【正文】 r measuring system to realize a switchable dual power that could supply power for digital voltmeter and digital ammeter. One mode supplies power for AC 220V, another supplies power for Scene plementary system (directcurrent output).⑷ datacollecting system that can switch power supplying patternTurning the voltage and current of wind and solar plementary system into electric signal of 05V by voltage transducer and current transducer and inputting them into data acquisition board to collect data. Realizing switchable dual power source to supply power for voltage transducer and current transducer. One mode supplies power for AC 220V, another supplies power for wind and solar plementary system (directcurrent output).Keywords: wind and solar system, measuring, data collecting, power generation目 錄第1章 緒論 1 1 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)介紹 1 1 2 2 3第2章 數(shù)字系統(tǒng)測(cè)量原理 5 5 5 6 6 7“V/T”積分型DVM 8“V/F”積分型DVM 9 10第3章 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 12 12 12 13 13 14 LM7805三端穩(wěn)壓器 14 AC 220V轉(zhuǎn)換為DC 5V作為供電電源 15 LM2576開(kāi)關(guān)型降壓穩(wěn)壓器 17 18 21第4章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 23 23 25 26 33 LM7812三端穩(wěn)壓器 34 AC 220V轉(zhuǎn)換DC 12V作為供電電源 35 36 36第5章 總結(jié)與展望 39 39 40參考文獻(xiàn) 41致謝 42畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 43第1章 緒論近幾年，我國(guó)的風(fēng)能、太陽(yáng)能應(yīng)用有了很大的發(fā)展，但在能源結(jié)構(gòu)中的比例仍然比較低。在第五屆國(guó)際太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)及光伏工程論壇上，國(guó)家科技部國(guó)際合作司副司長(zhǎng)陳霖豪在致辭中表示，2010年中國(guó)光伏電池產(chǎn)量達(dá)到八千兆瓦（8000MW），約占全球總產(chǎn)量一半，居世界首位[25]。⑶ 由于風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和保證率高，可以設(shè)計(jì)較低的光電真容量和蓄電池容量，是整個(gè)系統(tǒng)的成本下降。⑷ 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)比單獨(dú)的光伏或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)復(fù)雜多，需要解決其管理和控制問(wèn)題。⑵由于風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電電流為020A，超出了電流表的測(cè)量范圍，所以將電壓表與相應(yīng)的分流器（20A/75mV）并聯(lián)組成量程為020A的電流表。第2章 數(shù)字系統(tǒng)測(cè)量原理從廣義上說(shuō)，電子測(cè)量是泛指以電子科學(xué)技術(shù)為手段而進(jìn)行的測(cè)量，即以電子科技理論為依據(jù)，以電子測(cè)量?jī)x器和設(shè)備為工具，對(duì)電量和非電量進(jìn)行的測(cè)量。②輸出電路 輸出電路是將經(jīng)過(guò)數(shù)字電路運(yùn)算和處理之后的數(shù)字信號(hào)變換成模擬信號(hào)或開(kāi)關(guān)信號(hào)去推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)A/D（“模數(shù)”）工作原理的不同，有不同特性的DVM[8]。“V/T”積分型DVM基本原理：在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)用同一個(gè)積分器積分兩次，將被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換成與其成正比的時(shí)間間隔，用此間隔內(nèi)填充的標(biāo)準(zhǔn)脈沖數(shù)來(lái)反映被測(cè)電壓，故叫“V/T”變換型。