【正文】 ewable energy, The power technology of solar energy and wind attack world’s attention. Because of wind power and solar power system under external conditions, and only by independent wind or solar power systems often hard to ensure the continuity and consistency of power system therefore, using hybrid power system of plementary scenery to plement each other, realize the continuous, stable power supply. This design mainly for small windlight plementary system of battery charging and discharging control module and inverter module for the design and simulation. The conventional charge controller on the market today on the battery charge and discharge control is unreasonable, and its protection is also inadequate, which makes the battery life to shorten. To solve this problem, the design identifies a solar charge controller based on single chip solution. In the solar energy to battery charge and discharge means, the controller of the functional requirements and the practical application aspects ,making some analysis, pleted the hardware circuit design and software development, to achieve the high efficiency of the battery management. In the inverter part ,the paper use PWM inverter link, and the control chip is PIC16F73,this makes the system simple. In the software design, the paper uses the transient voltage feedback and meanwhile, increase circuit protection function, the paper also elaborates the overall framework of software design and displays program code. Finally, the paper uses single chip puter simulation software the Proteus simulink the system and gives the simulation principle diagram and waveform. Keyword: Wind and PV hybrid。在太陽能對蓄電池的充放電方式、控制器的功能要求和實際應用方面做了一定分析，完成了硬件電路設計和軟件編制并通過 proteus仿真軟件進行仿真，實現(xiàn)了對蓄電池的高效率管理。人類需要解決能源問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只能依靠科技進步，大規(guī)模開發(fā)利用可再生能源和 新能源。而太陽能和風能被看做是最具有代表性的新能源和可再生能源， 由于風力發(fā)電和太陽能發(fā)電系統(tǒng)均受到外部條件的影響，光靠獨立的風力或太陽能發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)常會難以保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性，因此，在 采用風光互補的混合發(fā)電系統(tǒng)來進行相互補充，實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定地供電 。 逆變環(huán)節(jié)采用 PWM調(diào)制方式，控制芯片為 PIC16F73，簡化了驅(qū)動電路設計。 Wind power。 附錄 2 PWM 波形產(chǎn)生源程序 .................................................................. 錯誤 !