本發(fā)明涉及通信工程領(lǐng)域，尤其是涉及風光油互補電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為了準確全面監(jiān)測無線電信號，許多無線電監(jiān)測基站要求建立在無線電污染較小的區(qū)域，這些區(qū)域多為高山等人跡罕至的地方。因此，無線電監(jiān)測設(shè)備的供電就成為一個突出的問題?，F(xiàn)有的解決辦法是以柴油發(fā)電為主、以風光發(fā)電為輔作為供電電源，但目前的電源系統(tǒng)能耗較大，對環(huán)境的適應性較弱，這些極易影響供電的穩(wěn)定性。同時，該電源系統(tǒng)對無線電監(jiān)設(shè)備的干擾較大，放電頻率也較高，這些勢必會影響監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測信號的準確性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供風光油互補電源系統(tǒng)，可對柴油發(fā)電機、太陽能電池板、風力發(fā)電機及蓄電模塊的信息采集，并以此來控制蓄電模塊的充放工作，從而實現(xiàn)對無線電監(jiān)測設(shè)備的電源供給。

本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

風光油互補電源系統(tǒng)，包括主控模塊、柴油模塊、太陽能模塊、風力模塊，主控模塊包括主控制器、蓄電模塊、與蓄電模塊相連的采集1模塊和切換模塊，采集1模塊和切換模塊均與主控制器相連，蓄電模塊包括蓄電池組1和蓄電池組2；柴油模塊包括柴油發(fā)電機、與柴油發(fā)電機相連和主控制器均相連的柴油控制器、與柴油控制器和柴油發(fā)電機均相連的采集2模塊；太陽能模塊包括太陽能電池板、與太陽能電池板和主控制器均相連的太陽能控制器、與太陽能控制器和太陽能電池板均相連的采集3模塊；風力模塊包括風力發(fā)電機、與風力發(fā)電機和主控制器均相連的風力控制器、與風力控制器和風力發(fā)電機均相連的采集4模塊；柴油發(fā)電機、太陽能電池板和風力發(fā)電機均通過切換模塊與蓄電模塊相連，柴油控制器、太陽能控制器和風力控制器均通過LIN總線與主控制器相連。

本發(fā)明中，柴油模塊用于實現(xiàn)對柴油發(fā)電機的油量、電壓和電流等信息的采集，并通過LIN總線將采集到的信息發(fā)送至主控制器，再接受主控制器的命令對柴油發(fā)電機的啟停進行控制。太陽能模塊用于實現(xiàn)對太陽能電池板的電壓和電流等信息的采集，并通過LIN總線將采集到的信息發(fā)送至主控制器，再接受主控制器的命令對太陽能電池板進行功率控制。風力模塊用于實現(xiàn)對風力發(fā)電機的電壓和電流等信息的采集，并通過LIN總線將采集到的信息發(fā)送至主控制器，再接受主控制器的命令對風力發(fā)電機進行功率控制。主控模塊用于接受柴油模塊、太陽能模塊及風力模塊通過LIN總線傳送的消息；對蓄電模塊的電壓和電流進行信息采集，以此發(fā)出命令控制蓄電模塊的充放電。本發(fā)明中，可選用水平軸、三葉片、直接驅(qū)動和三相交流永磁同步發(fā)電機的風力發(fā)電機組。太陽能電池板可選擇中電光伏的標準組件。LIN總線是一個低速的A類串行總線協(xié)議，它的作用時將開關(guān)、執(zhí)行元件和傳感器等部分從子總線連接到主總線上。LIN總線是單線總線，它用12V的隱形電平線與總線，數(shù)據(jù)傳輸能達到的最高速度為20Kbit/s，最大傳輸距離為40m。一個LIN網(wǎng)絡包括一個主機節(jié)點和多個從機節(jié)點，主機節(jié)點控制媒體訪問，從機節(jié)點最大可達16個，共有64個標識符。LIN總線可以簡單方便的實現(xiàn)對傳輸速度和實時性要求不高、功能簡單、性能指標要求較低的節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸和控制。LIN總線的這些特點，不僅能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，而且其較低的數(shù)據(jù)傳輸速度和單總線可以減少總線上的功耗，并有效降低由總線帶來的電磁干擾。

