一种风光互补发电系统测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种风光互补发电系统测试装置，属于风光互补发电技术领域。该装置包括控制柜、蓄电池组、太阳能电池板、直流负载路灯、双MCU风光互补控制器、三相交流电动机、三相交流发电机和机架平台，控制柜上设有显示器和交-直-交变频器；所述双MCU风光互补控制器分别由两个MCU协同工作来进行电能输入与处理控制和电能输出控制，大大降低了产品制造成本；该测试装置可提供风光互补发电系统各种环境条件的全覆盖测试和实时数据采集与处理；该测试方法能测试和统计双MCU风光互补控制器运行参数及发电系统运行参数。

【技术实现步骤摘要】
一种风光互补发电系统测试装置
本专利技术涉及一种风光互补发电系统测试装置，属于风光互补发电

技术介绍
在能源问题日益凸显的今天，新能源的开发和利用得到各国政府和企业越来越多的关注和青睐，而其中，风光互补发电系统因其无污染、可再生、储量丰富并且具有很强的互补发电性等优势而被广为开发利用。现有风光互补发电控制器均采用单一MCU，为实现较好的性能要求，则存在控制器产品制造成本较高、控制算法编制相对复杂及产品使用维护较困难等问题。目前，风光互补发电控制器在设计完成、制作样品至投产之前，一般都是通过人工抽样完成简单测试。由于环境及操作的模拟条件有限，因而造成效率低，数据覆盖面窄，测试数据结果很难作为产品生产的最终指导依据，给批量投产带来风险。针对相关技术中采用双MCU的风光互补发电控制器来降低产品制造成本，以及风光互补发电系统测试效率低、数据覆盖面窄等问题，目前尚未有人提出解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风光互补发电系统测试装置，该装置包括控制柜1、蓄电池组13、太阳能电池板14、直流负载路灯15、双MCU风光互补控制器16、三相交流电动机17、三相交流发电机19和机架平台20，控制柜1上设有显示器5和交-直-交变频器10，控制柜1的串口和双MCU风光互补控制器16连接，双MCU风光互补控制器16分别和蓄电池组13、太阳能电池板14、直流负载路灯15、三相交流发电机19连接，三相交流发电机19和三相交流电动机17通过机械传动装置18连接并被固定在机架平台20上。所述控制柜1上设有控制柜电源开关2、运行指示灯3、故障指示灯4、变频器模式设置键6、变频器运行键7、变频器变频调速开始运行键8、变频器变频调速停止运行键9、变频器10、变频器变频调速减速设置键11、变频器变频调速加速设置键12。所述变频器10对三相交流电动机17进行调速控制并带动三相交流发电机19旋转构成风力发电模拟系统；太阳能电池板14通过人工改变光照条件以构成太阳能模拟发电系统。本专利技术所述变频器10是交-直-交变频器。本专利技术所述的风光互补控制器是由双MCU共同控制实现，具有最大功率点跟踪功能，带有手动/自动两种刹车模式，有多种工作模式可供用户选择，工作模式通过双位数码管显示，能对蓄电池的过充和过放进行保护，智能控制器印刷电路板内置于金属外壳内，按键和显示灯人机交互功能简单而不失方便。所述的太阳能电池板14是多晶硅太阳能电池，额定功率为120W，最大功率点电压17.4V。所述的蓄电池13组采用铅酸蓄电池，本专利技术选取容量为100Ah的阀控式密封胶体蓄电池作为系统的储能设备，具有容量大、价格低、自放电率低、结构紧凑、安全性高、寿命长等优点。所述的直流负载路灯15选取额定功率为30W的白光LED灯作为系统的照明负载，保证极端天气出现时，系统仍能够稳定工作数十小时。本专利技术所述的风力发电模拟系统又包括三个组件：变频器10、三相交流电动机17、三相交流发电机19。