導語：如何才能寫好一篇激光電源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞： ARM； 激光電源； 人機界面； 激光焊接

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）20?0159?04

0 引 言

隨著激光行業(yè)的飛速發(fā)展，激光器已廣泛應用于工業(yè)加工領域，如激光切割、激光打標、激光調阻、激光熱處理等，除此之外還被作為診療設備應用于醫(yī)療領域[1]。激光焊接是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產生的熱量進行焊接的方法，是激光材料加工技術應用的重要方面之一。

基于ARM的數(shù)字化控制系統(tǒng)能夠有效解決激光器的準確、穩(wěn)定和可靠性問題，數(shù)字化、智能化是激光器的必然發(fā)展方向。使用ARM對激光電源進行功能擴展控制，能有效提高電源的性價比，簡化激光電源的硬件結構，增強整機的自動化程度，為整機的功能擴展提供了有利條件[2?3]。本文重點針對激光焊接應用中的激光電源控制系統(tǒng)進行功能擴展設計，利用ARM控制激光電源的系統(tǒng)設置，包括開關控制、激光參數(shù)設置、光柵控制、光閥控制、溫度控制等，有效地解決了激光器在焊接過程中的準確、穩(wěn)定和可靠性問題，同時增設人機界面（HMI）顯示控制的友好界面，使用起來更加方便。

1 激光電源的控制功能要求

激光焊接目前已涉及航空航天、武器制造、船舶制造、汽車制造、壓力容器制造、民用及醫(yī)用等多個領域[4]，因此激光電源在激光焊接工藝中應用時具有其獨特的設計需求，除了激光發(fā)生器的性能要高外，還要求其具有高效率、高可靠性、工作壽命長等優(yōu)點[5]，實際應用中的激光電源產品還需要對其控制系統(tǒng)進行功能擴展和優(yōu)化，設計主要從以下幾個方面進行考慮：

1.1 顯示和控制

傳統(tǒng)激光器的顯示屏多采用點陣液晶顯示，由于液晶顯示屏只能單純作顯示設備使用，所以系統(tǒng)需要利用鍵盤或按鍵作為輸入設備，對激光光源的參數(shù)進行設置。這里采用人機界面（即觸摸屏）作為顯示和控制界面，操作更加方便，界面也更加友好。以ARM作為CPU來對系統(tǒng)進行控制，可以對輸出的激光脈沖波形進行精確控制，滿足不同工件的焊接要求。

1.2 散熱

激光電源的許多參數(shù)（如波長、閾值電流、效率和壽命）都與溫度密切相關，因此希望盡可能低而穩(wěn)定的工作溫度。實驗表明，當工作環(huán)境溫度升高時，激光電源的輸出功率將降低，且激光電源外殼每升高30 ℃，使用壽命將減少一個數(shù)量級[6?7]。本激光器系統(tǒng)采用水冷的方式進行散熱降溫，因此系統(tǒng)要求具有過溫檢測功能。

1.3 氣閥和光柵

針對激光焊接的實際應用，在焊接的過程中要充分考慮到操作人員的人身健康和安全。因此在設計激光電源控制系統(tǒng)中，還需要綜合考慮其他輔助功能，比如在焊接時高溫會使金屬汽化產生煙霧，同時在焊接過程中激光散射也會對操作人員的眼睛產生影響，因此需增設氣閥控制和光柵控制功能。

氣閥控制的主要功能是，在激光焊接的時候，高溫會讓金屬汽化從而產生煙霧，設置一個空氣泵把產生的煙霧吹走，而且焊接結束后，再延時吹5～10 s。為了在激光焊接的過程中保護操作者的眼睛，要求焊接瞬間光柵閉合，避免焊接時散光輻射人眼，因此系統(tǒng)需具有光柵控制功能。

1.4 光斑調節(jié)

對光斑的控制有兩個要求，一是能夠設置光斑的上、下限；二是能夠通過人機界面調節(jié)光斑的大小，也就是能對光斑的直徑進行調節(jié)。

1.5 精確激光脈沖控制

IGBT功率控制器作為主開關器件用于控制激光燈的輸出脈沖[8?9]。一般的激光電源多采用單段方形的激光脈沖，激光打出的焊點可能會出現(xiàn)濺射、坑洼、穿孔等現(xiàn)象。

激光焊接的基本原理為：

（1）金屬表面活化，前期預熱，避免加熱過快讓金屬表面濺射；

（2）激光打在金屬表面初期，需要較大的功率讓金屬表面融解；

（3）表層金屬融解后，進行深層融解過程中，就不在需要這么大功率，否則會出現(xiàn)很大熔池，這時需要適當降低功率，才能保證金屬熔池不繼續(xù)擴大；

（4）當達到需要的融解深度時，如果直接切斷激光，熔池表層硬化閉合可能會出現(xiàn)氣孔等現(xiàn)象，這時需要進一步降低激光功率，緩慢淡出激光功率，才可以讓熔池中融解的金屬回流凝固，保證激光焊點的平整。

2 器件選型和系統(tǒng)硬件組成

2.1 主要器件的選型

（1）CPU選型。系統(tǒng)控制單元的核心是完成控制任務所必須的關鍵電路，本設計以集成ARM公司高性能“Cortex?M3”內核的STM32F101C8T6為核心來設計激光電源的數(shù)字控制系統(tǒng)，發(fā)揮其高速、低功耗的功能，可以實現(xiàn)各種復雜控制功能，同時簡化激光電源控制部分的硬件結構，增強了自動化程度和功能擴展能力。

（2）人機界面選型。人機界面選用的是型號為FE2070的4線工業(yè)電阻觸摸屏，用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離式按鍵控制和液晶顯示，用戶只要用手指輕輕地觸碰顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對主機的操作，從而使激光電源的人機交互更為直截了當。

2.2 系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)的控制指令是由CPU發(fā)出的，負責系統(tǒng)的顯示和各項控制。STM32F101C8T6有3串口：一個連接IGBT控制板，一個連接HMI通信，一個連接PC用于控制系統(tǒng)升級。系統(tǒng)的硬件電路整體結構框圖如圖1所示。

激光器的開啟和預燃使用腳踏開關來實現(xiàn)，激光電源開光柵控制即為一個光柵開關，光柵電源的要求是當開機后，踩下腳踏開關，光柵電源就打開。光柵控制通過光耦輸出后，通過一個三極管來控制15 V電源的通斷，從而控制光柵的開閉。激光電源中光斑的大小是通過驅動步進電機來實現(xiàn)的，步進電機控制透鏡的移動，從而調整激光的焦距，實現(xiàn)光斑調節(jié)。硬件電路中，光斑控制通過一個3PIN插座控制步進電機調節(jié)光斑直徑，為脈沖方向控制，三個PIN分別為GND，方向和脈沖。氣閥控制用于控制氣閥的開啟，報警檢測主要用于過溫檢測。

3 軟件實現(xiàn)

系統(tǒng)軟件主要分為三個部分：Modbus RTU通信處理程序，負責和HMI的通信；操作流程控制，瞬變脈沖的輸出；數(shù)字輸入和輸出量的處理；STM32的內部資源、FLASH容量和SRAM容量都比51單片機要豐富，對于本系統(tǒng)，非常適合用實時操作系統(tǒng)進行軟件的編寫，所以本系統(tǒng)采用了Keil自帶的RTX實時操作系統(tǒng)，共開啟了4個進程：Task_init（），Task1_Modbus（），Task2_LaserCTL（）和Task3_IO（）；基本軟件流程圖如圖2所示。

4 調試結果

4.1 人機界面控制調試

圖3顯示的是系統(tǒng)搭建完成后液晶控制觸摸屏上顯示調節(jié)光斑直徑的界面。在該界面上通過增、減調節(jié)，在上、下限范圍內設置光斑直徑的實際值。內部是通過控制步進電機調整透鏡位置，調整激光焦距，從而使光斑直徑發(fā)生改變。

在圖3觸摸屏界面中，點擊“光閘設置”可以進入光閘控制的設置界面，如圖4所示，智能光閘控制，ms級時間內的延遲時間可根據(jù)需求定制，保證完全遮光，功能穩(wěn)定，而且操作界面顯示和設置都非常友好方便。

設置激光輸出參數(shù)的界面如圖5所示。

共有99組參數(shù)設置，可以對15段波形編程，兩組參數(shù)切換，能滿足使用者的各種需求。使用觸摸屏控制，人機界面十分友好、操作功能強大，并且可實現(xiàn)用戶的遠程操作，因為觸摸屏可遠離激光設備使用。

4.2 脈沖控制調試

針對以上問題，設計的這款激光電源控制器，可以控制每個打出的激光脈沖的功率，并對單個激光脈沖，進行精確分段，每段設置，保證焊點光滑平整。圖6是針對某種焊接工件給的激光波形預覽。

實際使用中，可以根據(jù)焊接工件的要求，設計不同的波形和焊接頻率，例如針對金屬激光切割，可以設置單段很大電路的激光脈沖和高頻率的波形。

4.3 激光焊接結果

理想的激光電源是提高激光供能系統(tǒng)效率的關鍵[10]，利用本設計實現(xiàn)的激光電源具有很好的焊接效果。圖7是焊接成品圖示，從細節(jié)圖中可以看出焊后外觀精美，結合度高，效果理想，很好地實現(xiàn)了設計目的。

5 結 語

激光電源的功能擴展控制系統(tǒng)主要針對激光焊接行業(yè)設計，具有控制簡單、精確度高、穩(wěn)定性好、符合人機工程學等優(yōu)點。隨著激光焊接行業(yè)的蓬勃發(fā)展，該系統(tǒng)的成本較低，具有很好的市場優(yōu)勢。

參考文獻

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[3] 吳政敏，黃維玲，馬新敏，等.激光電源中DSP數(shù)字控制技術的研究[J].激光雜志，2003，24（3）：22?23.

