基于风光变流技术的风能信息检测控制器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于风光变流技术的风能信息检测控制器，传统的风力发电只是简单的利用风能带动风车转动进行发电，并不能采集风能的信息，本发明步骤包括：首先，通过齿轮带动1000线编码器旋转，用控制芯片STM32F103RC来统计单位时间内传过来的脉冲个数，从而计算出风力机的转速和对应的风速；然后采用了无线传输方式，使用无线模块NRF24L01进行数据的传送，最后风力机的控制芯片用芯片STM32来控制，芯片STM32本身自带SPI总线，可以和无线模块NRF24L01之间进行通信，本发明用于风力发电中的信息采集。
【专利说明】基于风光变流技术的风能信息检测控制器
[0001]【技术领域】:
本发明涉及一种基于风光变流技术的风能信息检测控制器。
[0002]【背景技术】:
能源是国民经济发展的重要物质基础和人类生活必需的物质保证，随着经济发展提速，人民生活水平提高，中国能源发展面临的问题日益突出，开发利用清洁能源，是中国开发能源的必须要求，风能和太阳能无疑是最好不过的选择，传统的风力发电只是简单的利用风能带动风车转动进行发电，并不能采集风能的信息，如风力大小和其对应的风车的转速，以及发电的功率的对应关系，以至于风能的利用率不高。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的目的在于提供一种基于风光变流技术的风能信息检测控制器。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
一种基于风光变流技术的风能信息检测控制器，其步骤包括:首先，通过齿轮带动1000线编码器旋转，用控制芯片STM32F103RC来统计单位时间内传过来的脉冲个数，从而计算出风力机的转速和对应的风速；然后采用了无线传输方式，使用无线模块NRF24L01进行数据的传送，最后风力机的控制芯片用芯片STM32来控制，芯片STM32本身自带SPI总线，可以和无线模块NRF24L01之间进行通信。
[0005]所述的基于风光变流技术的风能信息检测控制器，风力机功率检测部分，跟据Ρ=Ι*υ,只要检测到电流和电压；在电压检测部分，所述的芯片STM32的ADC是12位逐次逼近型的模拟数字转换器，在电流检测部分，采用了芯片MAX471。
[0006]所述的基于风光变流技术的风能信息检测控制器，利用采集过来的风速、风力机转速、功率、电压、电流有效信息，绘制出适合特定风力机的功率曲线图，根据遗传算法找到最大功率点，从而跟踪风力机的最大功率。
[0007]有益效果:
1.通过编码器这个测量转速不受天气、光照的影响，在有光无光的条件下都可以进行测量，克服了传统条件下用红外探测器受光照影响的难题；1000线的编码器，提高了测量精度，编码器旋转一圈丢失的脉冲个数不超过5个，测量误差可以控制在0.5%以内。
[0008]2.采用无限模块NRF24L01，高效GFSK调制，抗干扰能力强。
[0009]3.用芯片自带的AD只使用了简单外围电路，简化了电路的整体设计，节约了成本；采用遗传算法使找到的最佳功率点更具有针对性，效率更高。
[0010]【专利附图】

【附图说明】:
附图1是MAX471功能框。
[0011]附图2是典型Cp和λ关系曲线。
[0012]附图3是Pm=f (η)特性曲线。
[0013]附图4是风机功率曲线图。
[0014]图中:1为最佳功率负载线,2为风机输出功率线。
[0015]【具体实施方式】:实施例1:
一种基于风光变流技术的风能信息检测控制器，其步骤包括:首先，通过齿轮带动1000线编码器旋转，用控制芯片STM32F103RC来统计单位时间内传过来的脉冲个数，从而计算出风力机的转速和对应的风速；然后采用了无线传输方式，使用无线模块NRF24L01进行数据的传送，最后风力机的控制芯片用芯片STM32来控制，芯片STM32本身自带SPI总线，可以和无线模块NRF24L01之间进行通信。
[0016]实施例2:
根据实施例1所述的基于风光变流技术的风能信息检测控制器，风力机功率检测部分，跟据Ρ=Ι*υ，只要检测到电流和电压；在电压检测部分，所述的芯片STM32的ADC是12位逐次逼近型的模拟数字转换器，在电流检测部分，采用了芯片MAX471。
[0017]实施例3:
根据实施例1所述的基于风光变流技术的风能信息检测控制器，以图1为例，传感电流Isense从RS+经精密传感电阻Rsense流向RS-，输出端OUT通过输出电阻ROUT接地，此时，Q2断开，放大器A 1工作，输出电流1ut从Ql的发射极流出，由于没有电流流过RG2，Al的反向输入端的电位就等于Rsense和RG2交点的电位；因Al的开环增益很大，其正向输入端与反向输入端基本上保持同一电位，所以，Al的正向输入端的电位也近似等于Rsense和RG2交点的电位，因此，传感电流Isense流过Rsense所产生的压降就等于输出电流1ut流过RGl所产生的压降，SP
lout XRGl=IsenseXRsense
Vout= (IsenseXRsense)/RGl
Vout= (lout X Rout) = (IsenseXRsenseX Rout)/RGl
同理，若传感电流Isense从RS —经传感电阻Rsnse流向RS + ,贝U可得 Vout= (Iout X Rout) = (Isense X Rsense X Rout) /RG2综合上述两种情况，可得MAX471输出电压方程Vout=(lout X Rout) = (IsenseXRsenseX Rout)/RG
其中Vout-期望的实际输出电压，Isense-所传感的实际电流，Rsense-精密
传感电阻，Rout——输出调压电阻，RG——增益电阻(RG = RGl = RG2) 对于MAX471，所设定的电流增益为:Rsense / RG=500X10'6, Vout = 500 X 10'6 X Isense X Rout,当输出电阻Rout2kQ时，在传感电流Isense允许变化范围一 3A ≤ Isense ≤ 3A内，输出电压Vout的变化范围为:一 3V ≤ Vout ≤ 3V 即满标电压值为3V。
[0018]实施例4:
根据实施例1所述的基于风光变流技术的风能信息检测控制器，利用采集到的风能的信息跟踪风力机最大功率，提闻风能利用率。
[0019]风力机的运行特性主要包括以下3部分:
(1)叶尖速比与风能利用系数
根据风力机的空气动力学特性，风力机输出机械功率可表示为
【权利要求】
1.一种基于风光变流技术的风能信息检测控制器，其特征是:其步骤包括:首先，通过齿轮带动1000线编码器旋转，用控制芯片STM32F103RC来统计单位时间内传过来的脉冲个数，从而计算出风力机的转速和对应的风速；然后采用了无线传输方式，使用无线模块NRF24L01进行数据的传送，最后风力机的控制芯片用芯片STM32来控制，芯片STM32本身自带SPI总线，可以和无线模块NRF24L01之间进行通信。
2.根据权利要求1所述的基于风光变流技术的风能信息检测控制器，其特征是:风力机功率检测部分，跟据P=I*U，只要检测到电流和电压；在电压检测部分，所述的芯片STM32的ADC是12位逐次逼近型的模拟数字转换器，在电流检测部分，采用了芯片MAX471。
3.根据权利要求1所述的基于风光变流技术的风能信息检测控制器，其特征是:利用采集过来的风速、风力机转速、功率、电压、电流有效信息，绘制出适合特定风力机的功率曲线图，根据遗传算法找到最大功率点，从而跟踪风力机的最大功率。
【文档编号】G01R21/133GK103868548SQ201410096896
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】王英立, 张小清, 王同, 徐志强 申请人:哈尔滨理工大学