未定義書簽。解決能源危機可以有如下三種辦法：一是提高燃燒效率以減少能源消耗，實現(xiàn)清潔煤燃料以減少污染；二是開發(fā)新能源，積極利用可再生能源；三是開發(fā)新材料、新工藝，最大限度地實現(xiàn)實現(xiàn)節(jié)能。它具有無污染、無噪聲、安全可靠、故障率低、維護簡單、建設周期短等優(yōu)點。風能是太陽能的一種 轉(zhuǎn)換形式，是一種重要的自然能源，一起蘊藏量巨大、可以再生、分布廣泛以及沒有污染等優(yōu)勢而在各國發(fā)展迅速。 1873 年，英國科學家 WilouzhbySmith 觀察到對光敏感的硒材料，并推斷出在光的照射下硒導電能力的增加正比與光通量。始于 20 世紀 50 年代的空間發(fā)展計劃成為光伏發(fā)電技術的第一個主要應用對象，而且光伏技術的發(fā)展也成為整個空間技術發(fā)展計劃的一部分，對光伏技術的發(fā)展起到了巨大的推動作用。近 20 年來，美國、丹麥等國家投入了大量的人力、物力和財力 研究可以商業(yè)運營的風力機，取得了突破性的進展。目前，百千瓦級風機已經(jīng)商品化，投入批量生產(chǎn)，兆瓦級機組也正小批量生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計全球風能潛力約為目前全球用電量的 5 倍。這些優(yōu)惠政策，促進了風力商品化進程，這也是以上 3 個國家能成為世界上風電生產(chǎn)大國的 一個主要原因。國際能源專家預言： 21 世紀是風力發(fā)電的世紀。盡管太陽能和風力發(fā)電蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 72kw 風光互補發(fā)電系統(tǒng)設計光伏發(fā)電部分 有上述眾多優(yōu)勢，但是作為獨立供電設備二者均存在一定的局限性。同時大部分地區(qū)正午太陽光強的時候一般沒有風，而在夜間沒有太陽光照的時候風力則相對較強。該系統(tǒng)是集風能、太陽能及蓄電池等多種能源發(fā)電技術及系統(tǒng)智能控制技術為一體的復合可再 生能源發(fā)電系統(tǒng)。 太陽能光電池板：采用 100W/14V ， ㎡的硅光電池，它能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，屬 于一種半導體元件，它的特點：它是轉(zhuǎn)換效率高達 15%的單晶硅太陽能電池板。 微機控制系統(tǒng)：微機控制系統(tǒng)是整個設計的核心內(nèi)容。 逆變器：逆變系統(tǒng)是把 蓄電池中的直流電變成標準的 220V 交流電，保證交流電在設備的正常使用。目前世界各國正在研究的太陽電池主要有單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽電池。 太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換是應用 PN 結(jié)的光伏效應 （ Photovoltaic Effect）。 當光子所攜帶的能量大于禁帶（ Band Gap）能量時，電子由價電帶（ Valence Band）躍遷至導電帶（ Conduction Band）而產(chǎn)生所謂的 “ 電流 ” ，所以當光子所攜帶的能量若大于禁帶能量時，便可以通過光電子轉(zhuǎn)換成電能。 太陽能電池相當于具有與受光面平行的極薄 PN 結(jié)的大面積的等效二極管，因此可以假設太陽能電池為一個二極管與太陽光電流發(fā)生源所并聯(lián)的等效電路，如圖 32所示。 太陽能電池陣列的具體設計步驟如下： 計算負載 24h 消耗容量 P。 鎘鎳 (ＧＮ )和鉛酸 (ＣＳ )蓄電池的單體浮充電壓分別為 ～ 和 。 WP=IPUP （７） 根據(jù) VP、 WP 在硅電池平板組合系列表格，確定標準規(guī)格的串聯(lián)塊數(shù)和并聯(lián)組數(shù)。太陽電池陣列額定功率的單位為 “峰瓦 ”，記以 “WP”。按每日有效日照時間為 6 小時計算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應為 888Wh/6h/70%=210W。下面先從系統(tǒng)層次原理圖入手，對系統(tǒng)原理進行詳細的分析，然后再對具體電路地進行一一介紹。 VCCGNDPWMFUZAI充放電模塊充放電電路 .SchDocVCCGNDPWMFUZAIAD[0..7]CSADWRRD2728TXDRXD控制器和顯示模塊STC 單片機最小系統(tǒng)設計 .SchDocVCCGNDAD[0..7]CSADWRRDAD 模塊AD 轉(zhuǎn)換 .SchDocVCCGNDSCKSDA數(shù)據(jù)保存模塊E2PROM 存儲電路 .SchDocVCCGNDPCRXDPCTXD串口調(diào)試模塊RS232 串口通信 .SchDoc 圖 41 系統(tǒng)原理圖 最后通過通信模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送和保存。 使用 STC 公司高密度非易失性 高加密性 存儲器技術制造 ， 與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 。