一种开放式风光互补发电系统实训平台技术方案

本实用新型专利技术公开了一种开放式风光互补发电系统实训平台，包括支架，以及连接在支架上的风力发电单元、太阳能发电单元和双轴光源跟踪单元；太阳能发电单元与双轴光源跟踪单元固定连接，双轴光源跟踪单元根据光源的方向带动太阳能发电单元运动；该装置还包括并离网控制单元和蓄电池，风力发电单元和太阳能发电单元与蓄电池相连。本实用新型专利技术能够实现对太阳移动的跟踪，并离网发电控制的转换和测试，满足多种实验条件的需求，结构简单，为用户提供了较大的自由度，能够有效的提高学生的动手能力，开拓创新性思维。

An open training platform for wind solar hybrid power generation system

The utility model discloses an open type solar power generation system training platform, which comprises a bracket, and a wind power generation unit, connected on the support of solar power generation unit and double light source tracking unit; solar power generation unit and double light source tracking unit is fixedly connected with the double light source tracking unit drives the solar power generation unit according to the movement direction of the light source; and from the network device also comprises a control unit and a battery, the battery power unit is connected with the wind and solar power generation unit. The utility model can realize the movement of the sun tracking, and the conversion network generation control and testing, to meet a variety of experimental conditions, simple structure, to provide users with more freedom, can effectively improve the students' practical ability, innovative thinking.