其中，各模塊需要使用多種電壓值的電源，如此則需經(jīng)過整流斬波方可得到，在此過程中則不可避免地會在電源處產(chǎn)生干擾。如若主控模塊和無線電監(jiān)測設(shè)備都直接使用風力發(fā)電機、太陽能電池板或者柴油發(fā)電機產(chǎn)生的電能，無線電監(jiān)測設(shè)備就有可能在電源上受到干擾，從而影響監(jiān)測數(shù)據(jù)和結(jié)果。因此設(shè)計，將風力發(fā)電機、太陽能電池板產(chǎn)生的電能首先存儲到蓄電模塊中，再通過蓄電模塊對主控模塊和無線電監(jiān)測設(shè)備供電。蓄電池沒有完全放電時進行充電會使蓄電池的容量不斷減小，而且蓄電池的充電次數(shù)是固定的，頻繁的充電相當于減少電池的使用壽命。如果蓄電模塊只有1組蓄電池組對無線電監(jiān)測設(shè)備和主控制器供電，為了隨時儲存電能，就需要隨時對蓄電池組進行充電，如此，一方面影響蓄電池的容量，另一方面也增加了蓄電池的充電頻率，也即縮短了蓄電池的使用壽命。而采用蓄電池組1和蓄電池組2交替進行充放電就可以有效減少上述情況的發(fā)生，而且對產(chǎn)生的電能儲存也更及時，利用率也更高。通過切換模塊的設(shè)置，一方面，可根據(jù)蓄電池組1、蓄電池組2的電量情況來控制對它們的充放電，以實現(xiàn)蓄電模塊的交替充放電；另一方面也可根據(jù)采集3模塊和采集4模塊對太陽能電池板和風力發(fā)電機的信息采集來實現(xiàn)風力發(fā)電機和太陽能電池板充電比例的控制。當缺乏風光能源時，也可實現(xiàn)全部由柴油發(fā)電機供電?？梢?，本系統(tǒng)能既能減少對蓄電池容量的不良影響，延長蓄電池的使用壽命；還能實現(xiàn)對風光電能的充分利用，具有對較強的環(huán)境適應性。

進一步地，所述蓄電池組1和蓄電池組2均采用磷酸鐵鋰蓄電池。磷酸鐵鋰蓄電池在重量比能量、循環(huán)壽命、充放電效率、安全等較多方面有較大的優(yōu)勢。

進一步地，所述切塊模塊中設(shè)置有多個二極管。二極管的設(shè)置可起到逆止的作用，防止有關(guān)裝置之間發(fā)生反沖現(xiàn)象。

進一步地，所述主控制器的主控芯片為STM32LI52VBT6。STM32LI52VBT6芯片工作電壓1.65至3.6V，適應溫度范圍為-40℃至85℃，可以說對電源及使用環(huán)境有著較好的適應性，完全可以滿足使用需求。此芯片在具有豐富資源、可滿足使用需求的基礎(chǔ)上，最大的特點是功耗低，在低功耗模式，工作頻率32KHz時其電流消耗只有9uA，睡眠模式下只有4.4Ua，有著極低的功耗。

進一步地，所述采集1模塊、所述采集2模塊、所述采集3模塊以及所述采集4模塊均配備有HFV10/25AS霍爾電壓傳感器和ACS712霍爾電流傳感器。HFV10/25AS霍爾電壓傳感器初次級之間是絕緣的，可用于測量直流、交流和脈沖電壓。ACS712霍爾電流傳感器內(nèi)置有精確的偏置的線性霍爾傳感器電路，能輸出與檢測電流成比例的電壓信號。內(nèi)部傳導電阻只有1.2毫歐，噪聲低，具有較低的功率損耗，相應時間快，總輸出誤差為1.5%。

