風(fēng)光互補(bǔ)新能源發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：風(fēng)能及太陽(yáng)能是純凈的可再生能源，開發(fā)新能源的目標(biāo)在于滿足人們的生活及生產(chǎn)需求。在資源技術(shù)及條件互補(bǔ)的情況下，為人們提供穩(wěn)定的電力能源。但過往的電力管理系統(tǒng)無(wú)法滿足風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的需求，對(duì)此，本文設(shè)計(jì)一種新型新能源發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)，研究過程中介紹新能源發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，提出硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)的策略，為系統(tǒng)順利運(yùn)行及電力管理奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：風(fēng)光互補(bǔ)；新能源發(fā)電；系統(tǒng)設(shè)計(jì)伴隨社會(huì)對(duì)能源需求量增加，新能源開發(fā)的意義在于取代傳統(tǒng)能源，部分傳統(tǒng)能源污染較大，且為不可再生能源。我國(guó)面對(duì)的主要問題便是能源枯竭，風(fēng)能及太陽(yáng)能是廣泛應(yīng)用的可再生能源，對(duì)此類能源進(jìn)行開發(fā)，有利于改善我國(guó)目前的能源應(yīng)用現(xiàn)狀。相比單一的風(fēng)能發(fā)電，在同樣負(fù)載的情況下，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性更強(qiáng)，發(fā)電量更大，滿足人們的生活及生產(chǎn)需求。風(fēng)速與太陽(yáng)照射強(qiáng)度不斷變化，新能源設(shè)備采取過往的參數(shù)設(shè)置方法無(wú)法達(dá)到高效隆能源的目標(biāo)。面對(duì)能源開發(fā)現(xiàn)狀，針對(duì)性設(shè)計(jì)發(fā)電系統(tǒng)，根據(jù)風(fēng)速及日照等強(qiáng)度合理調(diào)節(jié)參數(shù)，有利于保證新能源工程的總體經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)此，本文針對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)新能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)展開研究。1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念在風(fēng)光互補(bǔ)新能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要涉及的內(nèi)容豐富，包括系統(tǒng)控制器及風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件、逆變器等，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)前，需要掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，通過光伏列陣將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，通過功率開關(guān)器械對(duì)蓄電池進(jìn)行充能，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的電流參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使用功率開關(guān)器件完成蓄電池充電，太陽(yáng)能電池列陣及風(fēng)電機(jī)組電量均通過單片機(jī)功率器件進(jìn)行控制。傳感器可以檢查電流放電及電壓情況，將功率參數(shù)傳遞到單片機(jī)中，經(jīng)過固定參數(shù)進(jìn)行控制，達(dá)到充電及放電合理控制的目標(biāo)。風(fēng)電機(jī)組電壓過高的情況下，可利用開關(guān)進(jìn)行負(fù)載，避免發(fā)生設(shè)備安全事故。2.控制電路設(shè)計(jì)方法新能源發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，主要是分為軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，硬件是軟件的基礎(chǔ)，建設(shè)高質(zhì)量的硬件系統(tǒng)對(duì)軟件系統(tǒng)運(yùn)行具有重要價(jià)值。在新能源發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，思考風(fēng)能及太陽(yáng)能差異，結(jié)合蓄電池工作需求完成硬件與軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。2.1硬件控制電路在硬件控制電路設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)芯片采用PIC16F877A，將其作為核心，配置驅(qū)動(dòng)模塊及電源模塊等，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)緊湊，具有良好的擴(kuò)展功能及抗干擾能力。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，以風(fēng)光互補(bǔ)的方式進(jìn)行補(bǔ)給電量，太陽(yáng)能電池在SP及SN正負(fù)極連接。在蓄電池充電過程中，風(fēng)電機(jī)組接入隊(duì)V、W線路，開啟開關(guān)后為蓄電池充電。開關(guān)管使用PWM斬波控制，達(dá)到合理控制太陽(yáng)能充電系統(tǒng)的目標(biāo)。