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[10] 方毅，徐捷，于鵬.基于ADuC841單片機的激光電源控制電路設計[J].電工電氣，2011（5）：17?20.

篇2

關鍵詞：DSP；TMS320F2812；半導體激光器；恒流源

引言

目前，半導體激光(LD)已廣泛應用于通信、信息檢測、醫(yī)療和精密加工與軍事等許多領域。激光電源是激光裝置的重要組成部分，其性能的好壞直接影響到整個激光器裝置的技術指標。本設計采用受DSP控制的恒流源來為半導體激光器提供電流，在電路中，利用負反饋原理，控制復合功率調整管輸出電流，以達到穩(wěn)定輸出電流的目的。該系統(tǒng)采用電路設計和程序控制算法設計相結合的方法，從多方面對半導體激光器的工作狀態(tài)進行實時檢測和控制，使系統(tǒng)的性能得到很大的改善和提高，有效解決了半導體激光器工作的準確、穩(wěn)定和可靠性問題，進一步提高了半導體激光器的輸出指標。

系統(tǒng)原理

要使激光器輸出穩(wěn)定波長的激光，則要求流過激光器的電流非常穩(wěn)定，所以供電電路選擇低噪聲、穩(wěn)定的恒流源。恒流源電流可以在0A～3A之間連續(xù)可調，以適應不同規(guī)格的激光器。目前，半導體激光器電源的二次開發(fā)中一般采用的都是純硬件電路系統(tǒng)或者單片機控制。隨著嵌入式微處理器的迅猛發(fā)展，基于DSP的數(shù)字化控制能更有效地解決半導體激光工作的穩(wěn)定、準確和可靠性問題。DSP二次開發(fā)的原理如圖1所示。

由DSP輸出的電壓控制信號輸出給運放，經運算放大器放大后輸出，來控制由三極管8050和調整管TIP122組成的復合調整管。調整管的發(fā)射極串聯(lián)一個繼電器和一個大功率采樣電阻。從采樣電阻的兩端取電壓信號送給差分放大電路U2，從而得到取樣電阻上的電壓。

該路電壓信號通過一個電壓跟隨器，進入由DSP控制的ADC的模擬信號輸入通道，由ADC將輸入的模擬信號轉換為數(shù)字信號，再由DSP將轉化的數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)處理。取樣電阻選擇0．15Ω的大功率金屬膜電阻，該電阻要求有較好的溫度系數(shù)。運算放大器U1的放大倍數(shù)決定電流的控制精度，放大倍數(shù)越小，電流的輸出精度越高。同時差分反饋電路U2的放大倍數(shù)也將影響電流的控制精度，其放大倍數(shù)越大，電流的穩(wěn)定度越高，但電流的輸出范圍變小。在控制電壓一定的情況下，準確選擇運算放大器U 1的倍數(shù)和差分反饋電路U2的放大倍數(shù)，將成為決定恒流源的電流輸出精度和電流輸出范圍的重要因素。

TMS320F2812控制系統(tǒng)

該設計電路以數(shù)字信號處理器TMS320F2812為核心。該電源由控制電路、保護電路和主回路等幾部分組成，DSP在其中起核心作用。其控制任務主要為：

1．控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。利用DSP芯片自帶的12位ADC，根據(jù)采樣信號經過PID運算處理后進行控制。數(shù)據(jù)轉換啟動命令由F2812的引腳XF控制，即通過軟件設置引腳XF為高電平，來控制ADC的數(shù)據(jù)

轉換。數(shù)據(jù)轉換完成后，信號BUSY將變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)F2812中斷，將數(shù)據(jù)從16位數(shù)據(jù)線D[15：0]立即讀出。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)碼為二進制補碼，F(xiàn)2812將接收到的數(shù)據(jù)處理后，進行緩存，同時送到LCD實時顯示。

2．采用一片DAC7724芯片與DSP接口。該芯片為4通道12路雙緩沖的DAC，用其中的2路設定輸出電壓基準和電流最大值限制基準。

3．人機接口電路。LCD和8279分別作為外部I／O設備與DSP相連。LCD用來顯示電流、電壓、功率，以及故障顯示和報警。

4．故障檢測。故障檢測電路的中斷信號輸入到DSP的XINT2腳，如果有下降沿的中斷產生，則通過GPIO口線GPl08和GP109，分別檢測過壓、過流信號。

數(shù)字濾波器及系統(tǒng)軟件設計

數(shù)字濾波器設計

針對本項目以往開發(fā)過程中對電流濾波設計存在的不足，現(xiàn)引進基于TMS320F2812的數(shù)字濾波器對電流采樣信號進行濾波。為了快速方便地設計濾波器，直接利用TI公司提供的filter library函數(shù)庫進行設計。設計步驟如下：按照實際任務要求，確定濾波器性能指標；在Matlab中，調用filterlibrary庫中的ezfir函數(shù)，進行仿真；根據(jù)仿真結果，確定各參數(shù)的值；調用filterlibrary庫中的filter．asm DSP匯編程序模塊，并把Matlab中的仿真參數(shù)值復制到程序中，在F2812上實現(xiàn)濾波。

系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)工作流程如圖2所示。上電以后，系統(tǒng)開始自檢，自檢完成后，進入系統(tǒng)初始化，包括DSP、DAC、LCD，以及DSP內部的中斷控制器和計數(shù)器等。系統(tǒng)準備好后，進入開機畫面。開啟鍵盤中斷等待按鍵選擇相應功能。若“參數(shù)設定”為選中狀態(tài)，按下工作鍵，進入“參數(shù)設置”界面，可以對電壓、電流和功率值進行設定。設定完成返回開機畫面，啟動激光器工作。系統(tǒng)進入運行狀態(tài)后，用戶仍然可以在不終止激光器工作的情況下設置新值，設定完備后，激光器按新要求輸出激光。

系統(tǒng)自檢和控制過程中出錯或系統(tǒng)過流、過壓時，會自動調用保護程序。當系統(tǒng)關閉或突然斷電時，為防止激光器兩端電壓驟降為零，系統(tǒng)采取滿關閉方法，其原理是：將采樣值逐步輸出降低，直到降為零才允許關機。

結語

篇3

關鍵詞：風光互補；自發(fā)電；移動電源

中圖分類號：TM914 文I標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0137-01

隨著技術的發(fā)展，移動電源早已成為人們生活中隨處可見的充電設備，它能與智能手機連接實現(xiàn)移動供電的功能，備受年輕人的喜愛。現(xiàn)有的移動電源電量有限，當電源電量使用完后人們必須對它進行充電，才能再次使用，而生活中難免出現(xiàn)在戶外使用移動電源的時候電量不足被迫不能繼續(xù)使用的情況，這給使用帶來了不便，也不能滿足對移動電源的使用和節(jié)能環(huán)保的要求。因此一種適合用于移動電源并且易于和移動電源結合的發(fā)電系統(tǒng)值得研究。

1 研究背景

風能和太陽能是目前最清潔環(huán)保、用之不竭的能源，而太陽能與風能在時間上和地域上都有很強的互補性。據(jù)統(tǒng)計，在l0m高度風能儲量為3.2TW，可利用的超過1.OTW[1]，太陽能資源較豐富地區(qū)達到了國土而積的67%，年平均日照小時達到2000h以上，因此可以利用現(xiàn)有豐富的風能與光能將風光互補發(fā)電系統(tǒng)應用于移動電源，并使該系統(tǒng)輕量化以很好的裝載在移動電源上，來滿足人們日常出行所需。

2 發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種基于風光互補自發(fā)電的移動電源，其特征在于它由電源本體、光電池板、三葉片風車、微型發(fā)電機、伸縮桿、開關組成。所述的電源本體內置有充電電源，本體兩側各設有一個光電池板，光電池板能接受太陽光照射將光轉化為電能存儲到充電電源中；所述的三葉片風車有兩個，分別在下方與微型發(fā)電機相連，三葉片風車轉動帶動微型發(fā)電機發(fā)電，并將電能存儲到充電電源中；所述的伸縮桿上端與微型發(fā)電機相連，伸縮桿可以伸出或縮短；所述的開關用于控制無線傳輸系統(tǒng)的開啟或關閉。

風光互補發(fā)電原理（如圖1所示）。

2.1 電能產生環(huán)節(jié)

