风光互补发电系统-风能控制器选型

风光互补发电系统（风能控制器选型）

风光互补发电系统应用中，小型风力发电机发电时的电压、电流、功率与电量都处于一种不稳定的状态，所以系统中需要一个控制发电时电能系数波动稳定设备，需要选择优质风能控制器保护电路设备支持，通过三段式充电、限速保护、限流保护、卸荷保护等功能必不可少。为了更好的完成小型风力发电机的电源管理，可通过电路设计的逻辑性、条件逻辑判断、数据采集、远程控制等方式。选择合适的风能控制器成为系统中的主要部分，针对低风速地区、高风速地区、海拔因素、风能利用率、阻力型风机、升力型风机都因为不同系数、地区选型有所差异。

风能控制器依据对象的不同一般分为两种：PWM型/MPPT型。选择时需要考虑合适的小型风力发电机配对才能完美体现高发电效率价值。

PWM的风能控制器优势是提供高效能量转换，适用于高风速的场合，充电效率极高。配置物联网远程控制可实现优化能量电源管理。

MPPT风能控制器优势是快速追踪高功率点捕抓，根据不同的点进行提升电压等级，适用于低风速场景，利于提升低风速区发电量。

小型风力发电机通过控制整流后经过设计电路给储能电池组充电，风能控制器的微处理器（MCU）对储能电池组的电压和小型风力发电机能量系数的检测，然后通过内部MPPT算法，计算出当前小型风力发电机的产出最大功率点，然后调节能源模块的工作状态，使系统以最大功率输出对储能电池组充电。

MPPT风能控制器内置低内阻MOS管。当风力发电机充电电流较小时不导通使用，内部寄生二极管做防反作用，防止储能电池组电流回流。当小型风力发电机充电流大于一定值以后风能控制器的MCU给出导通信号MOS管打开，由于MOS导通后内阻很小，所以代替二极管能够在很大程度上减小损耗，降低发热量。

PWM风能控制器内置控制模块。风能控制器的微处理器（MCU）对储能电池的电压和风力发电机电压与电流的检测然后通过调节图中中间位置的MOS管的导通与断开时间，实现对充电时间的调节，从而调节储能电池组的电压与充电电流。

一般的风能控制器有以下几个功能：

1、过电压自动刹车：当小型风力发电机产生的电压超过了风能控制器的设定上限，风能控制器会强制让风机刹车减速（电磁制动），减少小型风力发电机瞬时发电功率，直到储能电池组电压下降到恢复电压参数值以下，再进入下一个逻辑判定。（必要性）

2、过速自动刹车：当小型风力发电机转速超过风能控制器设置的保护值时，风能控制器会进入电磁制动状态，目的是保护小型风力发电机和储能电池组，达到过充保护。（必要性）

3、储能电池组反接保护：当储能电池“+”“-”极反接的情况下会熔断熔断丝，只要更换了熔断丝并且正确接线便可以正常使用。（必要性）

4、工业防雷：当户外使用遇到雷雨天气遭到雷击时，产生的电弧不会对风能防雷器起到干扰，设备停机的情况。风力发电机安装位置处于立杆/塔架的最高点，户外型离网系统中风能防雷需要配置接地。（必要性）

5、卸荷电路：小型风力发电机应用场景中针对电能系数进行合理调节的方法。（稳定性）

小型风力发电机属于户外型免维护产品，使用寿命长达十年以上，所以选择合理的、稳定的、高效的产品是十分重要的。部署风光互补发电系统是需要从完善设计方案入手，才能达到理想的效果。

审核编辑 黄昊宇