一种多能互补分布式能源互联网教学实验系统技术方案

本实用新型专利技术属于一种多能互补分布式能源互联网教学实验系统。本实用新型专利技术要解决的技术问题是提供一种能系统优化，可进行多种控制策略的模拟的多能互补分布式能源互联网教学实验系统。本实用新型专利技术的技术方案:包括风力发电机组，经电缆接入风机并网控制器，再接入直流母线；储能电池组，经电缆接入双向DC/DC变流器，再接入直流母线，再经过联络逆变器后接入交流母线；光伏电池组，经电缆接入光伏并网逆变器，再接入交流母线；燃料电池发电单元，经电缆接入燃料电池并网逆变器，再接入交流母线；所述交流母线接入电网。本实用新型专利技术的优点在于：集成了多种能源，能实现能源利用率最大；接口开放方便系统扩展；配置了多种保护，操作方便安全。

A multi energy complementary distributed energy internet teaching experiment system

【技术实现步骤摘要】
一种多能互补分布式能源互联网教学实验系统
本技术属于一种教学实验系统，具体涉及一种多能互补分布式能源互联网教学实验系统。
技术介绍
分布式能源作为新兴的可再生能源，正逐步被广泛应用。多种能源和电网构成的多能互补分布式能源系统，是当前分布式能源发展的一个方向，可充分发挥多种能源互补的优势，提高能源利用效率。现有的多能互补分布式能源实验系统大都按照工程设计，造价高，能源仅局限于太阳能和风能，有功功率和无功功率不能调整，运行模式固定，大部分数据不开放，仅用于演示，难以进行系统优化和运行控制策略的研究。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术要解决的技术问题是提供一种能系统优化，可进行多种控制策略的模拟的多能互补分布式能源互联网教学实验系统。本技术多能互补分布式能源互联网教学实验系统采用的技术方案:其特征在于，包括：风力发电机组，经电缆接入风机并网控制器，再接入直流母线；储能电池组，经电缆接入双向DC/DC变流器，再接入直流母线，再经过联络逆变器后接入交流母线；直流负载，经电缆接入直流母线；光伏电池组，经电缆接入光伏并网逆变器，再接入交流母线；燃料电池发电单元，经电缆接入燃料电池并网逆变器，再接入交流母线；交流负载，经电缆接入交流母线；所述交流母线接入电网。所述的风机并网控制器包括不可控整流电路、卸荷电路、控制器电路、PWM脉宽调制驱动电路、BUCK-BOOST升降压直流电路和霍尔元件，所述的不可控整流电路把风机信号整流为直流信号，所述卸荷电路用于防止强风和恶劣天气风机被损坏保护电路，当风机转速过高时，可通过所述卸荷电路分担一部分功率，所述的控制器电路通过控制算法输出PWM波，再经所述PWM脉宽调制驱动电路，控制所述BUCK-BOOST升降压直流电路里的场效应晶体管。所述光伏电池组和所述光伏并网逆变器能将太阳能转化为三相交流电，所述风力发电机组和所述风机并网控制器能将风能转化为直流电，所述燃料电池发电单元和所述燃料电池并网逆变器能将氢能转化为三相交流电，所述储能电池组和所述双向DC/DC变流器能稳定所述直流母线和所述交流母线的电压。所述光伏并网逆变器能实时设置输出的有功功率和无功功率。所述燃料电池堆包括氢气瓶、电磁阀、进气阀和氢燃料电池,所述氢气瓶内装有纯度为99.999的氢气，所述电磁阀用于紧急情况下通过电气控制断开气路，所述进气阀用于手动打开或关闭气路，所述氢燃料电池冷却方式为水冷，可通过氢气和空气催化混合反应，经供电输出接口送出直流电。所述交流负载包括空气源热泵，所述空气源热泵能利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源。所述空气源热泵包括热泵室外机、一号板式换热器、热回收水箱、二号板式换热器、冷冻水水箱、储液器、制冷压缩机、气液分离器、末端风盘、离心泵和四通换向阀，所述制冷压缩机能使所述气液分离器的低温制冷剂压缩成高温制冷剂，所述热泵室外机用于吸入空气进行热交换，所述储液器用于储存部分可用的高品位热能加热冷水，所述一号板式换热器和所述二号板式换热器用于热量交换。本技术多能互补分布式能源互联网教学实验系统的优点在于：集成了太阳能、风能、氢能和空气能等多种能源，能模拟多种运行方式下，通过系统优化和控制策略，实现能源利用率最大；接口开放，可接入其他能源以及负载，方便系统扩展；配置了多种保护，操作方便安全。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术多能互补分布式能源互联网教学实验系统的结构示意图；图2是本技术风机并网控制器的结构示意图；图3是本技术燃料电池堆的结构示意图；图4是本技术空气源热泵的结构示意图。具体实施方式如图1-4所示，本技术涉及的多能互补分布式能源互联网教学实验系统，包括风力发电机组10，经电缆接入风机并网控制器9，再接入直流母线2；储能电池组12，经电缆接入双向DC/DC变流器11，再接入直流母线2，再经过联络逆变器1后接入交流母线3；直流负载13，经电缆接入直流母线2；光伏电池组6，经电缆接入光伏并网逆变器5，再接入交流母线3；燃料电池发电单元8，经电缆接入燃料电池并网逆变器7，再接入交流母线3；交流负载14，经电缆接入交流母线3；所述交流母线3接入电网4。所述的风机并网控制器9包括不可控整流电路16、卸荷电路19、控制器电路17、PWM脉宽调制驱动电路20、BUCK-BOOST升降压直流电路18和霍尔元件21，所述的不可控整流电路16把风机信号整流为直流信号，所述卸荷电路19用于防止强风和恶劣天气风机被损坏保护电路，当风机转速过高时，可通过所述卸荷电路19分担一部分功率，所述的控制器电路17通过控制算法输出PWM波，再经所述PWM脉宽调制驱动电路20，控制所述BUCK-BOOST升降压直流电路18里的场效应晶体管。