電能產生環(huán)節(jié)包括風力發(fā)電和太陽能發(fā)電兩部分。風力發(fā)電部分可通過三葉扇獲取風能轉化為電能；太陽能發(fā)電部分通過光電池板獲取光能轉化為電能。

2.2 電能變換控制環(huán)節(jié)[2]

電能變換控制環(huán)節(jié)由DC/DC變換器、主控制電路等部分構成，是發(fā)電系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。

微型發(fā)電機輸出的交流電需經整流后進入DC/DC變換器，輸出的直流電經過穩(wěn)壓后直接送入DC/DC變換器；光電池板輸出得到的直流電通常要通過1個防反二極管后，再送入DC/DC變換器。

主控制電路通常采用PLC或單片機、DSP等控制芯片，通過控制DC/DC變換器實現(xiàn)功率變換，同時還可對各種信息、參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集、處理，從而實現(xiàn)對耳機設備的保護、風險預警等功能。

2.3 電能存儲消耗環(huán)節(jié)[3]

電能存儲消耗環(huán)節(jié)包括存儲和消耗兩部分。電能的存儲部分由耳機中微型蓄電池承擔，用來消除由于天氣等原因引起的能量供需的不平衡，在整個系統(tǒng)中起到電能調節(jié)和平衡負載的作用。電能的消耗部分主要由直流負載、交流負載組成。用來提供耳機所需要的電能。

3 研究的有益效果

本新型移動電源使人們在使用過程中能將光和風利用起來進行自我供電，克服了傳統(tǒng)移動電源需不斷充電才能循環(huán)供人們使用的缺點，更加滿足了人們的使用需求。

4 具體實施方式

使用本新型移動電源時，將其豎直置于戶外陽光下，手動打開電源本體上的開關，此時電源本體內的電能傳輸系統(tǒng)啟動，使用者可以使用它對手機、電腦等終端設備供電。在有風的情況下，拉伸或者縮短與微型發(fā)電機相連的伸縮桿，調整三葉片風車到合適的高度，本體上的兩個三葉片風車會在風的帶動下旋轉，并同時帶動兩個微型發(fā)電機旋轉發(fā)電，產生的電能會存儲到本體內置的充電電源中，以供人們使用；在有太陽光的情況下，耳機本體兩側的光電池板會接收太陽光的輻射，并將光能轉化成電能存儲到充電電源中，以供人們使用。

5 結論與展望

傳統(tǒng)移動電源一般采用固定充電的方式補充電源，而此新型耳機采用風光互補發(fā)電系統(tǒng)為移動電源充電，充分地利用了自然界中清潔的能源，因此此新型移動電源具有攜帶方便、自行發(fā)電而不受電量約束的特點。

參考文獻

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篇4

（1.中航工業(yè)西安航空計算技術研究所，陜西西安710068；2.北京航空航天大學機械工程及自動化學院，北京100191）

摘要：針對某型號光纖陀螺老煉測試需要長時監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲和故障保護等需求，采用工控機與MC9S12XEP100MAL單片機相結合的方案，設計光纖陀螺供電電源監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實時監(jiān)控12路光纖陀螺供電電源的輸出電壓和輸出電流，且具有數(shù)據(jù)存儲，過壓、欠壓和過流等故障保護功能，達到了預期的技術指標，可以滿足光纖陀螺老煉測試的要求。

關鍵詞 ：光纖陀螺；電源監(jiān)控；MC9S12XEP100MAL；RS 485

中圖分類號：TN86?34；TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）14?0152?04

收稿日期：2014?12?25

基金項目：航空科學基金：機載電子芯片熱模型研究（20100231001）

0 引言

某型號光纖陀螺在老煉測試時往往是多個陀螺成組進行測試，每一個陀螺都由線性隔離電源獨立供電。由于對光纖陀螺的老煉測試一般都在幾十小時，甚至上百小時不間斷，這就要求供電電源連續(xù)可靠地工作。反之，一旦電源過壓、欠壓或者過流就會損壞待測陀螺，造成巨大的經濟損失。因此，對光纖陀螺供電電源進行監(jiān)控，不僅可以實時記錄電源的輸出電壓電流，有利于分析陀螺的工作狀態(tài)，而且在電源出現(xiàn)過壓、欠壓或過流時，可以自動切斷供電電源，從而起到保護光纖陀螺的作用。

本文采用研華的Advantech IPC?610H 工控機作為上位機，基于LabVIEW 設計了12路陀螺電源數(shù)據(jù)監(jiān)控界面及數(shù)據(jù)存儲程序。選取MC9S12XEP100MAL 單片機作為下位機監(jiān)控電路的主控芯片，實現(xiàn)了陀螺電源輸出電壓和輸出電流的實時采集，以及過壓、欠壓和過流等故障保護。采用Modbus協(xié)議的RTU 模式，實現(xiàn)了上位機與下位機的數(shù)據(jù)傳輸。基于上述技術，實現(xiàn)了12 路光纖陀螺供電電源輸出電流和電壓的實時監(jiān)控。

1 光纖陀螺供電電源監(jiān)控系統(tǒng)方案

1.1 技術要求

光纖陀螺供電電源監(jiān)控系統(tǒng)要求能夠監(jiān)控12個光纖陀螺供電電源。這12 個電源均采用朝陽4NIC?X20線性電源，各電源獨立隔離供電。4NIC?X20 線性電源的輸入為AC 220 V，輸出電壓為+5 V和-5 V，兩路的輸出電流最大均為2 A。

具體的技術要求如下：

（1）同時監(jiān)控12個光纖陀螺供電電源；

（2）每一個陀螺供電電源的輸出電壓和輸出電流采樣必須為隔離采樣；

（3）一旦某個電源出現(xiàn)過壓、過流或欠壓故障，電源監(jiān)測系統(tǒng)立即切斷該電源的AC 220 V 輸入，同時進行聲音報警（只有排除故障后，供電系統(tǒng)重新上電才可以恢復供電）；

（4）上位機實時顯示陀螺電源的輸出電壓和電流，并實時記錄各電源的輸出電壓、電流。

1.2 系統(tǒng)方案設計

根據(jù)光纖陀螺供電電源監(jiān)測系統(tǒng)的技術要求，光纖陀螺供電電源監(jiān)測系統(tǒng)方案[1?2]設計如圖1所示。

在圖1中，AC 220 V交流電通過繼電器組控制后為12個光纖陀螺電源供電。監(jiān)控電路分為3組，每組監(jiān)控4個電源，共同檢測12個電源的輸出電流和電壓，一旦檢測到某個電源出現(xiàn)過壓、過流或欠壓等故障，則可以通過控制相應的繼電器實現(xiàn)AC 220 V交流供電的自動切斷，起到保護光纖陀螺的作用。

3組監(jiān)控電路再通過RS 485網(wǎng)絡連接至上位機，實現(xiàn)陀螺電源輸出電壓、電流數(shù)據(jù)的上傳。RS 485 串行數(shù)據(jù)通信卡選用研華的8 端口RS 422/485 通用PCI通信卡PCI?1622CU。上位機采用研華的AdvantechIPC?610H 工控機，實現(xiàn)陀螺電源電壓、電流數(shù)據(jù)的接收、顯示、報警和存儲。

2 監(jiān)控電路設計

光纖陀螺供電電源監(jiān)控電路主要由電流、電壓隔離采樣電路、A/D采樣電路、單片機及其外圍電路、RS 485隔離通信電路、繼電器控制電路和繼電器組構成，如圖2所示。

在圖2 中，每一組監(jiān)控電路可以監(jiān)控4 個陀螺電源。由于每個陀螺電源輸出為+5 V 和-5 V 兩路電壓，監(jiān)控電路需要對8路電壓信號和8路電流信號進行隔離采樣。

2.1 單片機選型

選擇飛思卡爾MC9S12XEP100MAL 單片機作為監(jiān)控電路主控芯片。MC9S12XEP100MAL單片機是飛思卡爾16位單片機，最高總線頻率可達50 MHz，具有16個模擬量輸入通道，轉換精度為12位，可以滿足監(jiān)控電路對8路電壓信號和8路電流信號進行A/D轉換的需要。

2.2 隔離采樣電路設計

電壓采樣電路選取BB公司的變壓器隔離放大電路ISO124 進行陀螺電源輸出電壓的隔離采樣，具體的電路圖如圖3所示。

ISO124 為精密變壓器隔離運放，放大倍數(shù)為1∶1，非常適合陀螺電源輸出+5 V電壓的隔離采樣。

電流采樣電路選取LEM 公司LA25?NP/SP7霍爾電流傳感器進行電流信號的隔離采樣，具體的采樣電路如圖4所示。

LA25?NP/SP7 霍爾電流傳感器的變比為1∶100，原邊額定電流為2.5 A，最高測量頻率為150 kHz。

在圖4中，電阻R3取值為200 Ω，則可以計算出當原邊輸入電流為2 A時，輸出電流信號If1為4 V。

2.3 RS 485通信電路設計

為了提高系統(tǒng)的抗干擾性能，選取集成光電隔離功能的ADM2484作為RS 485通信電路的電平轉換芯片，設計好的隔離通信電路如圖5所示。

2.4 保護電路設計

為了確保光纖陀螺安全可靠地運行，設計了如圖6所示的過壓、過流和欠壓保護電路。

在圖6中，輸出電壓的過壓值設置為+5.5 V，欠壓值設置為+4.5 V，過流值設置為2 A。

當監(jiān)控電路檢測到某個陀螺電源出現(xiàn)過壓、過流或欠壓等故障時，單片機將對應的I/O端口輸出信號IOPA1置為低電平，則光電耦合器TLP121輸出為高電平，使晶體管Q1 導通，繼電器JDQ2 的線圈得電，其常閉觸點JDQ1 斷開，切斷該陀螺電源的AC 220 V 輸入，從而實現(xiàn)陀螺電源出現(xiàn)過壓、過流或欠壓等故障保護。一旦陀螺電源保護，只有整個陀螺電源供電模塊重新上電才可以恢復供電。