本专利技术所述的显示器5是一台计算机，双MCU风光互补控制器16通过RS232通信接口与计算机相连，可以实时显示三相交流发电机19的电压、蓄电池组电压、太阳能电池板电压和蓄电池充电状态。本专利技术所述双MCU风光互补控制器16包括通信电路Ⅰ21、晶振电路Ⅰ22、看门狗电路Ⅰ23、ICSP程序下载电路Ⅰ24、智能升压电路25、太阳能电池电压信号采集电路26、风机整流后电压信号采集电路27、智能升压驱动电路28、风机整流电路29、刹车电路30、蜂鸣器指示/报警电路31、ICSP程序下载电路Ⅱ32、蓄电池电压信号采集电路33、通信电路Ⅱ34、看门狗电路Ⅱ35、晶振电路Ⅱ36、人机接口37、两位数码管接口38、数码管驱动电路39、键盘接口电路40、控制接口41、LED指示电路42、两路负载接口电路43、升压/刹车接口44、通信接口45、电压数据采集端口46、主控MCU芯片47、两路负载接口48、从控MCU芯片49，通信电路Ⅰ21、晶振电路Ⅰ22、看门狗电路Ⅰ23、ICSP程序下载电路Ⅰ24和主控MCU芯片47连接；主控MCU芯片47的两个PWM波输出管脚升压/刹车接口44分别与智能升压驱动电路28和刹车电路30相连；主控MCU芯片47的四个I/O口电压数据采集端口46分别与智能升压电路25、风机整流后电压信号采集电路27、太阳能电池电压信号采集电路26、蓄电池电压信号采集电路33相连；主控MCU芯片47与通信接口45连接，从控MCU芯片49与通信电路Ⅱ34连接，通信电路Ⅱ34与通信接口45连接；蜂鸣器指示/报警电路31、ICSP程序下载电路Ⅱ32、蓄电池电压信号采集电路33、看门狗电路Ⅱ35、晶振电路Ⅱ36、两路负载接口48分别与从控MCU芯片49相连；从控MCU芯片49的人机接口37和控制接口41连接，控制接口41并分别与键盘接口电路40、LED指示电路42、两位数码管接口38连接；两路负载接口48与两路负载接口电路43相连，智能升压驱动电路28和智能升压电路25连接，风机整流电路29和智能升压电路25连接，智能升压电路25和电压信号采集电路27连接。所述通信电路Ⅰ21通过芯片MAX232与主控MCU芯片47的管脚1和管脚44相连，晶振电路Ⅰ22通过OSC1_1和OSC2_1两个管脚与主控MCU芯片47直接相连；看门狗电路Ⅰ23通过标号为WD2和MCLR_1的两条线路与主控MCU芯片47相连。所述主控MCU芯片47通过管脚24-27与通信接口45连接，从控MCU芯片49通过管脚24-27与通信电路Ⅱ34连接，通信接口45与通信电路Ⅱ34EPROM93LC66连接，实现两MCU间的通信。所述蜂鸣器指示/报警电路31通过与从控MCU芯片49的8管脚RBO相连；蓄电池电压信号采集电路33与从控MCU芯片49的19管脚、主控MCU芯片47的22管脚连接；看门狗电路Ⅱ35通过WD1和MCLR两条线和从控MCU芯片49相连接；晶振电路Ⅱ36与从控MCU芯片49的OSC1和OSC2两管脚相连，从控MCU芯片49的35管脚和36管脚与两路负载接口48相连，两路负载接口48与两路负载接口电路43相连，数码管驱动电路39通过sel1和sel2和两位数码管接口38连接。主控MCU芯片47PIC16F877A与晶振电路Ⅰ22构成主控MCU单片机的最小系统；同理，从控MCU芯片49PIC16F877A与晶振电路Ⅱ36构成从控MCU单片机的最小系统；主控MCU芯片和从控MCU芯片的看门狗电路分别是看门狗电路Ⅰ23和看门狗电路Ⅱ35，采用的芯片都是MAX813，防止系统程序跑飞，实现强制复位功能；主控MCU芯片和从控MCU芯片分别采用ICSP程序下载电路Ⅰ24和ICSP程序下载电路Ⅱ32，实现程序的下载和系统更新功能；通信电路Ⅰ21采用芯片MAX232，通过主控MCU实现该风光互补智能控制器与上位机计算机的通信；而主控MCU芯片47与从控MCU芯片49之间通过通信电路Ⅱ34，采用EPROM芯片93LC66，由通信接口45连接，实现双MCU之间的通信。