風力發電儲能案例：交流負載在微網中的應用

我國電量的百分之七十以上是火力電，其中火力電中百分之九十以上為動力煤發電，但是由于我國高速的經濟發展，供電量還是遠遠跟不上經濟發展的需求，特別是隨著5G技術的普及，5G信號的頻率遠遠超于4G，這就導致5G信號的傳遞范圍遠遠低于4G的傳播范圍，因此需要建立的基站數量遠遠高于4G通信的基站數量，隨著5G技術在各個領域的普及，我國將在會有更大的電力缺口，為了緩解將來電力能源的危機，新的發電方式必將迎來蓬勃的發展。

在傳統的風力發電中，由于風力的不穩定性，因此直接產生的電壓不穩定，不能直接被利用，需要進一步的穩壓，儲能，轉化才能實現正常的使用。

? 為了克服傳統的風力發電問題，本文介紹了一種工頻風力發電儲能逆變電路，本電路是通過發電機將機械能轉換為電能儲存到蓄電池中，蓄電池通過逆變電路將直流電轉換為工頻交流電，供負載使用。在風能較多的地區可以利用此電路特性將不穩定的風能轉變為穩定可控的交流電供負載使用，若電量有剩余，還可以申請并入電網給其他用戶提供干凈穩定的電能。工頻風力發電儲能逆變電路中包括電壓檢測電路、電流檢測電路、充電電路、發電電路、控制電路、逆變電路、LED顯示電路、告警電路和輸出電路，發電電路將電能傳遞至充電電路，電流檢測電路和所述電壓檢測電路負責采集充電電路的電流和電壓，控制電路向充電電路雙向提供信號，充電電路向逆變電路提供電能，逆變電路向LED顯示電路、告警電路和輸出電路提供電壓，充電電路包括BUCK降壓電路、輔助電源電路、驅動電路、控制電路。電壓檢測電路檢測從發電電路輸出的電壓，通過電阻Ra和電阻Rb1采集電壓，采集的電壓信號經四路運算放大器放大輸出至所述控制電路，四路運算放大器的型號為LM248DR，電流檢測電路采集來自發電電路的電流，IPO端口為電流檢測端口，將檢測到的電流輸入到控制器電路的I/O端口進行A/D轉換，電流檢測電路采取的芯片型號為CH701，驅動電路由控制電路通過I/O口輸出PWM信號，對MOS管進行開/關控制。逆變電路包括脈寬調制電路、控制器電路、升壓電路、整流電路和H橋電路。LED顯示電路由一路常亮LED電路和一路告警LED電路構成，告警電路由四個型號為LM324M(14)的功率放大器構成，由控制芯片U5控制。

圖1 發電電路； ?

圖2 充電電路； ?

圖3 升壓電路、整流電路、控制器電路；

圖4 H橋電路、脈寬調制電路、LED顯示電路、告警電路；

圖5 輸出電路；

圖6為電路結構圖。

工作原理：

本電路通過發電機將機械能轉換為電能儲存到蓄電池中，蓄電池通過逆變電路將直流電轉換為工頻交流電，供負載使用，在風能較多的地區可以利用此電路特性將不穩定的風能轉變為穩定可控的交流電供負載使用，若電量有剩余，還可以申請并入電網給其他用戶提供干凈穩定的電能。電流采用及處理電路采用CH701電流傳感器 IC，CH701是工業、商業和通信系統交直流傳感的精確經濟的解決方案，小型封裝非常適合空間狹小的應用，由于減少了電路板的面積，還降低了成本，典型應用領域包括電動機控制、載荷檢測和管理、開關式電源和過電流故障保護。