一、 綜述
本示范項目應用于山東省東營市明潭公園，根據東營地區的年均風力資源密度，年均光照量，待處理水體水質，實施地點的自然環境，綜合考慮水處理，節能，成本，園林景觀等多方面的因素，設計以風光互補新能源發電系統作為系統的供電電源，以超級電容器、閥控密封鉛酸蓄電池等作為系統的儲能設備，以DSP28335作為系統的控制核心，以仿古水車作為系統的提水設備（提水至曝氣生物濾池進行水質處理）。通過此示范項目，研究東營市環流水系的水質保持措施，促進園林環境的科學性綜合可持續發展，同時將此項目做為東營市青少年了解認知新能源發電及儲能的一個培訓基地。
目前項目設計合同已簽訂并執行。項目設計方案得到了東營市城市管理局的認可和好評。項目實施方面，我公司已中標并已簽訂項目實施合同，正在組織實施中。
一、 系統描述
1、DSP28335控制核心
28335型數字信號處理器是TI公司的一款TMS320C28X系列浮點DSP控制器。具有精度高，成本低， 功耗小，性能高，外設集成度高，數據以及程序存儲量大，A/D轉換更精確快速等優點。
TMS320F28335具有150MHz的高速處理能力，具備32位浮點處理單元，6個DMA通道支持ADC、McBSP和 EMIF，有多達18路的PWM輸出，其中有6路為TI特有的更高精度的PWM輸出(HRPWM)，12位16通道ADC。得益于其浮點運算單元，用戶可快速編寫控制算法而無需在處理小數操作上耗費過多的時間和精力。28335與定點C28x控制器軟件兼容，從而簡化軟件開發， 縮短開發周期，降低開發成本。
DSP控制系統為園林水質凈化和新能源示范項目的控制系統的核心，通過對相應電壓，電流等數據的采集和計算，實現對系統總功率和負載功率的監控以及蓄電池及超級電容的充放電的控制，同時實現風光發電，電池儲能，備用市電三種工作模式的切換，實現新能源的最大利用和最大節能。
2、 CAN總線通訊
系統中的各個設備和DSP等控制器之間通過CAN總線實現通訊，保證了實時性，可靠性。
CAN(Controller Area Network)通訊具有以下特點：
（1）CAN協議廢除了站地址編碼,而代之以對通信數據進行編碼,這可使不同的節點同時接收到相同的數據,這些特點使得CAN總線構成的網絡各節點之間的數據通信實時性強,并且容易構成冗余結構,提高系統的可靠性和系統的靈活性。
（2）CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能,以使總線上其他節點的操作不受影響。而且,CAN具有的完善的通信協議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實現,從而大大降低系統開發難度,縮短了開發周期
（3）CAN總線具有通信速率高、容易實現、且性價比高等諸多特點，是一種已形成國際標準的現場總線。
（4）CAN總線廣泛應用于自動控制、航空航天、航海、過程工業、機械工業、紡織機械、農用機械、機器人、數控機床、醫療器械及傳感器等領域發展，是最有發展前途的現場總線之一。
3、 風光互補復合發電系統
我公司綜合研究了東營市的自然氣候條件，以及負載的不同工作狀態，對風光互補發電系統進行了配置和功率選擇。
（1）風機
在風機的選擇上，我公司搭配使用了10KW,5KW等30m塔桿的傳統小型風力發電機組，保證在高空、風速足夠的條件下，使得發電機組的輸出功率盡量能滿足系統的應用要求。同時，我公司還選擇我們自主研發的濃縮風能型風力發電機，該機將稀薄的風能經濃縮風能裝置加速、整流和均勻化后驅動葉輪旋轉發電，從而提高了風能的能流密度，降低了自然風的湍流度，改善了風能的不穩定等弱點，提高了風能品質，并且具備以下特性：
－－-單機輸出功率大
－－-切入風速低
－－-噪聲低
－－-運行安全性高
－－-迎風向導性好
－－-機組使用壽命長
（2）光伏太陽能電池板
在光伏太陽能組件的選擇上，我公司設計并選擇用235W的太陽能光伏組件，20塊為一組進行串聯，組成一個電池方陣，直流電壓輸出600V，經過逆變，輸出交流三相380V，為負載供電。
