一種用于教學的風光互補發電實訓系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種風光互補發電實訓系統。本實用新型專利技術包括風力發電模擬器、光伏發電模擬器、風機控制器、光伏控制器、系統控制器、蓄電池、離網逆變器、并網逆變器、直流母線、直流負載、交流負載組成，其特征在于：所述的風機控制器、光伏控制器、系統控制器、蓄電池、離網逆變器、并網逆變器、直流負載都匯流于直流母線；所述的風機控制器和光伏控制器均包括主電路和控制電路，系統控制器由單片機控制系統組成，通過測量電路能采集蓄電池電量。能解決風光互補發電系統工程的組建及施工，光伏組件、風力發電機、控制器、逆變器及蓄電池使用的培訓問題，便于控制器做功率跟蹤的編程及整個系統的安裝接線，提高整個培訓裝置的實際工程意義。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種主要應用于新能源專業的風カ發電、光伏發電的學習及實際工程應用培訓的風光互補發電實訓系統。
技術介紹
隨著化石燃料減少，價格的持續上漲，及其使用導致環境污染問題日趨嚴重，太陽能、風能等可再生的，無污染的清潔能源，受到人類越來越多的重視，為實現能源和環境的可持續發展，世界各國均將太陽能光伏發電、風カ發電作為新能源與可再生能源發展的重點。目前，國內太陽能產業、風カ發電裝備產業飛速發展，對于改善我國能源結構有著重大實際意義。但光伏、風カ發電的應用都普遍存在技術應用能力欠缺及能源轉化效率低的問題，目前，對于學習光伏風カ發電工程的組建，提高其轉換效率與實際工程應用緊密結合， 提高工程設計人員及操作人員的理論及操作技能，已成為光伏風カ發電應用與普及急需解決的熱門話題。目前，國內有少數種類的培訓裝置用來培訓風光互補發電系統工程組建及應用，但都只停留在原理上的理解，并無實際工程意義，因此，需要設計出一種系統原理，結構及走線エ藝與實際工程一致的教學用實訓裝置。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種風光互補發電實訓系統培訓裝置，能解決風光互補發電系統工程的組建及施工，光伏組件、風カ發電機、控制器、逆變器及蓄電池使用的培訓問題，便于控制器做功率跟蹤的編程及整個系統的安裝接線，提高整個培訓裝置的實際エ程意義。本技術的目的是通過以下技術方案實現的一種用于教學的風光互補發電實訓系統，包括風カ發電模擬器、光伏發電模擬器、風機控制器、光伏控制器、系統控制器、蓄電池、離網逆變器、并網逆變器、直流母線、直流負載、交流負載組成，其特征在于所述的風機控制器、光伏控制器、系統控制器、蓄電池、離網逆變器、并網逆變器、直流負載都匯流于直流母線；所述的風機控制器和光伏控制器均包括主電路和控制電路，系統控制器由單片機控制系統組成，通過測量電路能采集蓄電池電量。本技術以直流為中心，光伏電池方陣通過光伏控制器與直流母線相連，風カ發電機通過風機控制器與直流母線相連，直流負載直接與直流母線連接，在直流母線處設蓄電池儲能，同時采用離網逆變器、并網逆變器集中逆變的結構形式。蓄電池與直流負載直接連接至直流母線，蓄電池采用浮充電方式，整個系統由系統控制器做監控，系統控制器由單片機控制系統組成，通過測量電路能采集蓄電池電量，根據不同電量控制風光互補系統進入純充電、單供直流用電、單供交流用電、交直流供電、交直流供電并網發電等狀態。離網逆變器將直流母線上的直流電逆變成交流電送給交流負載。并網逆變器將直流母線上的直流電逆變成交流電送給電網。所述的風カ發電模擬器包括風カ發電機、原動機、PLC可編程控制器、調速器、編碼器、同步輪、皮帶，所述的原動機以皮帶傳動方式帶動風力發電機運行模擬風カ發電過程。風カ發電采用電機以皮帶拖動風カ發電機運轉的方式，通過改變原動機的輸出功率來模擬不同風速下風カ發電的運行特性。所述的光伏發電模擬器包括光伏組件、碘鎢燈、追日跟蹤傳感器、ニ維運動機構和支架組成。所述的碘鎢燈可以連續運動，模擬太陽從東至西的運行軌跡，傾角可調模擬不同季節的太陽光輻射角度，根據追日跟蹤傳感器輸出的太陽光的位置信息，控制ニ維機構運動，實現ニ維追日跟蹤功能。光伏發電采用碘鎢燈照射光伏組件模擬太陽能光伏發電，光伏組件安裝于對光角度可自動調節的ニ維運動機構上，光伏組件輸出通過導線連接至光伏控制器。所述的風機控制器、光伏控制器的控制電路與主電路采用可插拔的單片機最小應用系統，方便編寫功率跟蹤程序。