张 星 孟永超 冶艳艳

1.许昌学院电气与机械工程学院；2.国网许昌供电公司

能源直接决定经济的发展方向，传统发电的煤炭、石油等不可再生能源在使用的过程中越来越少，而电能对人们的生活而言是不可或缺的。本设计开发新能源发电，将风光互补发电与储能装置结合，通过电路设计、最大功率跟踪等控制方法，通过GPRS通信技术实现远程监控，最大限度利用清洁能源进行发电，供给交流或直流负载，同时，可作为重要负荷的应急电源，以响应国家节能减排的号召。对于环境较为恶劣的风光发电系统，监控需求尤为重要。

本文主要研究以下内容：（1）发电系统总体方案设计，主要包括光伏发电模块、风力发电模块、逆变模块、电源管理模块等，并给出设计参数要求。（2）针对各个模块进行主电路设计，包括三相桥式不控整流电路、Boost升压斩波电路、Buck降压斩波电路、逆变电路等，并设置参数仿真、分析、计算。（3）研究风-光-储智能应急电源系统的控制技术，包括光伏功率变换的最大功率跟踪控制、蓄电池电源管理控制、逆变电路控制等。（4）远程监控模块，主要通过GPRS、北斗等实现对发电系统的运行状态、故障情况等进行实时监控，包括数据的采集、传输通信、分析等。

1 系统总体方案设计

风光互补新能源发电储能系统基本组成如图1所示，其中，风-光发电模块采用多能互补方式将新型能源转换为电能，经过充电控制器，把风力发电机和光伏电池输出的电能转换为蓄电池所能接受的电能形式，把风光互补发出的电能存储在蓄电池中，通过DC-DC升降压控制器和逆变器分别供给直流和交流负载；……