所述光伏电池组6和所述光伏并网逆变器5能将太阳能转化为三相交流电，所述风力发电机组10和所述风机并网控制器9能将风能转化为直流电，所述燃料电池发电单元8和所述燃料电池并网逆变器7能将氢能转化为三相交流电，所述储能电池组12和所述双向DC/DC变流器11能稳定所述直流母线2和所述交流母线3的电压。所述光伏并网逆变器5能实时设置输出的有功功率和无功功率。所述燃料电池堆8包括氢气瓶24、电磁阀25、进气阀26和氢燃料电池27,所述氢气瓶24内装有纯度为99.999的氢气，所述电磁阀25用于紧急情况下通过电气控制断开气路，所述进气阀26用于手动打开或关闭气路，所述氢燃料电池27冷却方式为水冷，可通过氢气和空气催化混合反应，经供电输出接口送出直流电，而外部供电主要用于为电堆模块散热所消耗。所述交流负载14包括空气源热泵23，所述空气源热泵23能利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源。所述空气源热泵23包括热泵室外机29、一号板式换热器30、热回收水箱31、二号板式换热器32、冷冻水水箱33、储液器34、制冷压缩机35、气液分离器36、末端风盘37、离心泵40和四通换向阀41，所述制冷压缩机35能使所述气液分离器36的低温制冷剂压缩成高温制冷剂，所述热泵室外机29用于吸入空气进行热交换，所述储液器34用于储存部分可用的高品位热能加热冷水，所述一号板式换热器30和所述二号板式换热器32用于热量交换。BMS电池系统俗称之为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。BUCK-BOOST电路是降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。光伏并网逆变器、风机并网控制器、燃料电池并网逆变器、双向DC/DC变流器、联络并网逆变器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多能互补分布式能源互联网教学实验系统，其特征在于，包括：/n风力发电机组（10），经电缆接入风机并网控制器（9），再接入直流母线（2）；/n储能电池组（12），经电缆接入双向DC/DC变流器（11），再接入直流母线（2），再经过联络逆变器（1）后接入交流母线（3）；/n直流负载（13），经电缆接入直流母线（2）；/n光伏电池组（6），经电缆接入光伏并网逆变器（5），再接入交流母线（3）；/n燃料电池发电单元（8），经电缆接入燃料电池并网逆变器（7），再接入交流母线（3）；/n交流负载（14），经电缆接入交流母线（3）；/n所述交流母线（3）接入电网（4）；/n所述的风机并网控制器（9）包括不可控整流电路（16）、卸荷电路（19）、控制器电路（17）、PWM脉宽调制驱动电路（20）、BUCK-BOOST升降压直流电路（18）和霍尔元件（21），所述的不可控整流电路（16）把风机信号整流为直流信号，所述卸荷电路（19）用于防止强风和恶劣天气风机被损坏保护电路，当风机转速过高时，可通过所述卸荷电路（19）分担一部分功率，所述的控制器电路（17）通过控制算法输出PWM波，再经所述PWM脉宽调制驱动电路（20），控制所述BUCK-BOOST升降压直流电路（18）里的场效应晶体管，所述光伏并网逆变器（5）能实时设置输出的有功功率和无功功率；/n所述光伏电池组（6）和所述光伏并网逆变器（5）将太阳能转化为三相交流电，所述风力发电机组（10）和所述风机并网控制器（9）将风能转化为直流电，所述燃料电池发电单元（8）和所述燃料电池并网逆变器（7）将氢能转化为三相交流电，所述储能电池组（12）和所述双向DC/DC变流器（11）稳定所述直流母线（2）和所述交流母线（3）的电压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多能互补分布式能源互联网教学实验系统，其特征在于，包括：
风力发电机组（10），经电缆接入风机并网控制器（9），再接入直流母线（2）；
储能电池组（12），经电缆接入双向DC/DC变流器（11），再接入直流母线（2），再经过联络逆变器（1）后接入交流母线（3）；
直流负载（13），经电缆接入直流母线（2）；
光伏电池组（6），经电缆接入光伏并网逆变器（5），再接入交流母线（3）；
燃料电池发电单元（8），经电缆接入燃料电池并网逆变器（7），再接入交流母线（3）；
交流负载（14），经电缆接入交流母线（3）；
所述交流母线（3）接入电网（4）；
所述的风机并网控制器（9）包括不可控整流电路（16）、卸荷电路（19）、控制器电路（17）、PWM脉宽调制驱动电路（20）、BUCK-BOOST升降压直流电路（18）和霍尔元件（21），所述的不可控整流电路（16）把风机信号整流为直流信号，所述卸荷电路（19）用于防止强风和恶劣天气风机被损坏保护电路，当风机转速过高时，可通过所述卸荷电路（19）分担一部分功率，所述的控制器电路（17）通过控制算法输出PWM波，再经所述PWM脉宽调制驱动电路（20），控制所述BUCK-BOOST升降压直流电路（18）里的场效应晶体管，所述光伏并网逆变器（5）能实时设置输出的有功功率和无功功率；
所述光伏电池组（6）和所述光伏并网逆变器（5）将太阳能转化为三相交流电，所述风力发电机组（10）和所述风机并网控制器（9）将风能转化为直流电，所述燃料电池发电单元（8）和所述燃料电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华圣，段新红，张慧情，陈登科，
申请(专利权)人：浙江天煌科技实业有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33