3 系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)軟件設計主要包括上位機監(jiān)控軟件及監(jiān)控界面設計、通信協(xié)議設計和下位機軟件設計三部分。

3.1 上位機軟件設計

采用LabVIEW 2013 來設計測控軟件的上位機界面以及與下機位的通信程序。

LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineer?ing Workbench）是一種用圖標代替文本行創(chuàng)建應用程序的圖形化編程語言，提供了很多外觀與傳統(tǒng)儀器（如示波器、萬用表）類似的控件，可用來方便地創(chuàng)建用戶界面，快速輕松采集實際信號、進行分析以確定有用的數(shù)據(jù)、通信或存儲結果[3?4]。設計好的上位機光纖陀螺供電電源監(jiān)控界面如圖7所示。

在圖7中，系統(tǒng)可以同時監(jiān)控12個光纖陀螺供電電源的+5 V 輸出電壓和輸出電流，-5 V 輸出電壓和輸出電流，并且顯示電源的當前工作狀態(tài)，是否出現(xiàn)過壓、過流和欠壓等故障；一旦出現(xiàn)故障，相應的指示燈會由綠色變?yōu)榧t色。

3.2 通信協(xié)議

工控機與下位機單片機之間的通信協(xié)議采用Mod?bus 協(xié)議中的RTU 傳輸模式，波特率為38 400 b/s。其中，工控機作為主機，光纖陀螺供電電源監(jiān)控電路1~3為從機[5?6]。

3.3 下位機軟件設計

下位機軟件設計主要包括系統(tǒng)上電初始化子程序、10 ms中斷子程序，串口數(shù)據(jù)發(fā)送/接收中斷子程序三部分。

（1）上電初始化子程序。系統(tǒng)上電后，首先需要進行系統(tǒng)的初始化設置，包括MC9S12XEP100MAL單片機處理器初始化、A/D采樣模塊初始化、10 ms定時中斷模塊初始化，以及RS 485 串行接口的初始化。初始化程序流程如圖8所示。

（2）10 ms 中斷子程序。在10 ms 中斷子程序中，主要完成4個陀螺電源的8個電壓信號和8個電流信號的采集。10 ms中斷子程序流程如圖9所示。

在圖9中，當10 ms中斷產生進入中斷子程序，單片機對16 個A/D 通道順序進行轉換，并對轉換后的電壓電流數(shù)據(jù)進行處理，然后將其存入對應的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，等待上位機請求數(shù)據(jù)時通過串口發(fā)送返回。電流電壓數(shù)據(jù)處理主要包括將A/D 轉換結果變換成對應的實際電流電壓值，以及進行電壓的過壓、欠壓判斷，電流的過流判斷。一旦出現(xiàn)過壓、欠壓或過流等故障，單片機立即啟動保護電路切斷陀螺電源的AC 220 V輸入。

（3） 串口數(shù)據(jù)發(fā)送/接收中斷子程序。工控機與3 路監(jiān)控電路之間的通信采用主從通信模式，即工控機向3路監(jiān)控電路發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令，監(jiān)控電路在響應主機請求時返回8路電壓信號數(shù)據(jù)、8路電流信號數(shù)據(jù)和陀螺電源的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。為了減少串口數(shù)據(jù)發(fā)送/接收對單片機資源的占用，提高處理的效率，系統(tǒng)采用中斷的方式完成串口數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。串口中斷服務程序流程如圖10所示。在圖10中，當串口中斷產生時，串口中斷服務程序首先判斷串口中斷的來源，進入串行數(shù)據(jù)接收或串行數(shù)據(jù)發(fā)送子程序。發(fā)送數(shù)據(jù)時，從系統(tǒng)的發(fā)送緩存區(qū)讀取數(shù)據(jù)，寫入相應的串口寄存器發(fā)送；接收數(shù)據(jù)時，從相應的串口寄存器讀入數(shù)據(jù)，寫入系統(tǒng)的接收緩存區(qū)。

3.4 數(shù)據(jù)存儲

工控機接收到監(jiān)控電路返回的電流電壓數(shù)據(jù)后，除了將數(shù)據(jù)顯示在監(jiān)控界面中，還定時將數(shù)據(jù)以Excel文件的格式存儲到工控機的硬盤中，以備陀螺電源運行數(shù)據(jù)的查詢。其中，數(shù)據(jù)存儲時間為10 s。

4 結論

本文采用工控機與MC9S12XEP100MAL 單片機相結合的方案，基于LabVIEW編程技術、隔離信號采樣技術，以及RS 485串行通信等技術，實現(xiàn)了光纖陀螺供電電源監(jiān)控系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)可以同時監(jiān)控12路光纖陀螺供電電源的輸出電壓和輸出電流，且具有數(shù)據(jù)存儲，過壓、欠壓和過流等故障保護功能。現(xiàn)場實際應用表明，該光纖陀螺供電電源監(jiān)控系統(tǒng)電流、電壓采樣精度高，數(shù)據(jù)采集和顯示實時性好，故障保護功能可靠，滿足了光纖陀螺老煉測試需要長時間監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄分析和故障保護的要求，達到了預期的技術指標。

參考文獻

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篇5

關鍵詞廣發(fā)發(fā)電系統(tǒng)；網(wǎng)點電壓；調整

大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)在執(zhí)行并網(wǎng)運行時，要求其所占的容量逐步提升，并且對電力系統(tǒng)的影響也逐漸增大。其中需要經常用到的轉換接口是逆變器，在控制PCC電壓時，不能單純的依靠傳統(tǒng)的電力調整方式，要利用經濟實用的PCC電壓升高解決目前問題，同時借助于自身的特點優(yōu)化光伏發(fā)電，提高發(fā)電系統(tǒng)的滲透率。

1光伏發(fā)電系統(tǒng)并未電壓的應用概述

我國最近幾年光伏發(fā)電的技術已經開始走向成熟，同時分布式的光伏在配電網(wǎng)特別是在低壓配電網(wǎng)上出現(xiàn)滲透率不斷上調的狀況。在發(fā)展中出現(xiàn)高光伏的滲透配電，特別在使用時遇到比較弱的反射式低壓配電網(wǎng)形式，出現(xiàn)上述情況的根本原因是受到天氣變化的影響，多云的天氣狀況光伏會出現(xiàn)劇烈波動，接下來就會出現(xiàn)電壓的馬上下降，閃電的出現(xiàn)會影響整個系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性能。以上諸多情況的產生讓光伏承擔較高的承載，很容易初選潮流逆流最終引發(fā)的電壓問題。

控制上述問題如果單純的依靠變壓器或者電力電氣等比較傳統(tǒng)的電壓控制方式，在響應速度不能做出調整的前提下，頻繁快速的額電壓變化不能是不能得以實現(xiàn)。

當前使用中最新的大容量逆變器主要是給電網(wǎng)注入額定的有功功率，也能實現(xiàn)最低的功率因素集中在0.9，在實際有功出力比逆變期額定功率小的情況下，那么剩余的功率能夠在這個過程中實現(xiàn)無功率支持。例如在研究光伏接入引發(fā)的高電壓現(xiàn)象，如果借助于逆變器這一情況不能得到妥善的解決，但是其使用時的經濟效能還是值得肯定的，但是由于低壓配電網(wǎng)中電力阻抗有一定變化形式，導致低壓配電網(wǎng)中的無功調壓效果比電壓等級比較高的網(wǎng)絡小很多，在逆變器正常運行的情況下，網(wǎng)點電壓的控制能力也要受到變壓器或者線路容量這兩項因素制約。

2電壓升高和調高原理

我國傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)主要電力配置方式是從高壓到低壓，配置系統(tǒng)呈現(xiàn)單項配置模式，所以潮流逆轉的配置模式是不允許使用的，一般情況下高壓、中壓的變壓器上面都有著調壓的抽頭，能夠在運行中實現(xiàn)帶載調壓，但是在中壓和低壓部分沒有調壓抽屜，所以調壓時不帶載調壓。使用過程中，為了能夠有效的確保系統(tǒng)的整體安全性能，要求電網(wǎng)運營商需要通過光伏發(fā)電系統(tǒng)模式隔離整個升壓變壓器，讓其接入到低壓或者中壓中，兩網(wǎng)同時運行。

