【導讀】通過學習有關風光互補發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能等相關知識，針對風光互補發(fā)電系統(tǒng)，設計數(shù)字測量系統(tǒng)，實時測量風光互補發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電電壓和發(fā)電電流。同時，設計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對風光互補發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電電壓和發(fā)電電流經(jīng)行采集輸入計算機，為之后分析處理做準備。第1-2周英文翻譯；第3周查閱參考資料并完成畢業(yè)設計任務書；第11-12周設計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路圖；第13-15周購買相關元器件，搭建設計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實驗電路；第16周撰寫論文；第17周制作PPT，準備答辯；[1]黃毅城，大力發(fā)展風電[J]，電網(wǎng)與清潔能源，2008,24（）：1-2.[3]孟克其勞，賈大江，王利平。用LM78XX系列單端穩(wěn)壓器設計輸入電壓為AC220V，輸出電壓為DC12V和DC15V穩(wěn)壓電路，為電流表、電壓表和電壓變送器、電流變送器供電。同時實現(xiàn)可切換的雙電源為直流電壓變送器和直流電流變送器供電。一種模式為AC220V供電，另一種模式為被測風光互補系統(tǒng)供電。

　　

【正文】 率，但它所消耗的功率很小，與其他負載所消耗的電功率相比，可忽略不計，不影響風光互補發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。最后為了系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定工作，將上述兩種供電模式相結(jié)合為測量系統(tǒng)供電，兩種供電模式可自由切換。 LM7812三端穩(wěn)壓器LM7812系列三端正穩(wěn)壓電路,一般使用的是TO220 封裝，能提供DC 12V固定的輸出電壓，應用范圍廣。內(nèi)含過流、過熱和過載保護電路。[12]。 圖414 LM7812外形及引腳排列圖415 LM7812內(nèi)部電路圖 AC 220V轉(zhuǎn)換DC 12V作為供電電源工作原理：圖416 AC 220V轉(zhuǎn)DC 12V作為供電電源工作原理框圖從417電路圖看，220V的交流電通過一個220V轉(zhuǎn)15V的變壓器，轉(zhuǎn)變?yōu)?5V的交流電。在變壓器后面，由全橋整流模塊，將15V的交流電整流為直流電。整流后就得到一個電壓波動很大的直流電源，所以在這里接一個330uF/25V的電解電容。電容C1后面并聯(lián)了1kΩ的電阻R1和一個發(fā)光二極管，電阻R1的作用是防止發(fā)光二極管被燒壞，發(fā)光二極管的作用是顯示電路的工作狀態(tài)，二極管亮時電路正常工作。 變壓器輸出端的15V電壓經(jīng)橋式整流并電容濾波，在電容C1兩端大約會有21V左右的電壓，假如從電容兩端直接接一個負載，當負載變化或交流電源有少許波動都會使C1兩端的電壓發(fā)生較大幅度的變化，因此要得到一個比較穩(wěn)定的電壓，在這里接一個三端穩(wěn)壓器的元件。因為需要輸出12V的電壓，所以選用LM7812穩(wěn)壓芯片。7812前面的字母可能會因生產(chǎn)廠家不同而不同。LM7812最大可以輸出1A的電流，內(nèi)部有限流式短路保護，短時間內(nèi)，例如幾秒鐘的時間，輸出端對地（2腳）短路并不會使7812燒壞。三端穩(wěn)壓器后面即一個105電容（1μF），這個電容具有濾波和阻尼的作用。濾波可以濾除交流噪聲使輸出電流更平穩(wěn)，阻尼可以減小電源內(nèi)部高頻內(nèi)阻。最后在C2兩端接一個輸出電源的插針，就可以用于與負載相連，提供12V直流電。圖417 AC 220V轉(zhuǎn)DC 12V作為供電電源電路圖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中風光互補發(fā)電系統(tǒng)作為供電電源的設計與測量系統(tǒng)中風光互補發(fā)電系統(tǒng)作為供電電源的設計，工作原理和結(jié)構(gòu)設計均相同，只需要改變可調(diào)電阻，將輸出調(diào)為12V即可，在此不再累述圖418 風光互補發(fā)電系統(tǒng)作為供電電源電路圖如圖418數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整體布局圖所示，將AC 220V轉(zhuǎn)DC 12V電路和60V電降壓DC 12V電路用雙刀雙擲開關相連接，為電壓變送器和電流變送器提供5V電源。通過雙刀雙擲開關可實現(xiàn)兩種不同供電方式間的切換。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，設有指示燈。當指示燈亮時，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。數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)內(nèi)，在雙刀雙開關和LM2576HVADJ芯片前，加了熔斷保險絲。