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综合太阳能和风能在多方面互补特性而建立起来的风能和光能发电系统,是经济合理的新能源供电方式,可满足远离电网地区独立供电的需求,是多种可持续绿色能源综合利用的开始,是一项创新性研究,可促进节能减排,对当前社会具有重要的实践意义。 本文首先分析了风力发电与光伏发电原理,并对两种发电过程的影响因素进行分析,确定两种系统能源管理方式;设计风能与光能发电系统自动控制的总体方案与技术路线。再分析了小型风光互补发电系统的结构,研究了小型风光互补发电系统各个组成部分的工作原理及其运行特性;还分析了风力发电、光伏发电以及蓄电池充电的控制策略,重点研究了最大功率点跟踪控制;并在此基础上,设计完成一套可行的总体控制方案。进一步设计完成以单片机为核心的小型风光互补发电系统控制器;完成了开关电源电路、电流检测电路、电压检测电路、DC/DC变换电路、卸载电路等模块电路的硬件设计;采用功能块设计的方法,对AD采样、PWM控制、光伏发电、风机发电、卸载保护、PI控制、状态显示和过放保护等进行了软件编程。 对控制器进行测试与测试分析,测试结果表明系统可实现风能发电,可实现光能发电;还对发电系统进行试验和数据分析,试验结果表明,研发的小型风光互补发电控制器能实现光伏发电和风力发电的最大功率点跟踪控制,满足蓄电池分段式充电以及过充、过放保护的要求。