從上一節(jié)能夠了解到，大規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)運行后，會出現(xiàn)PCC電壓偏高的狀況，所以在使用時需要適度的控制PCC電壓。德國常用的VDE AR 4105標準規(guī)定中，就要求不允許中壓并網(wǎng)光伏系統(tǒng)引發(fā)PCC的高壓超過2%，低網(wǎng)則被控制在3%左右。

PCC電壓受到電網(wǎng)電壓、輸出電線路的阻抗參數(shù)、線路的傳授功率等因素限制，在結合光伏發(fā)電系統(tǒng)自身特點的基礎上，最好使用電壓調整，第一先要逐步改善電路出現(xiàn)的阻抗參數(shù)；第二，需要配置儲備能量的相關裝置；第三，在改善輸電路阻抗參數(shù)的過程時控制好光伏發(fā)電系統(tǒng)中的有用功率以及無用功率。在使用時需要考慮一點在使用時前期成本比較大，不能做到經濟適用，因而當前規(guī)?；褂眠€不能馬上實現(xiàn)。在新電網(wǎng)固定中可以調節(jié)光伏在可用功與無用功之間，最好的辦法就是先控制好各類光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過輸出有用功率和無用功率的方法開展，借助于光伏發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中有用功率和無用功率的使用策略，這樣可以在一定程度上面控制好PCC電壓，其實可以這樣理解功率控制的本族本質其實就是電流的流量，所以在研究時可以研究電流的流量控制。

2.1有功電流電源的調整原理及調整方略

1）有功電流的調整原理。光伏發(fā)電并網(wǎng)運行，會出現(xiàn)PCC電壓升高的現(xiàn)象，究其原因是光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量偏大，這必然會產生大量的有功功率，因而在使用時想辦法限制或者減少光伏系統(tǒng)的發(fā)電狀況，能控制整體的電流狀況，讓輸出的電壓在可以控制的范圍內。

2）有功電流的調整方法。限制時運用有功電流限制方略時，要求了解到實驗過程中的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)波形圖，圖2能夠了解到，當PCC本地負被隔離一，PCC能夠在短時間內電壓升高，同時要求電壓調整器控制電壓狀況，增強PCC的整體控制力度，所以控制系統(tǒng)的動態(tài)響應也得到最為有效的控制。電壓調整方式是穩(wěn)態(tài)波形，也就說當前系統(tǒng)是穩(wěn)定運行模式，隨著時間推移輸出的功率正在逐漸減少，電壓整體偏差會出現(xiàn)回歸為零的情況，因而系統(tǒng)功率運行是在單位因子范圍內。

2.2無用功電流電源調整原理

1）調整原理。調整時為了控制住電力最好運用雙二階通用積分器為主要的工具，檢測出PCC電壓的具體相位和浮動數(shù)值，這樣可以在使用是比較粗電壓瞬時的幅值和鎖定后的幅值，所有的誤差在經過P1調節(jié)后最終獲得電壓調節(jié)中的無功補償，疊加設定的武功電流參考后控制逆變器的整體數(shù)值，最終可以實現(xiàn)PCC的動態(tài)調整。

2）調整方法。首先使用時需要先調整好PCC的電壓狀況，調整過程中也呈現(xiàn)出暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的實驗波形圖，有圖可見，在PCC本地負載切除的瞬間，逆變器不能吸收任何功率，因而也就不能在此基礎上調整PCC的功率，電壓值指數(shù)為零以后，系統(tǒng)將不能正常運行單位功率的整體因素，反而會滯后于整體的功率因數(shù)狀況。

3）對比總結。通過上述兩個圖的對比，能夠了解到一點那就是有功電流電壓在調整時，需要比無功電流電壓調整有更快的動態(tài)響應情況，一旦有功電流電壓被調整后，光伏發(fā)電系統(tǒng)依舊作用于單位功率的因數(shù)，反之亦然，將會制約整個單位功率因數(shù)，尤其在控制電壓精度時，有功和無功兩者的控制策略都較好，另外從經濟方面考慮問題，無功控制策略有更好的經濟收益。

篇6

通信基站情況通信基站位于上海長江口外某海島，北緯31.05°~31.29°N，東經121.77°~122.25°，東西長46.3km，南北寬25.9km。根據(jù)參考資料，該地區(qū)的風力和光伏資源情況如表1所示。由表1可知，該基站風力的年可利用能量和可利用小時數(shù)遠大于光伏，因此，該基站重點以風力發(fā)電為主。風力發(fā)電可運行時間長，配合移動通信基站應用，可以做到即發(fā)即用，無需蓄電池存儲，發(fā)電系統(tǒng)利用率高。光伏系統(tǒng)發(fā)電時間短，但比較穩(wěn)定，配合蓄電池組應用充放電模式為通信設備供電。另外，蓄電池放電后的補充電容量也采用光伏發(fā)電。該移動通信基站包括一層機房和室外鐵塔，太陽能電池板安裝于機房屋頂平臺，風機安裝于鐵塔上。光伏發(fā)電系統(tǒng)的占地面積約為300m2。

基站負荷情況因基站設備實際運行負荷值與設計負荷值可能存在差異，建議新能源系統(tǒng)配置設計時，應對同類型場景在用基站負荷進行實測，以基站典型負荷作為設計基礎。智能通風設備共配置2臺，考慮到其間歇工作狀態(tài)，因此暫按1臺設備估算。傳輸設備和監(jiān)控設備均為基站正常配置。新增風光互補系統(tǒng)監(jiān)測設備，參考基站監(jiān)控設備進行估算。根據(jù)前述分析，本方案基站設備以其典型負荷值為基礎依據(jù)，其他設備以參考負荷為依據(jù)，綜合考慮后，基站設計負荷為1635W。另外，風光互補系統(tǒng)的運行周期較長，通信設備可能調換或者擴容，風光互補系統(tǒng)可根據(jù)實際情況進行擴容。

蓄電池容量計算根據(jù)基站業(yè)務需求、地理條件，結合風光互補發(fā)電系統(tǒng)造價以及維護等方面的情況，確定基站設備的后備蓄電池組保障時間為48h。由于目前磷酸鐵鋰電池存在技術和價格問題而尚未普及，成熟的光伏控制器和風機控制器都是基于鉛酸電池充放電模式開發(fā)，專門用于磷酸鐵鋰電池的控制器比較少，也不夠成熟。因此本方案選用膠體類型鉛酸電池，該電池具有充放電次數(shù)多、使用壽命長、高溫適應能力好等特點。風力發(fā)電機、光伏電池板容量配置本方案風光互補系統(tǒng)設計容量分兩部分，一部分為基站設備用電，按風光系統(tǒng)日平均發(fā)電水平分比例配置，風力供電60％，光伏供電40％；另一部分為蓄電池補充電部分，全部由光伏發(fā)電系統(tǒng)提供，補充電容量按光伏發(fā)電系統(tǒng)從電池容量20％充至80％核算，為避免光伏充電容量配置過大，本方案中補充電容量按6天充滿核算。根據(jù)當?shù)貧庀蟛块T提供的月平均風速、月平均日照小時數(shù)以及平均風速修正系數(shù)等，經計算分析，若要維持基站24h全天候運行，風力發(fā)電機和光伏電池板容量配置應如表3所示。

風光互補系統(tǒng)控制策略風光互補發(fā)電系統(tǒng)控制策略主要基于蓄電池管理，以蓄電池電壓為控制核心，根據(jù)蓄電池的狀態(tài)電壓對各個控制器輸出功率進行調節(jié)，詳細如圖2所示。通信設備需要連續(xù)穩(wěn)定的電源供應，而風光互補系統(tǒng)具有不穩(wěn)定性，因此需要依賴電池才能提供系統(tǒng)的穩(wěn)定輸出，所以電池狀態(tài)是系統(tǒng)控制的核心。電池容量的估算有多種方法，與電壓及電流都相關，控制系統(tǒng)中通過算法推算出電池的容量及狀態(tài)。系統(tǒng)運行過程中，除蓄電池放電過低，發(fā)電系統(tǒng)的供電對于通信設備的用電均優(yōu)于蓄電池的充電。系統(tǒng)控制器通過監(jiān)測電池容量控制風光互補控制器的電力輸出，如果蓄電池處于滿容量狀態(tài)，除設備用電外，需將多余的風力和光伏發(fā)電量卸除；如電池容量不足，除設備用電外，其余的風力和光伏發(fā)電量進入充電模式；如連續(xù)數(shù)日風力和陽光資源不佳，在蓄電池放電至容量過低時，為保護電池系統(tǒng)將發(fā)出停機告警信號，并切斷用電設備。當資源恢復，系統(tǒng)監(jiān)測到風光系統(tǒng)有發(fā)電量輸出時，即為電池充電，當充電至電池容量可用時，開始啟動通信設備供電。

基站監(jiān)控系統(tǒng)

