风光论文关于基于风光电互补建筑节能控制器的设计实现x论文范文参考资料

风光论文关于基于风光电互补建筑节能控制器的设计实现x论文范文参考资料 摘 要：为了推广建筑节能技术、减少建筑能耗、加快建筑节能工作步伐，笔者阐述了基于风光电互补建筑节能控制器的整体方案设计，重点阐述了由AT89s51单片机控制的风光电互补建筑节能控制器，分别介绍了12 V电源控制器的主电路设计、控制电路设计以及控制电路程序设计，将风光电分布式互补系统与建筑相结合，使建筑物从原来的单纯耗能体变成供能体，在建筑节能控制领域将有很大的应用前景。 关键词：新能源：建筑节能：单片机控制：电源 ：TM614;TM615;TU201.5 文献标志码：A DOI:10.3969/jissn1674-9146.xx.06.069 在经济发展日益迅速的今天，城市规模和建筑设施建设规模都在不断扩大，随之而来的就是城市建筑设施对水、电、油的消耗增加，在能源危机和环境恶化日益显著的今天，怎样在发展经济的同时，减少环境污染，提高环保效果，是当今社会需要面对的一个难题。新能源的发展是一种解决能源危机、减少环境污染的有效途径。风力发电和太阳能发电以其特有的优势，越来越受到人们的重视，为了把发出的电尽快输送出去，可以让发电设备和用电设备距离近一些，那么在城市建筑物上建立发电设施便是一个很好的方案。城市建筑物上建立发电设施，一方面可以尽快满足城市用电的需要，另一方面还可以通过并网系统把多余的电输送出去，满足更多用电设备的需要。对于建筑物而言，也由原来单纯消耗电能转变为既消耗电能又生产电能，减少了用电高峰期电网的压力，为城市的可持续发展提供了方向。城市建筑物上建立风光互补发电系统有很大的意义，风光互补发电系统主要由发电设备、蓄电池、逆变器、控制器等组成，其中具有节能功能的控制器是整个系统的核心，其关键是在保证功能正常的情况下提高性价比，笔者将对基于风光电互补建筑节能控制器进行整体方案设计。 1 整体方案设计 一种具有风光电互补建筑节能发电系统，包括安装在建筑附近的蓄电池组，蓄电池组通过导线与电源适配器相连接，电源适配器通过导线分别与太阳能电池板和风力发电装置相连接。蓄电池组通过逆变器变换为常用的市电输入用电设备或并入电网，把电能输送出去。图1为风光电互补建筑节能发电系统整体框架结构图。 图1 风光电互补建筑节能发电系统整体框架结构图 所用的风力发电装置是通过风车叶片带动发电机实现发电的，每个风力发电装置规格均为12 v。所用的蓄电池组采用常规的铅酸蓄电池制成。风力发电装置安装在建筑物上部或者易于接收风力的地方。所用的太阳能发电装置（太阳能光伏组件）是通过光电转换或者光热电转换实现发电的，每块太阳能电池板规格均为12 v。太阳能电池板安装在建筑物上部的采光位置。 2 12V电源控制器设计 1)主电路设计。风力发电装置采用交流风力发电机，发出的交流电经过变压和稳压（防止电压过大）之后，经过相应的风力发电处理通道进入控制器：太阳能发电装置采用12 V太阳能电池板，经过太阳能发电处理通道进入控制器。两种发电设备发出的电经过共同处理，为蓄电池或直流负载和逆变器供电。图2为主电路原理图。主电路工作原理如下：风力发电装置发出的交流电由P1-3接口和P1-4接口进入风力发电处理通道，然后经4个二极管Di，D2，D6，D8整流得到直流电，其中一路经过保护二极管（防反充）D14，Dis和充电场效 2)控制电路设计。第71页图3为控制电路原理图。该控制电路存在以下3种工作状态。一是通过电压比较器测得发电电压在12 V以上，再通过采样电路在单片机的P1.0引脚采集到高电平，说明发电电压达到充电要求，可以充电，由单片机的P2.0引脚输出低电平，充电控制电路的继电器控制线圈通电，主电路接通，同时由P2.3驱动的发光二极管点亮，表示充电电路正在充电。二是通过电压比较器测得发电电压在12 V以下，再通过采样电路在单片机的P1.0引脚采集到低电平，说明发电电压没有达到充电要求。不能充电，由单片机的P2.0引脚输出高电平，充电控制电路的继电器控制线圈失电，主电路断开，同时由P2.3驱动的发光二极管熄灭（或不显示），表示充电电路不工作。三是通过电压比较器测得电池电压在13 V左右，再通过采样电路在单片机的P1.1引脚采集到低电平，说明电池电压已经充满，不能再继续充电，由单片机的P2.0引脚输出高电平，充电控制电路的继电器控制线圈失电，主电路断开，同时由P2.3驱动的发光二极管熄灭（或不显示），表示充电电路不工作。为了和常规充电器相匹配，在主电应管Q3，并经过滤波稳压保护措施之后给蓄电池充电（或者逆变输出）：另一路经过场效应管Qi和Q2给卸载电阻，当风力发电机输出电压过高（高于蓄电池的最高充电电压或蓄电池已充满），场效应管Qi和Q2导通把多余的电量卸载掉，同时通过测试点F断开风力发电装置的发电回路，停止对蓄电池充电。太阳能发电装置发出的直流电由P1F接口和P1-2接口进入太阳能发电处理通道，经过保护二极管（防反充）D13和D，进入充电场效应管Q：，和风力发电处理通道汇总到一块。测试点2可以控制充电主回路的通断，测试点3可以控制直流负载和逆变器的通断，可由相应控回路（单片机）控制。路和控制电路的基础上，引入常规充电部分，可以直接用市电进行充电。 图2 主电路原理图 3 程序设计 该程序设计采用分支结构程序设计，通过对条件是否满足的判断，产生两个分支，从而决定程序的流向。在此次设计中，通过判定单片机的P1.0引脚是否采集到低电平，从而判定是否需要充电。通过判定单片机的P1.1引脚是否采集到低电平，从而判定电池电压是否已经充满。整个电路通过继电器把主电路和控制电路连接起来。第71页图4为控制电路程序设计流程图。在基于风光电互补建筑节能控制器的设计基础上，还可以实现以下功能：建立光伏方阵和风力机组的发电量模型，在不同的环境下使用这种模型可以得到实时能量分布，并预测系统性能（例如发电功率与负载功率之间的匹配性、系统运行效率、控制策略的合理性等）。这对优化系统配置、提高系统可靠性具有很重要的意义，具体体现在以下3个方面：一是风能和太阳能都随环境的不同而变化，对太阳能和风能的转换装置进行研究，在确保项目正常运行的情况下，可以找到最佳的安装效果：二是以单个的太阳能和风能为两个独立变量（自变量），以总的能量输出为一个函数，提出系统的总体方案，并针对太阳能和风能的最优投入比例建立数学模型：三是建立系统的数学模型，并对核心部分的控制与管理系统提出切实可行的方案。 图3 控制电路原理图 图4 控制电路程序设计流程图 4 结束语 综上所述，用