另外， STC89C52 具有低功耗設計， 支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 而且 STC89C52 的工作頻率很寬，可以在 0~35MHz之間選擇，芯片具有超強抗干擾性，加密性強。片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在 ~12MHz 之間選取。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機從0000H 單元開始執(zhí)行程序。按鈕復位是當按鈕按下后，電源通過電阻R14 施加到復位端上，實現(xiàn)單片機復位。 （ 3）工作狀態(tài)指示燈電路 本設計可以時刻檢測蓄電池電壓，為了更好的進行監(jiān)控，要對整個電路的工作狀態(tài)進行指示，這是很有必要的。 330R23LED1LED2LED3330R24330R25VCCLED1LED2LED3 LS1BellVCCQ5NPN85501KR26beep 圖 44 工作狀態(tài)指示燈電路 圖 45 蜂鳴器報警電路 （ 4）蜂鳴器報警電路 報警電路采用蜂鳴器來發(fā)出報警聲音，由于 STC89C52 輸出引腳 的驅(qū)動能力較弱，所以蜂鳴器要加三極管 進行 驅(qū)動 。二極管 D1 是為了 防止 反充，當陰天或晚上蓄電池的電壓高于太陽能電池 板 的電壓時， D1 就生效 ，可以防止蓄電池電流流向太陽能電池板 。設計中采用 IRL2703 N 溝道 MOSFET 管， N 溝道 MOSFET 的導通電壓 Vth0。圖中穩(wěn)壓管 D2 用來對蓄電池進行穩(wěn)壓作用。 光耦 驅(qū)動 電路 為了增加系統(tǒng)的可靠性，本設計用光電耦 合器實現(xiàn)單片機控制電路和充放電電路的隔離。 M0S 管 Q2 控制著放電電路，其原理與 Q1 相似。因為蓄電池電壓的采集轉(zhuǎn)換在系統(tǒng)中極為重要 ，所以下面對所選 ADC0804 芯片及在本系統(tǒng)中是典型連接電路予以介紹。 ADC0804 為一只具有 20引腳 并行 8位 CMOS工藝逐次比較型 的 集成 A/D 轉(zhuǎn)換器， 其規(guī)格如下： (1) 高阻抗狀態(tài)輸出 ， 分辨率： 8 位 (0~255) (2) 存取時間： 135 us ； 轉(zhuǎn)換時間： 100 us (3) 總誤差： 正負 1LSB 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 182kw 風光互補發(fā)電系統(tǒng)設計光伏發(fā)電部分 (4) 工作溫度： 0 度 ~70 度； (5) 模擬輸入電壓范圍： 0V~5V (6) 參考電壓： ； 工作電壓： 5V (7) 輸出為 三態(tài)結(jié)構，可直接連接在數(shù)據(jù)總線上。 WR — 用來啟動轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當于 ADC 的轉(zhuǎn)換開始（ CS =0 時），當 WR 由 1 變?yōu)? 0 時，轉(zhuǎn)換器被清除：當 WR 回到 1 時，轉(zhuǎn)換正式開始。 DB0~DB7— 三態(tài)特性數(shù)字信號輸出端 . VCC: 電源供應以及作為電路的參考電壓 . 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 192kw 風光互補發(fā)電系統(tǒng)設計光伏發(fā)電部分 ADC0804 外圍接線電路 （ 1） 電壓采集電路 如 圖 49 所示，電壓采集電路使用兩個串聯(lián)的電阻，大小比例為 2:1，然后并聯(lián)在需要檢測的電壓兩端，從兩個電阻中間采集電壓。 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 202kw 風光互補發(fā)電系統(tǒng)設計光伏發(fā)電部分 蓄電池的電壓采集信號 ADIN 從 6 腳引入， 在內(nèi)部采集轉(zhuǎn)換后，從數(shù)字輸出端輸出到單片機的 P1 口，通過讀 P1 口數(shù)據(jù)，便可以得到蓄電池的電壓，實現(xiàn)實時在線檢測。從芯片手冊中，可以得到 1602 液晶的主要技術資料，如表 41 所示，通過此表我們可以知道 1602工作電壓和顯示容量，可以驗證設計選擇的是否合適。10% 3 VO 液晶 顯示對比度調(diào)節(jié)端 用于調(diào)節(jié)對比度 4 RS 寄存器選擇信號 H:數(shù)據(jù)寄存器 L:指令寄存器 5 R/W 讀 /寫信號 H:讀 L:寫 6 E 片選信號 下降沿觸發(fā) ,鎖存數(shù)據(jù) 714 DB0DB7 數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)傳輸 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 212kw 風光互補發(fā)電系統(tǒng)設計光伏發(fā)電部分 123456789101112131415161602LCDVCCR2110kR