工作原理：當(dāng)積分器輸出電壓Uint下降到EK時(shí)，比較器A2的輸出U0負(fù)跳變，使單穩(wěn)定是電路輸出一個(gè)寬度為t0的正脈沖，使K導(dǎo)通t0時(shí)間，將恒流源IR與積分器電流相加；在t0期間積分器反向充電（因設(shè)計(jì)保證Iimax=（Uimax/R）IR），Uint線性上升；當(dāng)t0結(jié)束時(shí)K截止，積分器在輸入電壓Ui作用向下正向充電，Uint下降，直至下降至EK時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，積分器再次反向充電。177。最后譯碼驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出顯示控制與驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部的LCD模塊顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。通常可以把AC 220V轉(zhuǎn)換為DC 5V，為電壓表和電流表供電。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流[9]。LM7805最大可以輸出1A的電流，內(nèi)部有限流式短路保護(hù)，短時(shí)間內(nèi)，例如幾秒鐘的時(shí)間，輸出端對(duì)地（2腳）短路并不會(huì)使7805燒壞。在指定輸入電壓和輸出負(fù)載條件下保證輸出電壓的177。對(duì)輸入電容而言，最重要的參數(shù)是耐壓和均方根電流（紋波電流）?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)R2來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。所以選擇肖特基二極管D1 MBR360。若電容值太大，反而會(huì)在某些情況（負(fù)載開(kāi)路、輸入端斷開(kāi)）對(duì)器件造成損害。保險(xiǎn)絲2是為了防止當(dāng)電壓表或電流表燒壞發(fā)生短路時(shí)，數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)的電流過(guò)大，將LM2576HVADJ芯片燒壞。電壓變送器是將被測(cè)直流電壓轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的直流電壓并隔離輸出模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的裝置。12V 準(zhǔn)確度%；%線性度%隔離耐壓1KV；3kV；1min溫度漂移100PPM/℃響應(yīng)時(shí)間15uS靜態(tài)電流25mA輸入頻響DC工作溫度范圍10℃~+70℃儲(chǔ)存溫度范圍25℃~+85℃圖42 直流電壓變送器JLDA4U2P8電流變送器是采用霍爾效應(yīng)原理將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成一電壓的裝置，工作原理如下：初級(jí)繞組繞在徑向開(kāi)有缺口的環(huán)型（矩形等）鐵芯上，霍爾元件置于缺口中。5V負(fù)載阻抗電壓輸出≥10k?工作電壓177。數(shù)據(jù)采集卡MPS010601上有3個(gè)單片機(jī)，兩個(gè)c8051f020和1個(gè)cy7c60813a。圖48數(shù)據(jù)采集卡各輸入通道的零點(diǎn)漂移值 說(shuō)明：每個(gè)通道的零點(diǎn)漂移值是不同的，是由各個(gè)通道自身決定的，與外界條件無(wú)關(guān)，是不可避免的系統(tǒng)誤差。誤差是由于數(shù)據(jù)采集卡各通道的零點(diǎn)漂移造成的，是不可避免的系統(tǒng)誤差，在允許范圍內(nèi)。內(nèi)含過(guò)流、過(guò)熱和過(guò)載保護(hù)電路。7812前面的字母可能會(huì)因生產(chǎn)廠家不同而不同。當(dāng)指示燈亮?xí)r，表明供電系統(tǒng)工作正常，給電壓變送器和電流變送器供電。由于我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源豐富，所以風(fēng)能、太陽(yáng)能必將在我國(guó)未來(lái)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占有更大的比重。滿足電壓表變送器和電流變送器額定工作電壓。當(dāng)開(kāi)關(guān)達(dá)到“交流”檔，由交流模式AC 220V為變送器供電，當(dāng)打到“自身”檔，由另一種模式即被測(cè)風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)（直流輸出）為變送器供電。參考文獻(xiàn)[1] 黃毅城，大力發(fā)展風(fēng)電[J]，電網(wǎng)與清潔能源，2008,24（）：12.[2] 王治新、劉力群、張華強(qiáng)，風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)及應(yīng)用新進(jìn)展[J]，電網(wǎng)與清潔能源，2008，24（）。成老師的治學(xué)態(tài)度以及求實(shí)去偽的研究方法，將對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。剛拿到本題目，由于在本科階段學(xué)習(xí)的課程幾乎沒(méi)有涉及到太陽(yáng)能、風(fēng)能的相關(guān)知識(shí)，所以覺(jué)得難度很大。在搭建電路的過(guò)程中，也會(huì)遇到一些困難，比如輸出電壓不穩(wěn)定，輸出電壓不能滿足負(fù)載等。