保險絲1是為了防止風光互補發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電電流過大，導致流過LM2576HVADJ芯片的電流過大，將芯片燒壞。保險絲2是為了防止當電壓表或電流表燒壞發(fā)生短路時，數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)內(nèi)的電流過大，將LM2576HVADJ芯片燒壞。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設有總開關（圖中的彈簧開關），在將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接入風光互補發(fā)電系統(tǒng)是，先應斷開彈簧開關。待連接好后，確保各部分連接正確后，關閉彈簧開關，使風光互補發(fā)電系統(tǒng)正常工作（給蓄電池充電），同時通過采集采集系統(tǒng)對風光互補發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電電壓和發(fā)電電流進行數(shù)據(jù)采集。 將風光互補發(fā)電系統(tǒng)的輸出端接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端，將蓄電池接到數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的輸出端，切換雙刀雙擲開關，選擇相應的供電方式，便可采集風光發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電電流和發(fā)電電壓并輸入計算機，用計算機將采集到的數(shù)據(jù)做分析和處理。圖419 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整體布局圖420 數(shù)據(jù)采集實驗圖第5章 總結(jié)與展望風能、太陽能不僅是可再生能源，又對環(huán)境沒有污染，是清潔的新能源。由于我國風能、太陽能資源豐富，所以風能、太陽能必將在我國未來的能源消費結(jié)構(gòu)中占有更大的比重。風光互補發(fā)電系統(tǒng)作為一種綜合利用風能、太陽能的新型裝置，也將會被大量的采用。為了保證風光互補發(fā)電系統(tǒng)的正常工作，對風光互補發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的測量與采集工作，就顯得尤為重要。經(jīng)過設計和實驗，取得了以下成果：⑴設計了風光互補發(fā)電系統(tǒng)的測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)表51輸入電壓輸入電流輸入功率備注測量系統(tǒng)DC 060VDC 020A01200W可切換供電模式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DC 060VDC 020A01200W可切換供電模式⑵設計了DC 5V和DC 12V的供電電路①利用AC 220V轉(zhuǎn)9V的變壓器和LM7805三段穩(wěn)壓器將輸入的AC 220V轉(zhuǎn)換為DC 5V，為數(shù)字電流表和電壓表供電。，變化177。滿足數(shù)字電流表和電壓的額定工作電壓，能使其穩(wěn)定工作。利用AC 220V轉(zhuǎn)15V的變壓器和LM7812三端穩(wěn)壓器將輸入的AC 220V轉(zhuǎn)換為DC 12V，為電壓變送器和電流變送器供電。，變化177。，滿足電壓表變送器和電流變送器額定工作電壓。利用LM2576開關型降壓穩(wěn)壓器和外部元器件，將輸入的DC 060V電壓轉(zhuǎn)換為DC 5V和DC 1 2V分別為數(shù)字電流表、電壓表供電和電壓表變送器、電流變送器供電。，變化177。輸出電壓由可調(diào)電阻控制，可調(diào)電阻位置發(fā)生微小變化，輸出電壓也變化。所以變化范圍較大，但可滿足負載額定工作電壓。⑶設計的測量系統(tǒng)，通過雙刀雙擲開關實現(xiàn)可切換的雙電源為數(shù)字電壓表和數(shù)字電流表供電。當開關達到“交流”檔，由交流模式AC 220V為電表供電，當打到“自身”檔，由另一種模式即被測風光互補系統(tǒng)（直流輸出）為電表供電。⑷設計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過雙刀雙擲開關實現(xiàn)可切換的雙電源為電壓變送器和電流變送器供電。當開關達到“交流”檔，由交流模式AC 220V為變送器供電，當打到“自身”檔，由另一種模式即被測風光互補系統(tǒng)（直流輸出）為變送器供電。本課題所設計的風光互補系統(tǒng)和測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以在很好完成測量與檢測工作。而且它成本低，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，能實現(xiàn)在沒有外加220V交流電為供電電源時，利用風光互補發(fā)電系統(tǒng)的自身所發(fā)的電作為電源，克服了在一些人煙稀少地區(qū)沒有220V交流電的問題。