一般基站均配置動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)以方便維護人員進行遠程監(jiān)控維護。海島基站由于新增風光互補系統(tǒng)及人員現(xiàn)場維護難度大的特點，監(jiān)控系統(tǒng)需根據(jù)基站特點補充對風光互補發(fā)電系統(tǒng)各控制器的監(jiān)控，包括風力、光伏、氣候監(jiān)測設備，用于記錄相關信息等。此外，由于圖像監(jiān)控的優(yōu)勢，機房內、外安裝視頻監(jiān)控設備分別對通信設備和風光互補系統(tǒng)設備進行圖像監(jiān)控。所有機房環(huán)境監(jiān)控和風光互補系統(tǒng)運行實時信息經基站集中監(jiān)控系統(tǒng)傳送至監(jiān)控中心，供監(jiān)控中心遠程查看及控制。機房環(huán)境監(jiān)控和風光互補系統(tǒng)運行及監(jiān)測信息由于信息量大，監(jiān)控中心存儲不方便，所有原始歷史數(shù)據(jù)均在現(xiàn)場存儲，然后通過無線方式進行遠程查詢、下載。（1）機房環(huán)境監(jiān)控機房環(huán)境監(jiān)控包括對機房內部及外部環(huán)境狀況的監(jiān)控，機房內部環(huán)境狀況包括機房門禁、門磁、機房溫度/濕度、煙霧、水浸等；另外，還包括機房智能通風系統(tǒng)運行狀態(tài)。機房外部環(huán)境狀況主要包括室外溫度、濕度等。通信設備安裝在室內，風力發(fā)電機組和光伏電池板均安裝在室外，室內、外設備的現(xiàn)場情況可以通過實時圖像進行遠程監(jiān)控。（2）風光互補系統(tǒng)監(jiān)控風光互補系統(tǒng)監(jiān)控主要對發(fā)電運行情況進行監(jiān)控，主要內容包括風光互補發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)信息和現(xiàn)場可利用新能源信息等。蓄電池組方面主要包括蓄電池組工作狀態(tài)、電壓、剩余容量、溫度等，風力方面主要包括風力發(fā)電機組運行狀態(tài)，風機控制器輸出電壓、輸出電流、發(fā)電功率、發(fā)電量等信息。光伏方面主要包括光伏發(fā)電模塊運行狀態(tài)，光伏控制器輸出電壓、輸出電流、發(fā)電功率、發(fā)電量等信息?，F(xiàn)場可利用新能源監(jiān)測信息包括現(xiàn)場光輻射量傳感器、塔上風速儀的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)信息。本方案利用集中控制器的無線通信模塊實現(xiàn)電源系統(tǒng)和監(jiān)控中心之間的無線通信和遠程監(jiān)控。遠程監(jiān)控中心能獲得電源系統(tǒng)的工作情況和歷史數(shù)據(jù)，如風力發(fā)電量、太陽能發(fā)電量、蓄電池充放電歷史、系統(tǒng)故障歷史等。積累的歷史數(shù)據(jù)同時存儲于本地并上傳于監(jiān)控中心，便于數(shù)據(jù)分析，為以后其他站點應用做基礎。（3）其他基站配置小型逆變器，用于通信系統(tǒng)調試、搶修等臨時用電。

技術應用特點

風光互補發(fā)電技術應用特點如下。•風光互補發(fā)電技術充分利用海島地區(qū)豐富的自然資源以滿足通信基站的電力需求，相比單獨風力發(fā)電或光伏發(fā)電能獲得更穩(wěn)定的輸出，可配備更少的儲能蓄電池。如需達到更高的供電可靠性，可配置柴油發(fā)電機，在風光互補系統(tǒng)無發(fā)電量時對基站供電。但柴油發(fā)電機組運行后需要維護和補充柴油，而該海島屬于無人島，維護困難。•通信基站負荷連續(xù)平穩(wěn)，風光互補發(fā)電技術應用在各級控制器調節(jié)下保證風能和太陽能優(yōu)先滿足負荷需求，若電能有富余則為蓄電池充電，電能不足則由蓄電池補充。•風光互補發(fā)電系統(tǒng)控制器采用專業(yè)工業(yè)控制器進行深度開發(fā)，能保證電源系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。整個系統(tǒng)的軟件控制充分考慮多種工作情況，采用閉環(huán)控制方式，故障情況下可以自動停止運行?？刂破饕呀浲ㄟ^了實用化驗證，能保證系統(tǒng)正常運行。•風光互補發(fā)電技術充分利用可再生能源，該基站日耗電量為40kWh，年節(jié)約市電量14600kWh，在節(jié)能的同時也實現(xiàn)零排放。同時，該電源系統(tǒng)也為運營商節(jié)約了引入市電的投資和系統(tǒng)維護成本，運營商可以很快收回初期投資。

結束語

篇7

【關鍵詞】廣播電視 信號發(fā)射 全固態(tài)發(fā)射機 電子管發(fā)射機 維修

在廣播電視信號發(fā)射領域中，隨著固態(tài)發(fā)射機技術的不斷提升和發(fā)展而且固態(tài)發(fā)射機具中運行成本低，效率高，性能穩(wěn)定，模塊壽命長和維護量少等優(yōu)點，使全固態(tài)發(fā)射機逐漸代替原有的傳統(tǒng)電子管發(fā)射機在廣播電視信號發(fā)射中是必然的趨勢。全固態(tài)發(fā)射機與傳統(tǒng)的電子管或速調管發(fā)射機相比較，不僅在廣播電視信號發(fā)射的安全性與可靠性方面比較突出，而且日常的故障問題發(fā)生數(shù)量以及在發(fā)射機設備的維護成本費用等方面，都要比電子管發(fā)射機更有優(yōu)勢。本文僅以同方吉兆公司生產的GME1133型UHF3kw大功率合放式全固態(tài)電視發(fā)射機為例，結合我們日常使用該機的情況對其結構原理以及日常故障維護策略進行粗淺分析，以便更深了解固態(tài)發(fā)射機的性能和維護。

1 廣播電視全固態(tài)發(fā)射機的結構原理分析

圖上圖所示的結構原理情況可以看出，在GME根據(jù)上圖所示的結構原理情況根據(jù)上圖所示的結構原理情況可以看出，在GME1133型UHF3kw大功率合放式全固態(tài)電視發(fā)射機的系統(tǒng)結構中，激勵器是整個系統(tǒng)結構中的核心部分，主要有主、備兩臺激勵器共同組成，以在發(fā)射機進行電視信號發(fā)射應用中對其工作運行實現(xiàn)進行支持，對于整個發(fā)射機的工作運行實現(xiàn)具有一定的控制作用。發(fā)射機的激勵器結構部分主要是由視頻以及音頻中頻調制器、DG與DP校正、群時延校正、互調校正和上變頻器、激勵功放裝置、開關電源、控制主單元等結構單元組成。發(fā)射機工作運行過程中，激勵器中的預校正指標主要是通過計算機遠程控制下設置實現(xiàn)的，用于將信息源部分所送的視頻或者是音頻信號送到指定的頻道載波上，同時將載波電平進行放大調整，以推動功率放大器的工作運行，進而推動整個發(fā)射機的工作運行實現(xiàn)。

其次，該全固態(tài)電視發(fā)射機為了實現(xiàn)發(fā)射機的正常工作運行，系統(tǒng)中還設計采用了8個550W功放，采用x4x2的合成方式，從而保證發(fā)射機發(fā)射機輸出的功率在3kw以上。在上述全固態(tài)電視發(fā)射機的功放模塊中，功率放大器結構裝置部分，則在每個功率放大器中設置了四只大功率場的效應管組成功放模塊的末級級構，同時，在發(fā)射機功率放大器的每只大功率場效應管和與之相連接的輸入或者是輸出電路的共同結構形式下，構成發(fā)射機中的單管放大器，并且由兩個大功率場效應管與電路構成的單管放大器和3dB正交電橋的共同作用下，又構成了發(fā)射機中的一組平衡放大器結構單元，最后，通過兩組這樣的平衡放大器與同相的二合成器進行功率合成，其輸出功率大于550W。該功放模塊是高增益，高線性的寬帶功放，在發(fā)射機工作運行應用中具有較好的線性，并且功放一致性比較強，功放過程中可以進行互換應用，進行數(shù)字化升級的便利性也十分突出。

再次，在上述全固態(tài)發(fā)射機的無源部件結構部分中，分配器以及合成器裝置設備都是使用吉賽爾原理或者是懸?guī)ЫY構形式，通過同向一次分配合成的方式在發(fā)射機工作運行中進行分配與合成實現(xiàn)的。這種發(fā)射機的無源部件分配與合成形式，在發(fā)射機工作運行過程中，不僅能夠避免其他固態(tài)發(fā)射機多次合成造成的較大損耗情況，同時合成器與分配器的結構形式也相對比較簡答，沒有其他發(fā)射機結構所具有的復雜性。此外，在發(fā)射機的各功放端口還具有一定的隔離特性，能夠保持26dB以上的隔離度，發(fā)射機無源部件的結構比較緊湊，能夠最大限度的滿足與保證發(fā)射機工作運行過程中功率的輸出。

最后，全固態(tài)發(fā)射機整機設備在工作運行中，所有的工作運行狀態(tài)可以通過主控制單元顯示系統(tǒng)進行顯示，而主控制單元則由功率測量板以及單片機、數(shù)碼表等組成。

2 設備日常維護注意事項

（1 ）發(fā)射機要定期除灰塵，以免灰塵積累過多，風道受阻，造成功放過熱.