（3）母線結構
直流母線系統結構簡單，適用范圍廣，但是系統容錯率低，能量浪費比較嚴重，因此，交流母線系統是更佳的選擇。交流母線系統背靠大電網，在風光充足，儲能滿能量的狀態下，可以用于給同一變壓器下的其他負載供電，并且，采用交流母線系統，能量浪費比較少，更符合我們節能環保的要求。
4、復合儲能
復合儲能是國家目前研究的一項重點內容，中科院電工所在北京延慶地區正在籌劃建設一個多發電方式，多儲能配合使用的示范項目，國家主席胡錦濤曾親臨現場進行考察并給予表揚。因此，我公司特將復合儲能引入此系統，以推進公司在復合儲能領域的技術研究及應用。
在可再生能源微電網中配置互補儲能系統，如包括蓄電池儲能單元與超級電容器儲能單元等，以充分發揮功率型儲能與能量型儲能的互補優勢，實現系統整體技術經濟性的提高?；パa儲能系統在容量配置、運行控制和能量管理上要與各儲能單元的性能特點相匹配，并適應微電網并網運行、離網運行等不同運行模式對儲能系統的需求。
為了使儲能系統的設計更加精確合理，我公司聘請中科院電工所負責延慶儲能示范項目的唐西勝博士作為本項目的能量管理系統顧問，經唐博士指導，最終決定，采用超級電容、閥控鉛酸蓄電池的混合儲能方式，此外，作為示范項目，考慮在項目中實現飛輪儲能的應用。儲能方式介紹：
①蓄電池儲能是目前最成熟、最可靠的儲能技術。鉛酸電池具有技術成熟, 可制成大容量存儲系統, 單位能量成本和系統成本低,安全可靠和再利用性好等特點,也是目前最實用的儲能系統,已在小型風力發電、光伏發電系統以及中小型分布式發電系統中獲得廣泛應用。
②超級電容器的電容量很大，功率密度高，使用壽命長，效率高，在維持電壓穩定、抑制電壓波動與閃變、抑制電壓下跌和瞬時斷電供電等方面發揮重要作用。超級電容器儲能系統的接入方式采用并聯的方式，即并聯在配電網系統和負荷之間。一旦出現電壓的異常變化，超級電容器可以通過迅速釋放能量和儲存能量的方式來消除電壓異常變化對整個電網系統及負荷的影響。電網系統通過整流器和逆變器來實現與超級電容器儲能系統的連接，可見，超級電容器儲能系統能大幅優化電能的暫態響應性能。
③飛輪儲能器中沒有任何化學活性物質,也沒有任何化學反應發生。旋轉時的飛輪是純粹的機械運動。飛輪儲能具有效率高、建設周期短、壽命長、高儲能、充放電快捷、充放電次數無限以及無污染等有點。適用于電網調頻和電能質量保障。在此系統中，飛輪儲能不承擔主要的儲能任務。
三、系統的創新性、先進性
本系統的創新性、先進性集中主要有以下幾點：
1、DSP28335作為TI公司最新推出的數字處理芯片，無論是在處理速度、處理精度還是能耗方面，都達到了世界一流水準。
2、風光互補發電作為國家目前重點推動的節能環保發電方式，正在為越來越多的政府部門和企業所認可、接納。
3、多種儲能方式的配合使用是儲能方面主要的研究方向，能更精確的滿足用戶對儲能的要求。
4、風光互補系統和曝氣生物濾池的結合，是兩種節能環保系統的結合，為高能耗的產業提供了一種新的無污染的解決思路。
四、北京中能清源科技有限公司簡介
2010年3月26日注冊在北京，由九名電力傳動與控制領域內資深的行業技術專家、高級經理等共同發起和組建的股份制公司；2011年1月清華大學企業集團參股。將在蘇州設立子公司，立足長三角的優勢發展企業。
在電力電子產業領域，致力于新能源生產、應用接入的核心技術和設備（如逆變器、變流器、變頻器、變換器、電動汽車充電站，系統發電預報預測軟件等）的研發、制造、銷售和服務。結合風力發電、光伏發電等新能源開發及電動汽車充電、分布式電網、高效儲能等領域的核心技術和設備的研制者和供應商。
自主研發2MW雙饋式風電變流器，處于產品化階段；太陽能發電的光伏逆變器55KW至110KW的并聯技術，預研工作完成，樣機開發中。
奉行“知行合一”的團隊文化，打造專業、高效、創新的工程師團隊，預計3-5年打造3-5億元的規模企業，走向國際市場。
