风光互补路灯控制器的研制

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着十分重要的作用,太阳能和风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。风光互补发电,可弥补单独风力和太阳能发电供电的缺点。风光互补发技术应用领域广泛,可用于通讯中继站、市政亮化等场合。因此对风光互补发研究具有重要的理论意义和实用价值。本文在研究风光互补技术的基础上,将其应用于路灯照明系统中,主要工作如下: 首先分析了风光互补路灯控制器的结构,研究了风光互补路灯控制器各个组成部分的工作原理及其运行特性。 其次分析了风力发电、光伏发电以及蓄电池充电的控制策略,研究太阳能和风能最大功率跟踪原理及其电路实现方法,采用双输入DC-DC直流变换器来实现太阳能和风能两路输入,并同时实现最大功率跟踪的控制方案。 然后设计了一个以ATmega8单片机为核心的风光互补路灯控制器,对DC-DC变换电路、电压电流采样电路、驱动电路、电源电路、卸荷电路等模块电路进行了硬件设计;在软件方面,给出了软件流程图,包括主程序、太阳能和风力发电子程序及扰动观察法子程序等,并采用功能模块设计的方法,对AD采样、PWM控制、光伏充电、风机充电、卸荷保护、状态显示和过放保护等进行了软件编程。 最后对控制器进行了实验调试,实验结果表明本文研究开发的风光互补路灯控制器结构简单,能够实现太阳能和风能的两路输入,满足蓄电池分段式充电以及过充、过放保护的要求,测试和试验结果验证了系统设计及相关软硬件设计的可行性。