根據(jù)本課題在研究和實驗的目的，作者認為課題接下來的研究應在以下幾方面突破或發(fā)展：⑴利用風光互補數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對風光互補系統(tǒng)的發(fā)電電壓和電流，進行長時間的數(shù)據(jù)采集并記錄。將當天的實際發(fā)電量與理論發(fā)電量相對比，修正風光互補發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量計算公式，找出不同天氣狀況與發(fā)電量之間的聯(lián)系。⑵通過計算機編程，以未來幾天的天氣預報為依據(jù)，根據(jù)修正過的風光互補發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的公式，實現(xiàn)對風光互補發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的預測。⑶設計一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)220V交流電共同為負載供電的設備，將電網(wǎng)220V交流電作為備用電源，在風光互補發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量不能滿足負載條件時，補充供電以實現(xiàn)負載正常工作。將預測的發(fā)電量的值與負載的需求相比較，安排電網(wǎng)220V對負載的補充供電量，以節(jié)省電能。參考文獻[1] 黃毅城，大力發(fā)展風電[J]，電網(wǎng)與清潔能源，2008,24（）：12.[2] 王治新、劉力群、張華強，風光互補技術及應用新進展[J]，電網(wǎng)與清潔能源，2008，24（）。[3] 孟克其勞，賈大江，王利平。風光互補控制器的智能化設計[J].太陽能學報,2005,26(2):192195。[4] [J]，大眾用電,2006(3)：2122.[5] [D]，合肥：合肥工業(yè)大學,2006。[6] 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[13]LM7812中文資料致謝本文在我的導師成珂副教授的精心指導和嚴格要求下完成的。在畢業(yè)設計期間，成老師不僅每周定期在辦公室與我討論畢業(yè)設計的相關事項，而且也經(jīng)常通過網(wǎng)絡和電話為我解答疑問。成老師不是直接告訴我解決問題的方法，而是告訴我研究問題和分析問題的方法，引導我如何去做，開拓我的思路。我從成老師身上不僅學到了做研究要有嚴謹、積極的態(tài)度，也學會了一些研究問題分析問題的科學的方法。成老師的治學態(tài)度以及求實去偽的研究方法，將對我今后的學習和工作產(chǎn)生深遠的影響。在論文完成之際，謹向成老師在這期間給予我的教誨、幫助和關懷，致以衷心的感謝和崇高的敬意，并祝福成老師及家人身體健康，生活幸福！在完成畢業(yè)設計期間，感謝賀延琛、郭祖詠和萬發(fā)君同學的幫助和支持，感謝寢室的同學包容了我在寢室做實驗給他們帶來的不便，使我能夠更加順利的完成畢業(yè)論文。由衷的感謝我的父母、家人和朋友，在漫長的求學生涯之中，他們給予了我莫大的關懷、支持和幫助。最后，向為我順利完成畢業(yè)設計提供指導性意見和建議的所有老師和同學致以深深的敬意和誠摯的感謝！本科畢業(yè)設計論文畢業(yè)設計小結(jié)這幾個月的畢業(yè)設計期間，我順利設計完成了畢業(yè)設計，也標志著我大學四年的學習生涯的結(jié)束。我認為畢業(yè)設計是一項綜合性很強的工作。將我們大學四年里學到的知識與實踐相結(jié)合，考察了我們的綜合能力。通過這次畢業(yè)設計，我不僅學到了更多關于能源方面的專業(yè)知識，并且學會了一些相關的繪圖軟件，而且更重要的是培養(yǎng)了獨立思考，獨立解決問題的能力，初步學習了做研究的方法和思維方式。這些將為我未來的工作學習中打下良好的基礎，是我人生中寶貴的財富。剛拿到本題目，由于在本科階段學習的課程幾乎沒有涉及到太陽能、風能的相關知識，所以覺得難度很大。這就需要花大量的時間，去圖書館找與光伏發(fā)電和風力發(fā)電的有關的書籍和期刊等，學習相關的知識和原理，做好學習基礎的理論方面的工作。在對風光互補系統(tǒng)有了一定的了解之后，主要的精力放在了測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計上。這方面是相對的薄弱環(huán)節(jié)。由于專業(yè)的關系，對于電路和數(shù)據(jù)采集方面的知識也欠缺不少。通過成老師的指導和在網(wǎng)絡上查找的相關資料，學到了很多東西。比如一些芯片的功能，用途，連接方法等。為了安裝自己設計的電路圖連接電路，多次去電子市場購買相應的元器件，認識了不少電子元器件，是一次很好的實踐。在搭建電路的過程中，也會遇到一些困難，比如輸出電壓不穩(wěn)定，輸出電壓不能滿足負載等。面對這些困難時，先自己進行調(diào)試電路。首先看電路圖是否設計合理，然后要檢查面包板上的各個元器件是否正確連接，最后要測量每個元器件兩端的電壓等數(shù)據(jù)，確定該元器件是否按照預期工作。在逐一排查后，找到問題所在，然后進行改進。這個動手的過程，讓我學會了耐心、細心的工作，也讓我認識了研究設計性課題的工作過程和研究方法。在獨立的解決問題之后會有不小的成就感。但面對自己無法獨立解決的難題時，會向成老師請教。在向成老師請教的過程中，從成老師的身上學到了做研究該有的態(tài)度及研究問題的方法。在畢業(yè)設計完成的過程中，從理論到實踐，我的能力有了很大的提高。這次的畢業(yè)設計讓我受益匪淺。47