（2 ） 機房要保持室溫5～40度范圍，環(huán)境溫度過高或過低，都將影響設備的安全運行.

（3 ）定期對發(fā)射機的各項功能參數(shù)進行檢測，定時巡視運行設備，做好發(fā)射功率，反射功率，駐波比，激勵器輸出功率等相關數(shù)據(jù)的記錄.定期做好激勵器和功放工作參數(shù)的記錄，以便出現(xiàn)故障時對比分析故障原因.

（4） 要經常檢查天饋線，看天線是否有明顯變形，饋線和接頭是否斷裂或受潮進水等.要定期對天線的駐波比進行測試，尤其是在雷雨和大風天氣之后，為了保證設備長期安全運行，要求駐波比不大于1.25.

3.1 故障現(xiàn)象

自動開機失效，手動開機正常；

電控單元和主控單元的通訊不正常，檢查485通訊口、通訊芯片和連接線；

查看電控電源（±9V）是否正常；

檢查主控板、電控板上所有集成塊管腳是否接觸良好，線路板是否有明顯虛焊點

3.2 故障排查

主控單元LCD顯示HIGH VSWR.整機出現(xiàn)過載保護。

檢查天線駐波比。首先連接到假負載判斷天線是否正常，其次用掃頻儀測試天線，

正常1.1.，不能大于1.5.

檢查饋線是否進水，腐蝕。造成反射過大。

檢查發(fā)射機到饋線，饋線到天線的連接處是否有不良接觸。

3.3 故障現(xiàn)象：輸出功率低

檢查射頻輸入電纜接觸是否良好。不良的接觸會造成功放電路輸入，輸出，匹配等多數(shù)參數(shù)發(fā)生改變。引起輸出功率下降。另外四合成器（2）和二合成器中的電容和電感元件損壞或不良接觸，也會造成功率下降。

3 結束語

隨著廣播電視以及電子元件技術的發(fā)展提升，全固態(tài)發(fā)射機已經逐漸成為廣播電視信號發(fā)射中常見的發(fā)射機設備，對其結構原理與常見故障的分析論述，有利于促進固態(tài)發(fā)射機的推廣應用，保證安全可靠性，具有積極作用和意義。

參考文獻

[1] 張洪冰，袁軍，喬忠延，朱.電視發(fā)射機的固態(tài)化改造――10kW9ch雙通道發(fā)射機改為10kW7ch單通道發(fā)射機[J].電視技術.2004（7）.

[2] 劉宏杰.固態(tài)調頻發(fā)射機Harris Platinum Z10的結構、特性及典型故障處理[J].中國有線電視，2010（11）.

[3]張學新，楊青坡，王飛.液冷全固態(tài)電視發(fā)射機的系統(tǒng)構成和性能淺析[J].電視技術，2012（20）.

[4] 韓博，戴廣明，吳亞中.一種新型固態(tài)剛管調制磁控管發(fā)射機[J].現(xiàn)代雷達，2010（7）.

篇8

關鍵詞：光伏電源 微電網(wǎng) 儲能控制

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）08（c）-0031-02

就目前來看，含光伏電源的微電網(wǎng)已經成為了進行可再生能源利用的重要途徑。但在供電可靠性和電能質量方面，微電網(wǎng)的運行仍存在著一定的問題。而采取微電網(wǎng)儲能控制技術進行含光伏電源的微電網(wǎng)的運行控制，則可以有效提高微電網(wǎng)運行的可靠性，從而使該種可再生能源利用形式得到有效應用。

1 含光伏電源的微電網(wǎng)儲能控制問題分析

在并網(wǎng)運行時，由于使用了具有隨機波動性的微電源，含光伏電源的微電網(wǎng)會給配電網(wǎng)帶來電壓波動、諧波和功率波動等電能質量問題，并且容易出現(xiàn)與主電網(wǎng)功率交換不可控問題。而在孤網(wǎng)運行的過程中，含光伏電源的微電網(wǎng)也會出現(xiàn)功率波動等問題，以至于微電網(wǎng)運行的可靠性受到了影響。而采取儲能控制技術可以進行微電網(wǎng)與主電網(wǎng)交換功率的控制，并且改善微電網(wǎng)的電能質量，繼而使微電網(wǎng)的運行更加可靠[1]。因為，微電網(wǎng)儲能的實現(xiàn)，可以進行功率波動的抑制。作為微電網(wǎng)的后備電源，儲能的容量可以根據(jù)功率與容量的關系完成配置，從而使微電網(wǎng)運行的功率波動得到抑制，繼而維持微電網(wǎng)內功率的穩(wěn)定。

2 含光伏電源的微電網(wǎng)儲能控制技術

2.1 微電網(wǎng)儲能容量配置

在含光伏電源的微電網(wǎng)運行的過程中，儲能容量能否得到合理配置將直接影響電網(wǎng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。所以，需要完成微電網(wǎng)儲能容量的合理配置，以便對電網(wǎng)內功率的穩(wěn)定性進行有效控制。而微電網(wǎng)儲能容量的配置與兩方面的因素有關，即光伏出力預測誤差和負荷短期預測誤差。因此，還要對這兩種誤差進行分析，以便合理完成儲能容量的配置。

從理論上來講，由于含光伏電源會為微電網(wǎng)內負荷優(yōu)先供電，所以如果光伏出力預測與負荷預測準確，電網(wǎng)負荷實際需求和光伏實際出力將與預測保持一致。但是，在主電網(wǎng)允許的情況下，光伏電源會進行功率倒送。在微電網(wǎng)內負荷無法完全進行光伏發(fā)電輸出功率的消納時，剩余功率將會經交流母線進入到主電網(wǎng)。而在光伏發(fā)電無法滿足微電網(wǎng)內負荷需求時，主電網(wǎng)又會向微電網(wǎng)提供多余的功率。所以，光伏電源出力應該以滿足微電網(wǎng)內負荷需求為標準，將缺額功率與盈余功率與主電網(wǎng)交換。而微電網(wǎng)與主電網(wǎng)的交換功率則為微電網(wǎng)有功負荷與光伏發(fā)電輸出功率之差[2]。在實際運行中，光伏發(fā)電會受到溫度、濕度和太陽輻射等多種因素的影響，微電網(wǎng)負荷也會受到氣象、預測方法等因素的影響。所以無論是光伏電源出力預測還是微電網(wǎng)負荷變化都具有隨機波動性，存在一定的隨機預測誤差。因此，想要進行微電網(wǎng)與主電網(wǎng)交換功率的控制，還要分析負荷短期預測誤差和光伏出力預測誤差。

2.2 光伏出力預測與負荷短期預測

光伏電源出力與風速、溫度、太陽輻照度和氣壓等多種因素有關，所以進行光伏出力的預測需要考慮到這些因素，以便對實際光伏出力與預測出力之間的誤差進行預測。根據(jù)這一誤差，則可以進行儲能的合理配置，從而通過采取補償預測誤差的方法消除誤差給微電網(wǎng)運行帶來的不良影響。在采取算法進行出力預測誤差的計算時，由于各誤差隨機變量相對獨立，并且服從同概率分布，所以預測誤差也將符合正態(tài)分布。因此在計算時，可以在誤差總體數(shù)據(jù)中隨機抽樣獲取樣本數(shù)據(jù)，并將誤差概率進行正態(tài)分布計算。

所謂的負荷短期預測，其實就是對微電網(wǎng)在短期內的電力需求功率進行預測，以便采取適合的儲能配置方案進行微電網(wǎng)內功率的有效控制。而預測結果會受到時間、氣候和經濟等多個因素的干擾，會產生相應的預測誤差。相較于微電網(wǎng)負荷實際需求，負荷短期預測誤差期望值較小。所以，一旦樣本數(shù)據(jù)夠大，誤差期望值將趨近零，可以為誤差概率分布分許提供便利[3]。在此基礎上，利用概率統(tǒng)計理論分析誤差的概率分布可以發(fā)現(xiàn)，負荷短期預測誤差的概率分布接近正態(tài)分布，因此可以采取正態(tài)分布進行誤差概率的計算。

2.3 微電網(wǎng)的儲能控制

通過分析微電網(wǎng)光伏出力預測與負荷短期預測的誤差，就可以利用區(qū)間估計方法進行微電網(wǎng)儲能的控制。具體來講，就是可以采用儲能分散配置和集中配置方式進行儲能系統(tǒng)的布置，并且進行電網(wǎng)儲能容量的配置。其中，分散配置是根據(jù)微電網(wǎng)內的光伏電源接入情況進行儲能系統(tǒng)的布置，而集中配置是將微電網(wǎng)內的光伏電源當做是一個整體，然后進行儲能系統(tǒng)的整體配置。采取分散配置方式進行電網(wǎng)儲能的控制，需要分別完成各個光伏電源的出力預測誤差分析，并且對電網(wǎng)某一區(qū)域的負荷預測誤差進行分析。而采取集中配置方式進行電網(wǎng)儲能控制，需要分別計算微電網(wǎng)內的光伏電源和負荷，以便計算儲能配置的方差。在計算的過程中，需要將微電網(wǎng)光伏電源整體看成是系統(tǒng)“負的負荷”，以便進行預測誤差的方差的計算。同樣的，微電網(wǎng)內整體負荷短期預測誤差的計算也采取同樣的方法。但需要注意的是，微電網(wǎng)的光伏電源預測誤差與負荷短期預測誤差之間并沒有聯(lián)系，可以分別進行分析和計算。