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的過(guò)程中，從理論到實(shí)踐，我的能力有了很大的提高。這個(gè)動(dòng)手的過(guò)程，讓我學(xué)會(huì)了耐心、細(xì)心的工作，也讓我認(rèn)識(shí)了研究設(shè)計(jì)性課題的工作過(guò)程和研究方法。由于專(zhuān)業(yè)的關(guān)系，對(duì)于電路和數(shù)據(jù)采集方面的知識(shí)也欠缺不少。我認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作。[6] 普子恒、倪浩、黃楊玨，淺析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)及其應(yīng)用前景，科研探索與知識(shí)創(chuàng)新.[7] 古天祥、王厚軍、[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006.[8] [9]LM7805中文資料[10]LM2576中文資料[11] 張永良，[J].2005(6)，118119 [12] [13]LM7812中文資料致謝本文在我的導(dǎo)師成珂副教授的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。將當(dāng)天的實(shí)際發(fā)電量與理論發(fā)電量相對(duì)比，修正風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量計(jì)算公式，找出不同天氣狀況與發(fā)電量之間的聯(lián)系。所以變化范圍較大，但可滿足負(fù)載額定工作電壓。變化177。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)有總開(kāi)關(guān)（圖中的彈簧開(kāi)關(guān)），在將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接入風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是，先應(yīng)斷開(kāi)彈簧開(kāi)關(guān)。最后在C2兩端接一個(gè)輸出電源的插針，就可以用于與負(fù)載相連，提供12V直流電。整流后就得到一個(gè)電壓波動(dòng)很大的直流電源，所以在這里接一個(gè)330uF/25V的電解電容?？紤]到風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)本身就可以為負(fù)載供電，所以可以把風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)作為供電電源，即風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)不僅是數(shù)據(jù)系采集統(tǒng)測(cè)采集電電流和發(fā)電電壓的對(duì)象，也為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作提供DC 12V電源。用每個(gè)通道的的輸入信號(hào)減去該通道的零點(diǎn)漂移值，這樣就修正了數(shù)據(jù)采集卡所采集的電壓值，使其更為準(zhǔn)確。這個(gè)誤差是由于數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)輸入通道的零點(diǎn)漂移造成的。根據(jù)要求，選取數(shù)據(jù)采集卡的信息如下：表43 數(shù)據(jù)采集卡項(xiàng)目參數(shù)及相關(guān)信息產(chǎn)品型號(hào)MPS010601生產(chǎn)廠家莫非電子模擬輸入通道2路差分（同步）、4路差分（多路掃描）、8路差分（多路掃描）輸入端口耐壓177。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電的最大電流是20A，而數(shù)據(jù)采集卡的輸入信號(hào)必須是05V的電壓信號(hào)，因此需要將020A的發(fā)電電流轉(zhuǎn)換成05V的電信號(hào)輸入數(shù)據(jù)采集卡，完成數(shù)據(jù)采集工作。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電的最大電壓是60V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了數(shù)據(jù)采集卡的信號(hào)輸入的范圍，因此需要將060V的發(fā)電電壓轉(zhuǎn)換成05V的電信號(hào)輸入數(shù)據(jù)采集卡，完成數(shù)據(jù)采集工作。電壓變送器和電流變送器需要外加DC 12V的電源供電。通過(guò)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)兩種不同供電方式間的切換。參考LM2576說(shuō)明書(shū)中給出的典型應(yīng)用的例子——可調(diào)節(jié)輸出電壓電路，選擇100μH的電感。5腳輸入電平與TTL電平兼容。 LM2576HVADJ芯片的輸入電壓為060V，最大輸入電壓為63V。4%； ③； ④輸入電壓范圍廣，40V至HV型號(hào)的60V（LM2576最大電源電壓為45V，LM2576HV最大電源電壓為63V）； ⑤需要4個(gè)外部器件支持； ⑥52kHz固定頻率內(nèi)部震蕩器。 圖37 AC 220V轉(zhuǎn)DC 5V電路圖 圖38a 試驗(yàn)AC 220V轉(zhuǎn)