風光互補發(fā)電系統(tǒng)（風能控制器選型）

風光互補發(fā)電系統(tǒng)應用中，小型風力發(fā)電機發(fā)電時的電壓、電流、功率與電量都處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，所以系統(tǒng)中需要一個控制發(fā)電時電能系數(shù)波動穩(wěn)定設備，需要選擇優(yōu)質(zhì)風能控制器保護電路設備支持，通過三段式充電、限速保護、限流保護、卸荷保護等功能必不可少。為了更好的完成小型風力發(fā)電機的電源管理，可通過電路設計的邏輯性、條件邏輯判斷、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等方式。選擇合適的風能控制器成為系統(tǒng)中的主要部分，針對低風速地區(qū)、高風速地區(qū)、海拔因素、風能利用率、阻力型風機、升力型風機都因為不同系數(shù)、地區(qū)選型有所差異。

風能控制器依據(jù)對象的不同一般分為兩種：PWM型/MPPT型。選擇時需要考慮合適的小型風力發(fā)電機配對才能完美體現(xiàn)高發(fā)電效率價值。

PWM的風能控制器優(yōu)勢是提供高效能量轉(zhuǎn)換，適用于高風速的場合，充電效率極高。配置物聯(lián)網(wǎng)遠程控制可實現(xiàn)優(yōu)化能量電源管理。

MPPT風能控制器優(yōu)勢是快速追蹤高功率點捕抓，根據(jù)不同的點進行提升電壓等級，適用于低風速場景，利于提升低風速區(qū)發(fā)電量。

小型風力發(fā)電機通過控制整流后經(jīng)過設計電路給儲能電池組充電，風能控制器的微處理器（MCU）對儲能電池組的電壓和小型風力發(fā)電機能量系數(shù)的檢測，然后通過內(nèi)部MPPT算法，計算出當前小型風力發(fā)電機的產(chǎn)出最大功率點，然后調(diào)節(jié)能源模塊的工作狀態(tài)，使系統(tǒng)以最大功率輸出對儲能電池組充電。

MPPT風能控制器內(nèi)置低內(nèi)阻MOS管。當風力發(fā)電機充電電流較小時不導通使用，內(nèi)部寄生二極管做防反作用，防止儲能電池組電流回流。當小型風力發(fā)電機充電流大于一定值以后風能控制器的MCU給出導通信號MOS管打開，由于MOS導通后內(nèi)阻很小，所以代替二極管能夠在很大程度上減小損耗，降低發(fā)熱量。

PWM風能控制器內(nèi)置控制模塊。風能控制器的微處理器（MCU）對儲能電池的電壓和風力發(fā)電機電壓與電流的檢測然后通過調(diào)節(jié)圖中中間位置的MOS管的導通與斷開時間，實現(xiàn)對充電時間的調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)儲能電池組的電壓與充電電流。

一般的風能控制器有以下幾個功能：

1、過電壓自動剎車：當小型風力發(fā)電機產(chǎn)生的電壓超過了風能控制器的設定上限，風能控制器會強制讓風機剎車減速（電磁制動），減少小型風力發(fā)電機瞬時發(fā)電功率，直到儲能電池組電壓下降到恢復電壓參數(shù)值以下，再進入下一個邏輯判定。（必要性）

2、過速自動剎車：當小型風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速超過風能控制器設置的保護值時，風能控制器會進入電磁制動狀態(tài)，目的是保護小型風力發(fā)電機和儲能電池組，達到過充保護。（必要性）

3、儲能電池組反接保護：當儲能電池“+”“-”極反接的情況下會熔斷熔斷絲，只要更換了熔斷絲并且正確接線便可以正常使用。（必要性）

4、工業(yè)防雷：當戶外使用遇到雷雨天氣遭到雷擊時，產(chǎn)生的電弧不會對風能防雷器起到干擾，設備停機的情況。風力發(fā)電機安裝位置處于立桿/塔架的最高點，戶外型離網(wǎng)系統(tǒng)中風能防雷需要配置接地。（必要性）

5、卸荷電路：小型風力發(fā)電機應用場景中針對電能系數(shù)進行合理調(diào)節(jié)的方法。（穩(wěn)定性）

小型風力發(fā)電機屬于戶外型免維護產(chǎn)品，使用壽命長達十年以上，所以選擇合理的、穩(wěn)定的、高效的產(chǎn)品是十分重要的。部署風光互補發(fā)電系統(tǒng)是需要從完善設計方案入手，才能達到理想的效果。

審核編輯 黃昊宇