進一步地，所述LIN總線的收發(fā)器為TJA1020。TJA1020收發(fā)器在LIN總線應用中起物理媒體鏈接的功能，作為LIN主機/從機協(xié)議控制器和LIN傳輸媒體之間的接口。它修整輸出波形以使電磁輻射非常低，且有高抗電磁干擾性。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明中，可對柴油發(fā)電機、太陽能電池板、風力發(fā)電機及蓄電模塊的信息采集，并以此來控制風力發(fā)電機、太陽能電池板及柴油發(fā)電機對蓄電模塊的充放工作，從而實現(xiàn)對無線電監(jiān)測設(shè)備的電源供給。本發(fā)明可提高風光油互補能源的利用率，減小電源系統(tǒng)對無線電監(jiān)測設(shè)備的干擾，降低不完全放電頻率。其中，通過切換模塊的設(shè)置，一方面，可根據(jù)蓄電池組1、蓄電池組2的電量情況來控制對它們的充放電，以實現(xiàn)蓄電模塊的交替充放電；另一方面也可根據(jù)采集3模塊和采集4模塊對太陽能電池板和風力發(fā)電機的信息采集來實現(xiàn)風力發(fā)電機和太陽能電池板充電比例的控制。當缺乏風光能源時，也可實現(xiàn)全部由柴油發(fā)電機供電?？梢?，本系統(tǒng)能既能減少對蓄電池容量的不良影響，延長蓄電池的使用壽命；還能實現(xiàn)對風光電能的充分利用，具有對較強的環(huán)境適應性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的風光油互補電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

如圖1所示，風光油互補電源系統(tǒng)，包括主控模塊、柴油模塊、太陽能模塊、風力模塊，主控模塊包括主控制器、蓄電模塊、與蓄電模塊相連的采集1模塊和切換模塊，采集1模塊和切換模塊均與主控制器相連，蓄電模塊包括蓄電池組1和蓄電池組2；柴油模塊包括柴油發(fā)電機、與柴油發(fā)電機相連和主控制器均相連的柴油控制器、與柴油控制器和柴油發(fā)電機均相連的采集2模塊；太陽能模塊包括太陽能電池板、與太陽能電池板和主控制器均相連的太陽能控制器、與太陽能控制器和太陽能電池板均相連的采集3模塊；風力模塊包括風力發(fā)電機、與風力發(fā)電機和主控制器均相連的風力控制器、與風力控制器和風力發(fā)電機均相連的采集4模塊；柴油發(fā)電機、太陽能電池板和風力發(fā)電機均通過切換模塊與蓄電模塊相連，柴油控制器、太陽能控制器和風力控制器均通過LIN總線與主控制器相連。

本實施例中，柴油模塊用于實現(xiàn)對柴油發(fā)電機的油量、電壓和電流等信息的采集，并通過LIN總線將采集到的信息發(fā)送至主控制器，再接受主控制器的命令對柴油發(fā)電機的啟停進行控制。太陽能模塊用于實現(xiàn)對太陽能電池板的電壓和電流等信息的采集，并通過LIN總線將采集到的信息發(fā)送至主控制器，再接受主控制器的命令對太陽能電池板進行功率控制。風力模塊用于實現(xiàn)對風力發(fā)電機的電壓和電流等信息的采集，并通過LIN總線將采集到的信息發(fā)送至主控制器，再接受主控制器的命令對風力發(fā)電機進行功率控制。主控模塊用于接受柴油模塊、太陽能模塊及風力模塊通過LIN總線傳送的消息；對蓄電模塊的電壓和電流進行信息采集，以此發(fā)出命令控制蓄電模塊的充放電。本發(fā)明中，可選用水平軸、三葉片、直接驅(qū)動和三相交流永磁同步發(fā)電機的風力發(fā)電機組。太陽能電池板可選擇中電光伏的標準組件。LIN總線是一個低速的A類串行總線協(xié)議，它的作用時將開關(guān)、執(zhí)行元件和傳感器等部分從子總線連接到主總線上。LIN總線是單線總線，它用12V的隱形電平線與總線，數(shù)據(jù)傳輸能達到的最高速度為20Kbit/s，最大傳輸距離為40m。一個LIN網(wǎng)絡包括一個主機節(jié)點和多個從機節(jié)點，主機節(jié)點控制媒體訪問，從機節(jié)點最大可達16個，共有64個標識符。LIN總線可以簡單方便的實現(xiàn)對傳輸速度和實時性要求不高、功能簡單、性能指標要求較低的節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸和控制。LIN總線的這些特點，不僅能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰移漭^低的數(shù)據(jù)傳輸速度和單總線可以減少總線上的功耗，并有效降低由總線帶來的電磁干擾。

