小型风光互补发电系统研究报告(6)

2018-12-23 23:11

(1)模式一:默认模式,默认模式是系统上电后推荐的用电方式,该方案下,将会为蓄电池提供最合理的充电方式,在用户并不着急将未充满电池也投入使用时可以选用此方案。当放电蓄电池放完电而充电电池又未充满电时,单片机会断开放电回路,但不会让处于欠电压状态下的蓄电池立即切入充电回路。此时系统会等待被充电的电池充满电后在切入,并把充满电的电池切换到放电回路。此时关闭放电继电器系统可以正常使用,放电。方案一的缺点是在上述情况下不能连续为负载供电,只有在被充电蓄电池充电完成后,放电蓄电池才放完电时才能立即切换到充电回路,也就是说放电时间要小于充电时间才可以连续供电。

(2)模式二:蓄电池持续供电模式,这是针对于上一种方式的缺点而设计的,就是在被充电蓄电池没有充满电,而放电蓄电池却已放完电这种情况下,系统将放电蓄电池立即切换到充电回路,而把没充满电的蓄电池立即投入使用。这样确保了系统连续供电。但是蓄电池没有充满电就使用其实对于蓄电池来讲是不利的。但是这种方案可以为负载提供稳定的电压、持续的电流。

(3)模式三:太阳能电池板供电模式:在这种方案下,当出现前面所说的放电蓄电池放完电,而充电蓄电池有没有充满电,这个时候系统会把放电回路切换到充电回路中,那么太阳能可以直接对负载进行供电,也可以为蓄电池充电,如果此时太阳能供电能力不足,未充满电的蓄电池也可以对负载放电。这种方案可以为负载提供最大限度的能量,保持电流的连续性可以使负载工作在连续模式下。但是一般不推荐这么使用,原因如下所示:

1)蓄电池的充电状态会变得更加复杂难以掌控,如果天气状态良好太阳能既可以充电又可以为负载放电,当然这个情况是最理想的,可是在实际环境中这种状态很少出现。最有可能发生的是太阳能电池板时断时续的为负载供电,并充电,这样会使被充电的蓄电池工作在未充满就开始放电的状态,而且这种充、放电循环频率可能会很高,这样会大大降低蓄电池的使用寿命,给蓄电池带来损害。

2)工作在这种模式下势必会延长被充电蓄电池的充电时间,也可能会导致总也充不满电。而另一块处于欠电压状态的蓄电池会长期搁置。

3)为保证系统的正常运行,UC3906一次只能为一块蓄电池充电。这也是为什么蓄电池会被长期搁置的原因。

(4)模式四:缺蓄电池模式,在缺少一块蓄电池或者没有蓄电池时,系统直接将负载接入充电回路。此时没有电量指示,因为直接用太阳能供电。无论拆下那一块蓄电池系统都会自动进入模式4,并且剩下的那一块电池切入充电回路此时按键不起作用,直到两块蓄电池都在控制器中才好使。这时如果被充电的蓄电池充满电模式4的指示灯会闪烁。

6.3系统程序流程图

(1)系统总体流程图:

开始程序初始化为模式一用电方案按键判断太阳跟踪判断正转电池板正转(X,Y)正转电池板反转(X,Y)否电池数量足够?是模式四模式一模式判断模式三模式二图系统总体流程图

(2)流程图简介:

由上图系统总体流程图可知。系统上电首先初始化程序,将初始化过程将系统配置成用电模式一,然后判断按键键值,如果键值为三种模式中的一个,在下面的程序中会转化用电模式。键值判断后程序会记住一个标志位,在下面的模式判定中同样用到键值。然后程序会进行太阳能跟踪判定,通过光敏电阻传回来的数据,调整电机正转还是反转,或者停止。 太阳能电池板方位扫描完成后,会进行对蓄电池是否都在控制器内进行检测。因为如果缺一个蓄电池,系统就无法正常进行电池组操作,也无法对蓄电池组管理。所以在这种情况下系统智能进入第四种模式,第四种模式是按键无法操作的,并且缺失任何一个蓄电池都会进入第四种模式。

如果程序没有发现蓄电池缺失,就可以进行正常的蓄电池组管理操作。接下来就是模式判定,根据键值判断用户需要那一种工作模式,并进入。这三种工作模式在前文6.2系统用电方案一节中已经详细介绍在这里不在敷述。

6.4各部分程序介绍

(1)跟踪器驱动程序:

前面说到跟踪器程序是通过识别装在太阳能电池板上的光敏电阻和器后级电路传回的数据判别的,由电路图可知传感器的输出是由四路LM358组成的,其

输出信号与电机工作状态真值表如下表所示: 电机状态 X轴 Y轴 X轴电机 Y轴电机 P10 P11 P12 P13 M1 M2 M3 M4 正传 1 0 1 0 1 0 1 0 翻转 0 1 0 1 0 1 0 1 停车 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 表 跟踪器真值表 太阳跟踪分为X轴和Y轴,这两个轴向中先检测X轴,再检测Y轴。由于单片机运行速度很快,对于外界来讲X轴和Y轴几乎是同时运动的。以X轴程序为例,程序的判定过程:

if (p10!=p11) {

if(p10==1&&p11==0)//正传 {

m1=1; m2=0; }

else //反转 { m1=0;

m2=1; } }

else //P10状态与P11一样时 电动机停车 {

m1=0; m2=0; }

(2)用电模式一程序:

如前文所述用电模式一为系统默认用电模式,其程序工作流程图如下图所示:

模式一灯1亮MOS关闭放电回路工作状态检测否充电完成?是否放电完成?是放电回路断开放电完成?是满切出空切入否返回程序调用处

图 模式一程序流程图

其工作过程可以简述为两块蓄电池充放电的互换,一块充电一块放电,在放电的蓄电池放完电,而充电的蓄电池还没有充满这时候系统就会停止供电,等待蓄电池充满电在开始循环。源程序代码如下所示:

/****************************用电模式一**************************************/ void moshi1()//用电模式一 {

led1=1; led2=0; led3=0; led4=0;

mos=0;

if(fj3==0 & !(lm==1 & uc==0))//判断放电回路工作状态 {

j3set=1;//放电开关闭合 delay(100); j3set=0; j3rset=0; fj3=1;

}

if(uc==1)//充电完成

{

if(lm==1)//充电完成&放电完成 {

if(fj1=0)//如果电池1在放电 {

j1set=1;//电池1切入 delay(100); j1set=0; j1rest=0;

fj1=1;//切入为1

j2rset=1;//电池2切出 delay(100); j2rest=0; j2set=0; fj2=0;//切出为0 }

else if(fj2==0)//如果电池2在放电 {

j2set=1;//电池2切入 delay(100); j2set=0; j2rest=0; fj2=1;

j1rset=1;//电池1切出 delay(100); j1rest=0; j1set=0; fj1=0; } }

}

else {//充电没完成

if(lm==1)//充电没完成&放电完成 {

j3rset=1;//放电回路断开 delay(100); j3rset=0; j3set=0; fj3=0; mos=0; } }

}

变量说明:

uchar fj1=0;//蓄电池1工作状态0表示在放电回路中(切出)1表示在充电回路中(切入)


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