[實用新型]風光互補發電實訓平臺

有效

• 申請號: 201320402683.4
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN203386382U
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 鄧奕
• 申請（專利權）人: 漢口學院
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G09B23/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能、風能互補發電的教學實訓裝置，具體涉及一種能夠對太陽能和風能進行轉化和控制、并能夠在保證負載供電的同時進行能量存儲的電能系統。

背景技術

目前，現有風光互補教學實訓平臺存在的不足主要有：太陽光跟蹤精度不夠，隨季節、溫度等環境變化，跟蹤裝置適應性不強。光伏系統供電、風力系統發電可靠性不高，運行維護成本高，造價高。發電系統各部分容量配置的不合理使發電系統的可靠性不夠。實驗平臺模塊不夠穩定、形象，大多采用黑盒模式即簡單的輸入輸出，不能充分體現基礎原理性實訓作用。風電和光電獨立系統在資源上的缺陷較多，適應的場所有特殊要求，利用率不大。

發明內容

為了克服現有的風光互補教學實訓平臺跟蹤精度、可靠性、穩定性與面板形象性上的不足,?本實用新型提供一種風光互補發電實訓平臺，該平臺結構簡單、操作便利、且能夠安全穩定地模擬現場，非常利于實訓、教學和培訓。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

風光互補發電實訓平臺，包括風力發電機組、太陽能發電裝置和實訓操作臺三部分；其特征在于：所述風力發電機組包括風機和與風機連接的風力發電機；風力發電機和太陽能發電裝置均與實訓操作臺上的風光互補控制器連接；風光互補控制器分別連接直流負載或蓄電池組，蓄電池組通過離網逆變器與交流負載連接；太陽能發電裝置包括太陽能電池板、太陽能電池板上空懸空設置的可調模擬光源；太陽能電池板設置在二維旋轉支架上，二維旋轉支架的二維方向分別對應設置驅動電機及對應的電機驅動控制模塊；太陽能電池板表面設置追日跟蹤光學傳感器；實訓操作臺通過PLC控制器分別連接傳感器、風光互補控制器和電機驅動控制模塊。

按上述技術方案，所述的實訓操作臺還包括分別與PLC控制器連接的離網逆變控制模塊、蓄電池控制模塊、負載模塊、電機驅動控制模塊、電壓電流檢測模塊、直流穩壓源、模擬光源控制模塊；PLC控制器與PC機相連，PC機設置在實訓操作臺的面板上。

按上述技術方案，所述風光互補控制器中包含太陽能DC/DC控制器和風能DC/DC控制器、以及與兩個DC/DC控制器分別連接的充電管理模塊；充電管理模塊分別連接直流負載或蓄電池組。

按上述技術方案，所述可調模擬光源的模擬光源為多展均勻間隔布置的鹵素燈，各鹵素燈通過懸臂懸掛在門型燈架上，并位于太陽能電池板上方。

該系統是集太陽能、風能及蓄電池等多種能源發電技術及系統智能控制技術為一體的復合可再生能源發電系統，太陽能電池板自動跟蹤模擬光源，真實便利模擬風能和太陽能綜合利用。通過控制器給蓄電池充電，風力發電機模擬風源，通過控制器給蓄電池充電，蓄電池通過逆變器給交流220V負載供電，并通過監控軟件檢測和控制相關設備。在保證負載供電的同時進行能量存儲，充分互補。?

太陽能單元利用太陽能電池板的光伏效應將光能轉換為電能，對蓄電池充電，通過逆變器將直流電轉換為交流電對負載進行供電；燈架上四盞鹵素燈模擬太陽在白天自東向西運動的運行軌跡，接著又自西向東運動，模擬太陽在夜間的運行軌跡。PLC通過太陽能電池板上的追日跟蹤光學傳感器采集模擬光源即太陽的位置信息，根據位置信息進行智能分析判斷，控制太陽能電池板下方的二維電機執行追日的動作，使太陽能電池板始終正對著模擬太陽光源，以提高太陽能電池的發電效率。

風力發電組件通過風力發電機將機械能轉換為電能，通過控制器對蓄電池充電，經過逆變器對負載供電。風機在風光互補中模擬自然界中的風能，考慮到本實訓臺是在室內使用，為了能更加了解風光互補的工作原理，于是采用電機來模擬風，帶動風力發電機產生電能，其中風速可自由調節。

風光互補控制器由太陽能控制器和風能控制器組成，在實訓操作面板上體現為DC/DC與充電管理共同作用。風光互補控制器一方面把調整后的電能送往直流負載或交流負載，另一方面把多余的能量按蓄電池的特性曲線對蓄電池組進行充電，當所發的電不能滿足負載需要時，控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電后，控制器控制蓄電池不被過充。當蓄電池所儲存的電能放完時，控制器控制蓄電池不被過放電，以保護蓄電池。