其中，各模塊需要使用多種電壓值的電源，如此則需經(jīng)過整流斬波方可得到，在此過程中則不可避免地會在電源處產(chǎn)生干擾。如若主控模塊和無線電監(jiān)測設(shè)備都直接使用風力發(fā)電機、太陽能電池板或者柴油發(fā)電機產(chǎn)生的電能，無線電監(jiān)測設(shè)備就有可能在電源上受到干擾，從而影響監(jiān)測數(shù)據(jù)和結(jié)果。因此設(shè)計，將風力發(fā)電機、太陽能電池板產(chǎn)生的電能首先存儲到蓄電模塊中，再通過蓄電模塊對主控模塊和無線電監(jiān)測設(shè)備供電。蓄電池沒有完全放電時進行充電會使蓄電池的容量不斷減小，而且蓄電池的充電次數(shù)是固定的，頻繁的充電相當于減少電池的使用壽命。如果蓄電模塊只有1組蓄電池組對無線電監(jiān)測設(shè)備和主控制器供電，為了隨時儲存電能，就需要隨時對蓄電池組進行充電，如此，一方面影響蓄電池的容量，另一方面也增加了蓄電池的充電頻率，也即縮短了蓄電池的使用壽命。而采用蓄電池組1和蓄電池組2交替進行充放電就可以有效減少上述情況的發(fā)生，而且對產(chǎn)生的電能儲存也更及時，利用率也更高。通過切換模塊的設(shè)置，一方面，可根據(jù)蓄電池組1、蓄電池組2的電量情況來控制對它們的充放電，以實現(xiàn)蓄電模塊的交替充放電；另一方面也可根據(jù)采集3模塊和采集4模塊對太陽能電池板和風力發(fā)電機的信息采集來實現(xiàn)風力發(fā)電機和太陽能電池板充電比例的控制。當缺乏風光能源時，也可實現(xiàn)全部由柴油發(fā)電機供電?？梢姡鞠到y(tǒng)能既能減少對蓄電池容量的不良影響，延長蓄電池的使用壽命；還能實現(xiàn)對風光電能的充分利用，具有對較強的環(huán)境適應性。

優(yōu)選地，所述蓄電池組1和蓄電池組2均采用磷酸鐵鋰蓄電池。磷酸鐵鋰蓄電池在重量比能量、循環(huán)壽命、充放電效率、安全等較多方面有較大的優(yōu)勢。

優(yōu)選地，所述切塊模塊中設(shè)置有多個二極管。二極管的設(shè)置可起到逆止的作用，防止有關(guān)裝置之間發(fā)生反沖現(xiàn)象。

優(yōu)選地，所述主控制器的主控芯片為STM32LI52VBT6。STM32LI52VBT6芯片工作電壓1.65至3.6V，適應溫度范圍為-40℃至85℃，可以說對電源及使用環(huán)境有著較好的適應性，完全可以滿足使用需求。此芯片在具有豐富資源、可滿足使用需求的基礎(chǔ)上，最大的特點是功耗低，在低功耗模式，工作頻率32KHz時其電流消耗只有9uA，睡眠模式下只有4.4Ua，有著極低的功耗。

優(yōu)選地，所述采集1模塊、所述采集2模塊、所述采集3模塊以及所述采集4模塊均配備有HFV10/25AS霍爾電壓傳感器和ACS712霍爾電流傳感器。HFV10/25AS霍爾電壓傳感器初次級之間是絕緣的，可用于測量直流、交流和脈沖電壓。ACS712霍爾電流傳感器內(nèi)置有精確的偏置的線性霍爾傳感器電路，能輸出與檢測電流成比例的電壓信號。內(nèi)部傳導電阻只有1.2毫歐，噪聲低，具有較低的功率損耗，相應時間快，總輸出誤差為1.5%。

優(yōu)選地，所述LIN總線的收發(fā)器為TJA1020。TJA1020收發(fā)器在LIN總線應用中起物理媒體鏈接的功能，作為LIN主機/從機協(xié)議控制器和LIN傳輸媒體之間的接口。它修整輸出波形以使電磁輻射非常低，且有高抗電磁干擾性。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施方式只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實施方式，均應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。