對(duì)系統(tǒng)控制單位進(jìn)行分析。說(shuō)首先是主控單元，該單元負(fù)責(zé)整個(gè)新能源控制系統(tǒng)的管理工作，重要對(duì)系統(tǒng)中的子模塊信息進(jìn)行采集及監(jiān)管，包括電流信號(hào)及蓄電池電壓、充放電電流信號(hào)等，通過軟件進(jìn)行控制，發(fā)出相關(guān)的執(zhí)行指令，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。在電源單元中，使用智能控制電源，對(duì)各個(gè)電路供電功能進(jìn)行分析，思考風(fēng)電與太陽(yáng)能發(fā)電是否具有波動(dòng)，保證電壓處于穩(wěn)定的范圍，滿足新能源發(fā)電的特點(diǎn)。在驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)過程中，使用保護(hù)驅(qū)動(dòng)，一旦發(fā)生故障關(guān)閉IGBT，且保證報(bào)警輸出及其他部分保持電隔離，每個(gè)路徑均有故障指示燈。2.2軟件控制模塊在軟件控制過程中，將單片機(jī)作為核心，保證軟件的實(shí)時(shí)性及靈活性，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)作為以一種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，對(duì)軟件的工作效率具有較高的要求，軟件程序設(shè)計(jì)過程中，為有效節(jié)省空間，在軟件開發(fā)過程中，使用結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)方法，包括A/D轉(zhuǎn)換計(jì)算程序及MPPT運(yùn)算程序，將子程序根據(jù)一定的規(guī)則進(jìn)行組合，達(dá)到特定的任務(wù)目標(biāo)。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)過程中，針對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)的工作條件，對(duì)初始參數(shù)進(jìn)行管理，包括光伏最佳功率帶你及涓流電流等。A/D采樣將傳感器模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，及時(shí)傳遞到單片機(jī)中，PI調(diào)節(jié)則是將軟件獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)誤差進(jìn)行調(diào)整后，通過單片機(jī)輸出，完成PWM調(diào)控。過壓及欠壓報(bào)警系統(tǒng)根據(jù)參數(shù)進(jìn)行報(bào)警提示。在控制系統(tǒng)中將蓄電池放電參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證放電參數(shù)的合理性。在控制過程中，先開機(jī)，系統(tǒng)自動(dòng)初始化，初始化后系統(tǒng)設(shè)置子程序，進(jìn)入采樣工作，采取間斷性采樣方法，保證采樣工作的合理性。與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，思考蓄電池所處的工作階段，系統(tǒng)MPPT增加輸入功率子程序，程序會(huì)進(jìn)入智能管理狀態(tài)，對(duì)電能功率進(jìn)行監(jiān)控。在硬件電路及功能控制上，應(yīng)當(dāng)自多個(gè)方面展開思考。軟件會(huì)監(jiān)督PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功能。蓄電池電壓與放電電流程序設(shè)計(jì)過程中，若蓄電池電壓增高，達(dá)到某個(gè)上限，充電電流處于持續(xù)性指標(biāo)，則會(huì)產(chǎn)生控制光伏的電路，此時(shí)會(huì)啟動(dòng)電能管理系統(tǒng)，以免蓄電池過度充電。在光伏電路管理過程中，驅(qū)動(dòng)脈沖屬于PWM脈沖，一旦蓄電池電壓過高，驅(qū)動(dòng)脈沖脈寬大，最大程度是阻斷充電。在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)新能源的轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行分類，過壓后，出現(xiàn)連續(xù)低電流可以適當(dāng)卸載電壓，阻斷風(fēng)光電路互補(bǔ)。以免發(fā)生干擾性動(dòng)作，保證充電質(zhì)量，也能保證PWM的跟蹤能力。結(jié)束語(yǔ)現(xiàn)階段，人們對(duì)風(fēng)能及太陽(yáng)能能新能源關(guān)注度較高，設(shè)計(jì)滿足風(fēng)光新能源需求的電能控制系統(tǒng)，有利于滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械墓╇娦枨蟆Ｔ诳刂破骰芈芳白幽K研究過程中，控制器風(fēng)力發(fā)電及光伏發(fā)電應(yīng)當(dāng)具有獨(dú)立性，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)風(fēng)光發(fā)電功率進(jìn)行記錄，分析蓄電池的充電情況，達(dá)到能源最大程度利用的目的。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容較為全面，對(duì)軟件系統(tǒng)及硬件系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，為光電新能源順利發(fā)電奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)孟濤，薛志偉，郭偉東.一類風(fēng)光互補(bǔ)新能源發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)絡(luò)線無(wú)功傳輸問題研究[J].山西電力,2019,(06):14-18.楊輝，王麗