【技术实现步骤摘要】
一种开放式风光互补发电系统实训平台
本技术涉及电力实验领域，尤其涉及一种开放式风光互补发电系统实训平台。
技术介绍
近年来，现代风力发电技术和太阳能发电技术日臻完善、成本日趋下降，市场份额正不断扩大，在一些地区己风光已成为与常规能源具有一定竞争力的新能源发电方式。目前许多风光互补教学实验平台提供的实验功能主要以验证性教学为主，虽然接线简单方便存在直观性和可视性较差，学生无法了解电路结构和器件组成，这类实验平台难以完成综合性设计实验。在中国技术专利201320722759.1中公开了一种多功能风光互补实验教学装置，包括PLC控制台、能量转换台和负载控制台，他们通过外引导线相连。对比文件中的装置包括风光互补发电还包括PLC控制部分，通过PLC的自主编程可以实现对外接模拟光源、太阳能光伏组件、可调风源的相关控制。对比文件的优点是能够充分的锻炼学生们的动手能力以及编程能力，但是装置功能单一，无法满足多种实验目的的需求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于针对现有技术中功能单一的缺陷，提供一种能够对光源进行跟踪模拟太阳能发电，模拟风源进行风力发电，且能够对并离网发电进行实验的开放式风光互补发电系统实训平台。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本技术提供一种开放式风光互补发电系统实训平台，包括支架，以及设置在支架上的风力发电单元、太阳能发电单元和双轴光源跟踪单元；太阳能发电单元与双轴光源跟踪单元固定连接，双轴光源跟踪单元根据光源的方向带动太阳能发电单元运动；该装置还包括并离网控制单元和蓄电池，风力发电单元和太阳能发电单元与蓄电池相连，并离网控制单元一端与蓄电池相连，另一端与交流电输入相连。进一步地，本技术的并离网控制单元包括并网逆变器和离网逆变器；并网逆变器与电网相连，离网逆变器给220V交流负载供电。进一步地，本技术的装置还包括用于连接测量仪器和实验仪器的开放接口。进一步地，本技术的装置还包括防止蓄电池过充的卸荷单元，卸荷单元与风光互补控制器相连。进一步地，本技术的装置还包括风光互补控制器，风力发电单元和太阳能发电单元通过风光互补控制器与蓄电池相连。进一步地，本技术的装置还包括可转动的模拟光源，模拟光源与风光互补控制器相连。进一步地，本技术的装置还包括可调节大小的模拟风源，模拟风源与风光互补控制器相连。进一步地，本技术的风力发电单元和太阳能发电单元与蓄电池之间设置有防止反充的阻断二极管。进一步地，本技术的装置还包括用于显示电流、电压等实验信息的触摸显示屏。本技术产生的有益效果是：本技术的开放式风光互补发电系统实训平台，通过设置与太阳能发电单元相连的双轴光源跟踪单元，能够实现太阳能发电单元随着光源的移动而对其进行跟踪的功能，能够模拟太阳在一天中不同位置时的情况；通过设置并离网控制单元，能够实现实验环境下对并网和离网情况下的电压、电流控制策略，满足多种实验条件的需求；另外，本装置采用模块化的设计理念，结构简单，为用户提供了较大的自由度，能够有效的提高学生的动手能力，开拓创新性思维。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术实施例的开放式风光互补发电系统实训平台的结构示意图；图2是本技术实施例的开放式风光互补发电系统实训平台并离网控制单元的原理框图；图3是本技术实施例的开放式风光互补发电系统风光互补控制器结构图；图4是本技术实施例的开放式风光互补发电系统实训平台的控制电路设计图；图5是本技术实施例的开放式风光互补发电系统实训平台外型结构图；图中，1-支架，2-风力发电单元，3-太阳能发电单元，4-双轴光源跟踪单元，5-并离网控制单元，6-蓄电池，7-模拟光源，8-模拟风源，501-并网逆变器，502-离网逆变器，9-风光互补控制器，10-外形结构，11-触摸显示屏，12-状态指示灯。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，本技术实施例的开放式风光互补发电系统实训平台，包括支架1，以及设置在支架1上的风力发电单元2、太阳能发电单元3和双轴光源跟踪单元4；太阳能发电单元3与双轴光源跟踪单元4固定连接，双轴光源跟踪单元4根据光源的方向带动太阳能发电单元3运动；S1、S2、S3分别控制太阳能电池、风力发电、并离网控制单元的通断。该装置还包括并离网控制单元5和蓄电池6，风力发电单元2和太阳能发电单元3与蓄电池6相连，并离网控制单元5一端与蓄电池6相连，另一端与交流电输入相连。如图2所示，并离网控制单元5包括并网逆变器501和离网逆变器502；并网逆变器501与电网相连，离网逆变器502给220V交流负载供电。该装置还包括用于连接测量仪器和实验仪器的开放接口，以及防止蓄电池6过充的卸荷单元，卸荷单元与风光互补控制器9相连。装置还包括风光互补控制器，风力发电单元和太阳能发电单元通过风光互补控制器与蓄电池相连。装置还包括可转动的模拟光源，模拟光源与风光互补控制器相连；还包括可调节大小的模拟风源，模拟风源与风光互补控制器相连。风力发电单元2和太阳能发电单元3与蓄电池6之间设置有防止反充的阻断二极管。蓄电池6还连接有防止深度放电的过放保护单元。在本技术的另一个具体实施例中，本装置由模拟风源、风力发电机、双轴光源模拟跟踪平台，太阳能电池板、DSP控制器、电压电流检测板、光伏控制器、离网逆变器、蓄电池电源、交直流电压表、交直流负载器、7寸触摸屏等组成。整个实训装置的资源接口完全给用户开放，用户可自行接线进行二次开发。控制器有多种保护，包括蓄电池反接、蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护，输出短路保护等。如图3所示，风光互补控制器为风光发电系统提供蓄电池充电、放电管理功能，太阳能输出的直流电和风力发电机输出的交流电(需整流)，经过控制器对蓄电池充电。如图3所示，为了显示方便和操作方便，设计了方便快捷的人机界面，采用7寸触摸屏，开关机、电路功能选择、控制参数设定、输入输出参数等均可通过触摸屏设置，触摸屏显示风力发电机电压、太阳能电池电压、蓄电池电压、充/放电电流、温度检测等信息；同时还可以控制模拟光源及太阳能板角度。从而方便掌握基本实验方法与训练基本实验技能，并在此基础上充分运用实验设备对各种电路进行全方位深入研究，探究实际与理想情况产生差异的原因，并思考可能的解决方案。如图3所示，控制器在本实施例中采用DSP处理器，系统采用TMS320F28335型数字信号处理器，该处理器是TI公司的一款TMS320C28X系列浮点DSP控制器。与以往的定点DSP相比，该处理器的精度高，成本低，功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存储量大，A/D转换更精确快速等。因此该处理器能集中控制整个风光互补系统的所有环节包括风力发电、光伏发电、蓄电池供电以及等双轴光源模拟跟踪平台电机转向控制功能。在此基础上设计了并网、离网逆变器的电压、电流控制策略，DSP控制板根据电路功能不同可选发出驱动信号，最多可同时发出6路驱动信号，驱动信号通过驱动电路转换为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开放式风光互补发电系统实训平台，其特征在于，包括支架(1)，以及设置在支架(1)上的风力发电单元(2)、太阳能发电单元(3)和双轴光源跟踪单元(4)；太阳能发电单元(3)与双轴光源跟踪单元(4)固定连接，双轴光源跟踪单元(4)根据光源的方向带动太阳能发电单元(3)运动；该装置还包括并离网控制单元(5)和蓄电池(6)，风力发电单元(2)和太阳能发电单元(3)与蓄电池(6)相连，并离网控制单元(5)一端与蓄电池(6)相连，另一端与交流电输入相连。

【技术特征摘要】
1.一种开放式风光互补发电系统实训平台，其特征在于，包括支架(1)，以及设置在支架(1)上的风力发电单元(2)、太阳能发电单元(3)和双轴光源跟踪单元(4)；太阳能发电单元(3)与双轴光源跟踪单元(4)固定连接，双轴光源跟踪单元(4)根据光源的方向带动太阳能发电单元(3)运动；该装置还包括并离网控制单元(5)和蓄电池(6)，风力发电单元(2)和太阳能发电单元(3)与蓄电池(6)相连，并离网控制单元(5)一端与蓄电池(6)相连，另一端与交流电输入相连。2.根据权利要求1所述的开放式风光互补发电系统实训平台，其特征在于，并离网控制单元(5)包括并网逆变器(501)和离网逆变器(502)；并网逆变器(501)与电网相连，离网逆变器(502)给220V交流负载供电。3.根据权利要求1所述的开放式风光互补发电系统实训平台，其特征在于，该装置还包括用于连接测量仪器和实验仪器的开放接口。4.根据权利要求2所述的开放式风光互补发电系统实训平台，其特征在于，该装置还包括防止蓄电池(6)过充的卸荷单元，卸荷单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国珍，黄磊，马学军，
申请(专利权)人：湖北理工学院，
类型：新型
国别省市：湖北,42