為了利用儲能系統(tǒng)進行微電網(wǎng)短期功率波動的抑制，需要以每日有光照時間段為區(qū)間進行配置容量的計算。因為，預測誤差必然有一定的隨機性，容易導致樣本誤差失信，所以需要對一定置信區(qū)間的預測誤差進行概率估計，以便獲取可信的預測誤差期望值。同時，這一期望值可以進行預測誤差期望功率的反應，因此可以用于進行儲能輸出功率的配置。但需要注意的是，想要獲取較高的置信水平，就需要進行置信區(qū)間寬度的擴大。而這樣一來，又容易導致置信區(qū)間精確度降低。因此，需要合理進行置信區(qū)間寬度的設置，以便得到精確的儲能配置容量。而采取這一方法進行儲能總配置功率的計算，可以獲得精確的配置值，從而有利于實現(xiàn)含光伏電源的微電網(wǎng)運行的經濟效益[4]。此外，采取這一方法完成微電網(wǎng)儲能容量的配置，也可以進行微電網(wǎng)與主電網(wǎng)功率交換的精確控制，并使微電網(wǎng)運行時產生的功率波動得到較好的抑制。

3 結語

總而言之，在含光伏電源的微電網(wǎng)并網(wǎng)運行或孤網(wǎng)運行的過程中，需要合理進行電網(wǎng)的儲能配置，以便對微電網(wǎng)與主電網(wǎng)交換功率和功率波動進行有效控制。因此，該研究 對含光伏電源的微電網(wǎng)儲能控制技術展開的探討，可以為維持電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供技術指導。

參考文獻

[1] 譚興國.微電網(wǎng)復合儲能柔性控制技術與容量優(yōu)化配置[D].濟南：山東大學，2014.

[2] 韓民曉，王皓界.直流微電網(wǎng)未來供用電領域的重要模式[J].電氣工程學報，2015（5）：1-9.

篇9

1、壓縮機不工作不會導致控制線沒電，控制線沒電才會導致壓縮機不工作，建議到維修站檢查冷媒夠不夠，還有保險絲是否正常。

2、壓縮機，將低壓氣體提升為高壓的一種從動的流體機械。是制冷系統(tǒng)的心臟，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，為制冷循環(huán)提供動力，從而實現(xiàn)壓縮冷凝膨脹蒸發(fā)的制冷循環(huán)。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇10

摘 要 從體育商業(yè)廣告特點出發(fā)對策劃體育商業(yè)廣告時應遵循的原則進行探討。

關鍵詞 體育廣告 策劃原則

一、體育廣告的特點

（一）體育廣告的“明星效應”明顯

體育明星正在打破原有的圈子而涉足于廣告圈，越來越多的體育明星、成為企業(yè)的形象代言人。體育明星通過自己的知名度或個人成就，通過廣告的形式協(xié)助企業(yè)強化體育與傳媒的密切結合，極大地增強了競技體育的觀賞價值和體育明星的榜樣性，也導致以體育明星為核心的體育廣告市場迅速發(fā)展。體育廣告的明星效應明顯是體育廣告最大的特點之一。

（二）大型體育賽事是最好的廣告時機

一項影響力大的體育賽事如奧運會、世界杯足球賽可以吸引全球各地一半以上的體育愛好者的注意，許多企業(yè)都認識到大型比賽背后蘊藏著無限的商機，研究表明，50%以上的觀眾認為更容易記住與奧運相關的廣告或宣傳活動的品牌，從觀眾對奧運相關廣告產品的喜好程度來看，40%以上的觀眾認為會更加喜歡與奧運相關的廣告或宣傳活動的品牌，從觀眾對奧運相關廣告產品的購買度來看，40%以上的觀眾認為會對奧運相關宣傳的品牌增加購買的可能性。

（三）體育廣告呈現(xiàn)出高投入、高風險、高收益的特點

體育廣告不僅需要向各種廣告媒介支付費用，而且還要向體育明星等廣告模特支付高昂的出場費和其他費用，因而其初始投資遠遠高于其他廣告。在世界杯上，僅可口可樂、通用汽車等國際知名企業(yè)的贊助就高達2.98億美元，這還不包括各公司在此期間通過其他渠道做的廣告，可見各大企業(yè)為了推廣自己的品牌進行了高額投入。一旦廣告失敗，達不到預期目的，造成的損失也是相當大的，因此風險性也是相當?shù)母摺?/p>

（四）體育廣告的媒體多樣，可供開發(fā)的媒介資源豐富

體育廣告在廣告的媒體上與一般的廣告有著十分明顯的差別，體育廣告的媒體很多，廣告商通過各種媒介向外傳播廣告信息運動員、體育組織、運動隊、比賽場地、比賽名稱，甚至與此相關的語言都會受到保護，都能產生巨大的廣告效果和經濟效應。

（五）體育廣告不僅讓觀眾了解企業(yè)產品還能領悟企業(yè)文化精神

由于一場精彩的體育比賽能在全球范圍內引起廣泛關注，商家則會通過體育廣告將這種關注轉移到產品信息上，從而借助體育廣告向觀眾傳播要傳播的信息。體育廣告能巧妙地將企業(yè)文化、產品信息和體育比賽融合在一起，讓人感覺到很濃的商業(yè)氣息，同時，還能領悟企業(yè)文化精神。

二、體育廣告的策劃原則

基于體育廣告上面所述的一些特點，在策劃體育廣告時應注意以下幾個原則，從而達到體育廣告宣傳企業(yè)產品的效果。

（一）真實性原則

這一原則是廣告的首要原則、廣告不應對大眾作出可能無法兌現(xiàn)的任何承諾，更不能夸大產品的功能，上世紀七八十年代以來，西方一些國家立法明確規(guī)定，以證人身份出現(xiàn)在廣告中的產品推薦品的真實用戶，其證言必須真實無誤、這一點值得所有廣告的策劃者借鑒、廣的真實性是廣告活動的一項基木要求，尤其是體育廣告必須健康、潔晰、明白，不得以任何形式欺騙用戶和消費者。因此，無論是體育有形產品廣告還是無形產品廣告，商家和體育明星都應向消費者真實、準確地傳遞體育產品的功能質量等信息，樹立企業(yè)良好的形象和口碑，樹立體育明星在廣大體育迷心目中完美的明星風采。

（二）關聯(lián)性原則

關聯(lián)性原則是品牌疊加原理在實際操作中人必須在某一方面與所做廣告的產品有一定的因有某種關聯(lián)，例如，看到NBA的英文縮寫字母，人們就會想到世界最高水平的美國職業(yè)籃球比賽，喬丹一是一位杰出的運動員，所以他就有一定的關聯(lián)性、正如菲爾?耐特所說的：“在60秒內我們不可能解釋太多，但只要喬丹一出現(xiàn)，什么解釋都是多余的”；體操名將莫慧蘭為減肥食品“國氏全營養(yǎng)素”所做的廣告，就是將產品的功能與女子體操運動員需要保持輕盈、苗條體態(tài)的職業(yè)特點相結合。

（三）創(chuàng)意性原則

創(chuàng)意性原則包含兩個方而的含義：一是廣創(chuàng)性，這也是一般的廣告所應遵循從的原則；二是在廣告之中，創(chuàng)意要大于名人，不能使得廣告中本來處于附屬地位的名人反倒喧賓奪主，產品和企業(yè)卻完全沒有受到受眾的關注。產品應該永遠是廣告的中心，倘若受眾看完廣告后，只記住了某個名人做了廣告，至于替什么產品做了廣告，卻絲毫沒有記住，這則名人廣告便是完全失敗的。

（四）連貫性原則

體育俱樂部或體育服務公司在體育廣告中持續(xù)連貫地使用本企業(yè)品牌的象征、主題、造型或形象，以克服這類體育產品廣告中的兩大不足，即體育產品的非實體性和體育服務產品的差異性。而在體育物化產品中，廣告標志的連續(xù)性就更為普遍。例如，李寧體育用品集團公司生產的系列產品，都使用了該公司所特有的品牌標志，消費者只要看到這種標志，就知道是李寧集團公司的產品。

（五）風險性原則

風險性原則是指，廣告主應該認識到，任何一則名人廣告都有其風險所在，風險在于企業(yè)投入了巨大的成本所做的名人廣告是否能得到應有的回報、風險性的另一個含義是，企業(yè)的形象往往從此就會與名人的沉浮榮衰共命運，名人的形象的升減會對企業(yè)造成極大的影響，如體育明星被查出服用興奮劑，這種影響對于企業(yè)而言有時甚至是毀滅性的。

參考文獻：

[1] 潘肖環(huán).體育廣告策略[M].復旦大學出版社.2004.