc的变化，根据设定的充满电压V2及回差AV2，发出脉冲信号，控制分配端(602)与充电端(6A)接通，蓄电池组2(72)连接到充电侧直流母线(4)继续充电；同时，控制分配端(601)与充电端(6A)断开，蓄电池组1(71)处于空置状态，等待放电。[0053] 直流主机设备(16A)、直流次要设备(16B)和DC/AC逆变器(17)通过过载保护电路(14)和负载分配电路(15)连接到放电侧直流母线(5)，由连接到放电回路的蓄电池组3(73)供电。当中央控制单元(10)通过放电检测 元(12)检测到放电侧直流母线(5)的电压Vd低于设定的低压预警电压V4时，对脉冲信号开关3、6、9、 12 (P3、6、9、 12)发出脉冲信号，控制光伏阵列逐级切换电路(19X)将光伏子阵列1、2、3或4(101、102、103或104)逐个连接到放电侧直流母线(5)，与连接到放电回路的蓄电池组3(73)并行供电；当中央控制单元(10)通过放电检测单元(12)检测到放电侧直流母线(5)的电压Vd高于设定的最高工作电压V3时，对脉冲信号开关1、4、7、10(P1、4、7、10)发出脉冲信号，控制光伏阵列逐级切换电路(19X)将光伏子阵列1、2、3或4(101、102、103或104)逐个退出到充电侧直流母线(4)，为连接到充电回路的蓄电池组充电。 直至中央控制单元(10)通过放电检测单元(12)检测放电侧直流母线(5)的电压Vd的变化，根据设定的欠压电压V5及回差AV5，发出脉冲信号，控制分配端(601)与放电端(6B)接通，蓄电池组1(71)连接到放电侧直流母线(4)继续放电；同时，控制分配端(603)与放电端(6B)断开，蓄电池组3(73)处于空置状态，等待充电。[0055] 如此循环，蓄电池组1、2或3(71、72或73)依序轮换充电或放电。[0056] 另外，当中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测到充电侧直流母线(4)的电压Vc达到设定的过充保护电压V1时，对脉冲信号开关2、5、8、11(P2、5、8、11)发出脉冲信号，控制光伏阵列逐级切换电路(19X)切换到接地端(190)，逐个短接光伏子阵列1、2、3或4(101、102、103或104);如Vc继续大于VI，则进一步发出信号，控制泄荷开关(9)接入泄荷器件(8)。当中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测到充电侧直流母线(4)的电压Vc低于设定的过充保护电压Vl及回差AV1时，发出信号，控制泄荷开关(9)断开泄荷器件(8)，并进一步对脉冲信号开关1、4、7、10(P1、4、7、10)发出脉冲信号，控制光伏阵列逐级切换电路(19X)切换到充电端(19A)，逐个接入光伏子阵列1、2、3或4(101、102、103或104)，光伏阵列(1)重新接入到充电侧直流母线(4)。 当中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测到充电侧直流母线(4)的电压Vc达到设定的过放保护电压V6时，发出信号，控制蓄电池组切换电路(6)关闭其放电端(6B)。当中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测到充电侧直流母线(4)的电压Vc高于设定的最高工作电压V3时，发出信号，控制蓄电池组切换电路(6)轮换充电蓄电池组到放电侧直流母线(5)，重新开始放电。 更进一步的，中央控制单元(10)通过充电检测单元(11)检测充电侧直流母线(4)的电流Ic变化，根据设定的过流保护电流Il，对脉冲信号开关2、5、8、ll(P2、5、8、11)发出脉冲信号，控制光伏阵列逐级切换电路(19X)切换到接地端(190)，关闭全部光伏子阵列，并控制泄荷开关(9)接入泄荷器件(8)。 中央控制单元(10)通过放电检测单元(12)检测放电侧直流母线(5)的电流Id变化，根据设定的过载保护电流I2，发出信号控制负载分配电路(15)关闭直流次要设备(16B)和DC/AC逆变器(17)，直至关闭全部负载。