本技術能夠根據需要進行風力發電機的安裝調試培訓；風力發電機最大功率點跟蹤控制程序編寫的培訓；光伏組件最大功率點跟蹤控制程序編寫的培訓；風光互補發電系統規劃、設計的培訓；風光互補發電系統走線エ藝及具體布線實訓。 附圖說明圖I是本技術的結構框圖圖2是本技術的風カ發電模擬器結構框圖具體實施方式結合附圖對本技術做進ー步的具體說明如圖I和圖2所示，本技術包括風カ發電模擬器、光伏發電模擬器、風機控制器、光伏控制器、系統控制器、蓄電池、離網逆變器、并網逆變器、直流負載、交流負載組成。風カ發電模擬器由風カ發電機、平板電腦、PLC可編程控制器、調速器、原動機、塔架、同步輪及皮帶組成。通過在平板電腦的組態軟件內輸入風速，平板電腦的串ロ通過PC/PPI線將風速給PLC，PLC將風速信號處理后給調速器控制原動機運行，原動機與風カ發電機通過皮帶連接做功率傳輸，通過以上方式模擬不同風速下風カ發電機的運行特性，風カ發電機發出交流電送給風機控制器電源輸入，風機控制器主電路經ニ極管做整流后經功率管做直流電壓控制送給直流母線，風機控制器控制部分采用可插拔的單片機最小應用系統，方便開發最大功率跟蹤程序。光伏發電模擬器由光伏組件、碘鎢燈、追日跟蹤傳感器、ニ維運動機構和支架組成。碘鎢燈模擬太陽光給光伏組件提供光源，光伏組件固定于ニ維運動機構上，根據追日跟蹤傳感器輸出的太陽光的位置信息，控制ニ維機構運動，使太陽能電池板始終跟隨光源，實現兩軸追日跟蹤功能，達到改變光伏組件輸出電功率的目的，光伏組件發電送給光伏控制器，光伏控制器主電路采用功率管做直流電壓控制，光伏控制器控制部分采用可插拔的單片機最小應用系統，方便開發最大功率跟蹤程序。系統控制器由單片機控制系統組成，通過測量電路能采集蓄電池電量，根據不同電量控制風光互補系統進入純充電、單供直流用電、單供交流用電、交直流供電、交直流供電并網發電等狀態。蓄電池采用風力發電專用密閉鉛酸蓄電池，離網逆變器將直流母線的直流電逆變成交流電送給交流負載，并網逆變器將直流母線的直流電逆變成交流電送給電網 及交流負載。權利要求1.一種用于教學的風光互補發電實訓系統，包括風カ發電模擬器、光伏發電模擬器、風機控制器、光伏控制器、系統控制器、蓄電池、離網逆變器、并網逆變器、直流母線、直流負載、交流負載組成，其特征在干所述的風機控制器、光伏控制器、系統控制器、蓄電池、離網逆變器、并網逆變器、直流負載都匯流于直流母線；所述的風機控制器和光伏控制器均包括主電路和控制電路，系統控制器由單片機控制系統組成，通過測量電路能采集蓄電池電量。2.根據權利要求I所述的用于教學的風光互補發電實訓系統，其特征在于所述的風カ發電模擬器包括風カ發電機、原動機、PLC可編程控制器、調速器、編碼器、同步輪、皮帶，所述的原動機以皮帶傳動方式帶動風力發電機運行模擬風カ發電過程。3.根據權利要求I所述的用于教學的風光互補發電實訓系統，其特征在于所述的光伏發電模擬器包括光伏組件、碘鎢燈、追日跟蹤傳感器、ニ維運動機構和支架組成，所述的碘鎢燈可以連續運動，模擬太陽從東至西的運行軌跡，傾角可調模擬不同季節的太陽光輻射角度，根據追日跟蹤傳感器輸出的太陽光的位置信息，控制ニ維機構運動，實現ニ維追日跟蹤功能。4.根據權利要求I所述的用于教學的風光互補發電實訓系統，其特征在于所述的風機控制器、光伏控制器的控制電路與主電路采用可插拔的單片機最小應用系統。5.根據權利要求2所述的風光互補發電實訓系統，其特征在于風カ發電模擬器采用原動機主軸通過鍵槽方式固定一同步輪,風カ發電機主軸上通過鍵槽方式固定一同步輪,兩同步輪通過同步帶連接傳輸功率。專利摘要本技術涉及一種風光互補發電實訓系統。本技術包括風力發電模擬器、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于教學的風光互補發電實訓系統，包括風力發電模擬器、光伏發電模擬器、風機控制器、光伏控制器、系統控制器、蓄電池、離網逆變器、并網逆變器、直流母線、直流負載、交流負載組成，其特征在于：所述的風機控制器、光伏控制器、系統控制器、蓄電池、離網逆變器、并網逆變器、直流負載都匯流于直流母線；所述的風機控制器和光伏控制器均包括主電路和控制電路，系統控制器由單片機控制系統組成，通過測量電路能采集蓄電池電量。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃華圣，吳勇平，葛華勇，丁付然，
申請(專利權)人：浙江天煌科技實業有限公司，
類型：實用新型
國別省市：