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随着全球工业化进程的加速,人类对能源的需求在不断增长,能源危机已经摆在人类面前。可再生能源的综合利用对社会经济的可持续发展和环境保护有重大的意义。风能和太阳能作为两种应用广泛的可再生资源,在资源条件和技术应用上都具互补性。
本文在分析风光互补技术的基础上,研制一套风光互补控制器。路灯是我们日常生活中常见的设施,它给我们夜晚的生活带来光明。但路灯是一个耗电大户,由于路灯的低压输电线路长,不仅路灯耗电,输电线路上的耗电也很大,以至于很多市郊公路和高速公路都没安装路灯。风光互补路灯是解决道路照明的一种理想的自供电系统。本文工作包括以下主要内容:
首先,分析风光互补发电系统结构特点和运行原理,为系统的能量管理控制提供理论基础。其中包括风力发电机的种类及它们的差异,由此来确定需要的电机类型。太阳能方面的重点是太阳能电池的最大功率跟踪,本文详细介绍相关技术并通过simulink对其进行仿真验证。另外对蓄电池的工作特性进行分析,阐述相关的充电方式。
其次,设计一个功率为500W风光互补路灯控制器,主电路采用双Buck电路,利用Atmega8单片机进行控制,控制电路简洁、灵活。
最后,对系统的能量管理策略进行分析。为了充分利用风力和太阳能资源,采取风电和光电分时给蓄电池充电的控制方案,即根据风电功率和光电功率的大小,调节各自的充电时间分配比例来进行能量的协调控制。另外,根据蓄电池的工作特性曲线,我们采用分段限流的充电方式,从而尽可能地实现充电曲线的优化。