[發(fā)明專利]新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實驗裝置

有效

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• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103441523A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙仁德;何金奎;吳曉波;辛振
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(華東)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G09B23/18
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 37227
• 代理人: 段秀瑛;王月玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新能源發(fā)電的綜合實驗裝置，具體的說，涉及一種能夠綜合風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電和燃料電池發(fā)電的，能夠進行并網(wǎng)發(fā)電和獨立運行的新能源發(fā)電綜合實驗裝置，裝置中的各功能模塊通過直流母線有機聯(lián)系在一起。

背景技術(shù)

近年來，風(fēng)能、太陽能及燃料電池等新能源的發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，許多學(xué)校開設(shè)了與新能源相關(guān)的課程。為滿足學(xué)生的實驗需求和提高學(xué)生的實踐能力，對新能源實驗裝置的要求越來越高。

現(xiàn)有新能源實驗教學(xué)裝置存在功能單一、擴展性差且價格昂貴的缺點。所謂功能單一、擴展性差是指現(xiàn)有的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電、雙饋風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電和燃料電池等新能源發(fā)電實驗臺均為單一功能的實驗臺。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電實驗臺只能做直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電的相關(guān)實驗，不能做雙饋風(fēng)力發(fā)電相關(guān)實驗，更不能做太陽能發(fā)電和燃料電池發(fā)電實驗。能夠通過并網(wǎng)發(fā)電的不能獨立帶負載運行，能夠獨立帶負載運行的，不能夠并網(wǎng)發(fā)電。因此，學(xué)校建設(shè)新能源實驗室，需要單獨購買直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電實驗平臺、雙饋風(fēng)力發(fā)電實驗平臺、太陽能發(fā)電實驗平臺以及燃料電池實驗平臺，投資較大，而且占用實驗室空間。從而導(dǎo)致設(shè)備和空間的利用率不高。而且，由于實驗裝置分布不同的實驗室，不利于后續(xù)的多能互補發(fā)電、微電網(wǎng)技術(shù)等更高層次的實驗研究。因此急需一種包含直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電、雙饋風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電和燃料電池發(fā)電功能的實驗臺，既可實現(xiàn)獨立帶負載功能亦可實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，以滿足不同實驗?zāi)康牡男枨蟆?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本實用發(fā)明為克服現(xiàn)有新能源發(fā)電實驗裝置功能單一、擴展性差等缺點，提供一種能夠綜合太陽能、風(fēng)能和燃料電池并網(wǎng)發(fā)電且可獨立帶負載運行的共直流母線的新能源發(fā)電實驗裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實驗裝置，包括多個獨立運行的新能源發(fā)電模塊，各個發(fā)電模塊分別通過相應(yīng)的控制模塊并聯(lián)接入直流母線；該裝置還包括并網(wǎng)變換器和獨立帶負載逆變器，所述的并網(wǎng)變換器輸入端與直流母線相連，輸出端與電網(wǎng)相連；所述的獨立帶負載逆變器輸入端與直流母線相連，輸出端與負載相連。

優(yōu)選的是，所述的發(fā)電模塊包括太陽能電池、雙饋風(fēng)力發(fā)電機、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機和燃料電池。

優(yōu)選的是，所述的控制模塊包括太陽能發(fā)電DC/DC控制模塊、雙饋風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機AC/DC控制模塊和燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊。

優(yōu)選的是，所述的太陽能發(fā)電DC/DC控制模塊和燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊采用Boost電路；雙饋風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊采用三相全橋PWM變換電路；直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機AC/DC控制模塊采用三相全橋PWM變換電路或不控整流+Boost電路。

優(yōu)選的是，所述的控制模塊設(shè)有最大功率追蹤控制電路。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為：

（1）新能源發(fā)電模塊包括太陽能電池、雙饋風(fēng)力發(fā)電機、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機和燃料電池，解決了普通新能源發(fā)電裝置的實驗功能單一問題，降低了實驗室建設(shè)成本和實驗室空間成本，提高了實驗室和設(shè)備的利用率；

（2）新能源發(fā)電模塊輸出端通過對應(yīng)控制模塊并聯(lián)接入直流母線，可以與獨立帶負載逆變器相連，實現(xiàn)獨立帶負載運行，亦可與并網(wǎng)逆變器相連，實現(xiàn)并網(wǎng)運行，便于從系統(tǒng)層面上對新能源發(fā)電進行互補供電技術(shù)、微電網(wǎng)控制技術(shù)方面的實驗研究；

（3）實驗裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單便于生產(chǎn)和系統(tǒng)的維護，且便于系統(tǒng)后期擴展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明新能源發(fā)電實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1—電網(wǎng)，2—太陽能電池，3—雙饋風(fēng)力發(fā)電機，4—直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機，5—燃料電池，6—太陽能發(fā)電DC/DC控制模塊，7—雙饋風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊，8—直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機AC/DC控制模塊，9—燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊，10—直流母線，11—并網(wǎng)變換器，12—獨立帶負載逆變器，13—負載

具體實施方式

下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實施方式：