权利要求一种基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，其包括光伏阵列、风力发电机、AC/DC变换器、泄荷器件、泄荷开关、储能装置和控制器，其特征在于所述的电源装置中还包括充电侧直流母线、放电侧直流母线、光伏阵列切换电路、蓄电池组切换电路，且储能装置由多个蓄电池组构成；光伏阵列通过光伏阵列切换电路，或连接到充电侧直流母线，或连接到放电侧直流母线，或被短接；每个蓄电池组通过蓄电池组切换电路，或连接到充电侧直流母线，或连接到放电侧直流母线，或不被连接。
2. 如权利要求1所述的基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，其特征在于 所述的光伏阵列切换电路，具有1个输入端和3个输出端，3个输出端为充电端、放电端和接 地端；输入端对应接入光伏阵列；输入端只可切换到与指定的l个输出端连接；光伏阵列或 通过充电端与充电侧直流母线连接，或通过放电端与放电侧直流母线连接，或通过接地端 被短接而关闭。
3. 如权利要求1所述的基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，其特征在于 所述的储能装置由至少三个容量相近且可相互并联的蓄电池组构成；光伏阵列可与至少一 个连接到充电侧直流母线的蓄电池组构成充电直流回路，或可与至少一个连接到放电侧直 流母线的蓄电池组和负载构成放电直流回路。
4. 一种如权利要求1 3所述的基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，其 特征在于所述的光伏阵列由至少两个可相互并联的子阵列构成，且所述的光伏阵列切换电 路为光伏阵列逐级切换电路；每个子阵列相互独立，且均可通过光伏阵列逐级切换电路，或 只与充电侧直流母线连接，或只与放电侧直流母线连接，或只被短接。
5. 如权利要求4所述的基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，其特征在于 所述的光伏阵列逐级切换电路，具有与光伏阵列子阵列个数相同数量的输入端和3个输出 端，3个输出端为充电端、放电端和接地端；每个光伏阵列子阵列连接到对应的输入端；每 个输入端只可切换到与指定的1个输出端连接；每个光伏子阵列或通过充电端与充电侧直 流母线连接，或通过放电端与放电侧直流母线连接，或通过接地端被短接而关闭。
6. 如权利要求1所述的基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，其特征在于 所述的控制器包含中央控制单元、充电检测单元、放电检测单元。
7. 如权利要求1所述的基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，其特征在于 所述的光伏阵列切换电路可采用双稳态继电器、M0SFET、 IGBT或固态继电器作为电子开关 元件来实现。
8. 如权利要求4所述的基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，其特征在于 所述的光伏阵列逐级切换电路可采用双稳态继电器、M0SFET、 IGBT或固态继电器作为电子 开关元件来实现。
9. 如权利要求6所述的基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，其特征在于 所述的控制器还可包含过载保护电路、负载分配电路或DC/AC逆变器。
专利摘要本实用新型公开了一种基于光伏阵列切换控制的风光互补发电电源装置，其包括光伏阵列、风力发电机、蓄电池组、泄荷器件、泄荷开关、控制器、充电侧直流母线、放电侧直流母线、蓄电池组切换电路、光伏阵列切换电路、过载保护电路、负载分配电路、AC/DC变换器、DC/AC逆变器。控制器通过监测充电侧直流母线和放电侧直流母线的电压电流变化，逐级切换光伏阵列的部分或全部接入充电回路或放电回路。本实用新型可有效提高光伏阵列和风力发电机的发电能力以及蓄电池的利用率，延长蓄电池的使用寿命，提供稳定的直流输出，降低电源装置的成本，特别适合于用作远离电网的通信基站供电电源。
文档编号H02J7/35GK201466783SQ20092006772
公开日2010年5月12日 申请日期2009年2月13日 优先权日2009年2月13日
发明者路建乡 申请人:路建乡