系统控制所需的太阳能电池升压后的电压值、风机整流后的电压值、太阳能电池直接输出电压和蓄电池电压，分别通过智能升压电路25、风机整流后电压信号采集电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风光互补发电系统测试装置，其特征在于该装置包括：控制柜（1）、蓄电池组（13）、太阳能电池板（14）、直流负载路灯（15）、双MCU风光互补控制器（16）、三相交流电动机（17）、三相交流发电机（19）和机架平台（20），控制柜（1）上设有显示器（5）和交‑直‑交变频器（10），控制柜（1）的串口和双MCU风光互补控制器（16）连接，双MCU风光互补控制器（16）分别和蓄电池组（13）、太阳能电池板（14）、直流负载路灯（15）、三相交流发电机（19）连接，三相交流发电机（19）和三相交流电动机（17）通过机械传动装置（18）连接并被固定在机架平台（20）上。

【技术特征摘要】
1.一种风光互补发电系统测试装置，其特征在于该装置包括：控制柜（1）、蓄电池组（13）、太阳能电池板（14）、直流负载路灯（15）、双MCU风光互补控制器（16）、三相交流电动机（17）、三相交流发电机（19）和机架平台（20），控制柜（1）上设有显示器（5）和交-直-交变频器（10），控制柜（1）的串口和双MCU风光互补控制器（16）连接，双MCU风光互补控制器（16）分别和蓄电池组（13）、太阳能电池板（14）、直流负载路灯（15）、三相交流发电机（19）连接，三相交流发电机（19）和三相交流电动机（17）通过机械传动装置（18）连接并被固定在机架平台（20）上；控制柜（1）上设有控制柜电源开关（2）、运行指示灯（3）、故障指示灯（4）、变频器模式设置键（6）、变频器运行键（7）、变频器变频调速开始运行键（8）、变频器变频调速停止运行键（9）、变频器（10）、变频器变频调速减速设置键（11）、变频器变频调速加速设置键（12）；变频器（10）对三相交流电动机（17）进行调速控制并带动三相交流发电机（19）旋转构成风力发电模拟系统；太阳能电池板（14）通过人工改变光照条件以构成太阳能模拟发电系统；所述双MCU风光互补控制器（16）包括通信电路Ⅰ（21）、晶振电路Ⅰ（22）、看门狗电路Ⅰ（23）、ICSP程序下载电路Ⅰ（24）、智能升压电路（25）、太阳能电池电压信号采集电路（26）、风机整流后电压信号采集电路（27）、智能升压驱动电路（28）、风机整流电路（29）、刹车电路（30）、蜂鸣器指示/报警电路（31）、ICSP程序下载电路Ⅱ（32）、蓄电池电压信号采集电路（33）、通信电路Ⅱ（34）、看门狗电路Ⅱ（35）、晶振电路Ⅱ（36）、人机接口（37）、两位数码管接口（38）、数码管驱动电路（39）、键盘接口电路（40）、控制接口（41）、LED指示电路（42）、两路负载接口电路（43）、升压/刹车接口（44）、通信接口（45）、电压数据采集端口（46）、主控MCU芯片（47）、两路负载接口（48）、从控MCU芯片（49），通信电路Ⅰ（21）、晶振电路Ⅰ（22）、看门狗电路Ⅰ（23）、ICSP程序下载电路Ⅰ（24）和主控MCU芯片（47）连接；主控MCU芯片（47）的两个PWM波输出管脚通过升压/刹车接口（44）分别与智能升压驱动电路（28）和刹车电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨承志，单亚洲，王辉，张文博，孙浩，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53