风光互补发电教学实训系统技术方案

本实用新型专利技术公开了风光互补发电教学实训系统，包括光伏供电装置，风力发电装置、光伏供电单元、风力供电单元、逆变与负载单元和监控计算机。光伏供电装置中的对应端与光伏供电单元对应端相连，风力发电装置的对应端与风力供电单元对应端相连，光伏供电单元、风力供电单元、逆变与负载单元和监控计算机的对应端相连。本实用新型专利技术的有益效果在于，1）为光能和风能的综合利用及光能和风能发电设备的研发、教学实例示范提供了一个很好的平台；2）本实用新型专利技术在对教学用风力发电机尾翼的改进机对实际的风力发电机的具有指导意义。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力设备，尤其涉及一种风光互补发电教学实训系统。
技术介绍
光能和风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。各国都在加大对光能和风能相应发电设备的研究，为了在这个领域培养更多更尖的人才，很多大专院校开设了相应的课程，因此发电教学实训系统对教学效果显得尤为重要。在实际中，光能和风能发电已得到大量应用，但现有发电教学实训系统仅局限于光伏发电系统，更缺乏光能和风能进行互补发电的实训系统。同时现有的光伏发电教学实 训系统还存在一些缺陷，例如模拟太阳光的光源采用多光源而不能像太阳一样升降，且各个光源之间的开启和关闭使得光源方位的改变呈现跳跃性，光源跟踪装置不能进行连续性跟踪，太阳能电池板的发电量也会呈现相应的跳跃性，不能较好地模拟太阳能发电的真实状况。而实际中的风力发电机其尾翼不能调整，这就造成在风力过大时，如果尾翼处于正中位置，就将使机舱正面迎风，转子叶片会过速转动，造成发电设备中相应机构特易损坏。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种光能和风能进行互补发电的实训系统，该系统中的光伏发电系统能很好模拟太阳能发电的真实状况，风力发电系统能根据风力的大小调节尾翼的角度保证叶片转子与风向在一个恰当的角度，使叶片转子得到一个较佳的角度，既可获得较大的风力，又不易使相应的设备由受到损坏。该实训系统由以下技术方案实现所述发电教学实训系统，包括光伏供电装置，风力发电装置、光伏供电单元、风力供电单元、逆变与负载单元和监控计算机组成；所述光伏供电装置主要由太阳能电池板、光源、机架、光源摆杆、光源跟踪传感器以及设置在机架上含有光源摆杆驱动电机的光源摆杆驱动机构和含有仰俯电机及转动电机的光源跟踪机构组成，所述太阳能电池板设置在太阳能跟踪机构上，所述光源跟踪传感器设置在太阳能电池板中部，光源摆杆可转动地连接于机架，所述光源设置在光源摆杆上且与太阳能电池板相对；所述风力发电装置主要由机舱、转子叶片、尾翼、尾翼偏航电机、模拟风源和风速传感器组成，所述转子叶片设置在所述机舱头部，所述尾翼可转动地设置于所述机舱尾部，尾翼偏航电机固定设置于机舱尾部且与尾翼传动连接，模拟风源置于与机舱头部相对位置且间隔一定距离，风速传感器置于机舱头部的前端；太阳能电池板的电能输出端通过电力传输线路与光伏供电单元对应端相连，所述光源、光源摆杆驱动电机、仰俯电机、转动电机的电源开关控制信号及光源跟踪传感器输出信号与光伏供电单兀对应端相连；机舱电能输出端通过电力传输线路与风力供电单兀对应端相连，所述尾翼偏航电机的电源开关控制信号及模拟风源的风速和风向信号通过信号线路与风力供电单元对应端相连；所述逆变与负载单元和风力供电单元对应端分别通过电力传输线路与光伏供电单元的对应端相连，光伏供电单元、风力供电单元和逆变与负载单元的对应端分别通过信号线路与监控计算机的对应端相连。所述发电教学实训系统的进一步涉及在于，所述光源跟踪机构包括可转动支撑架、设置在可转动支撑架上的转动电机、转动减速器、俯仰电机和俯仰减速器，所述转动减速器的输入、输出轴分别与转动电机轴、可转动支撑架的转轴连接，所述俯仰减速器的输入、输出轴分别与俯仰电机轴、太阳能电池板的转轴连接；所述光源摆杆驱动机构包括电机和减速机，所述电机的输出轴与减速机的输入轴连接，减速机的输出轴通过所述转轴与光源摆杆连接。所述发电教学实训系统的进一步涉及在于，所述尾翼偏航电机与尾翼通过齿轮啮合传动进行所述传动连接，所述尾翼偏航电机的转轴上设置有主动齿轮，所述尾翼上设有不完全齿轮，两齿轮相互啮合。所述发电教学实训系统的进一步涉及在于，所述光伏供电单元主要由光伏电源供电模块、触摸屏、DSP控制板、PLC以及蓄电池组成，光伏电源供电模块分别通过信号线路与触摸屏、DSP控制板和PLC的对应端相连，触摸屏与DSP控制板的对应端通过信号线路相连， 所述太阳能电池板的电能输出端通过电力传输线路与DSP控制板的对应端相连，DSP控制板的对应端与蓄电对应端通过电力传输线路相连，摆杆驱动电机、转动电机、俯仰电机、光源的电源开关控制信号及光源跟踪传感器输出信号通过信号线路与PLC对应端相连，DSP控制板和PLC分别与所述监控计算机对应端相连。所述发电教学实训系统的进一步涉及在于，所述光伏供电单元还包括光伏输出显示模块、光伏供电控制操作面板和可调电阻，所述光伏输出显示模块与可调电阻的对应端通过信号线路相连，所述光伏电源信号控制面板与PLC的对应端通过信号线路相连。所述发电教学实训系统的进一步涉及在于，所述风力供电单元主要由风力电源供电模块、触摸屏，DSP控制板和PLC以及变频器组成，风力电源供电模块分别通过信号线路与触摸屏、DSP控制板和PLC的对应端相连，触摸屏与DSP控制板的对应端通过信号线路相连，DSP控制板与蓄电池对应端通过信号线路相连，所述机舱的电能输出端通过电力传输线路与DSP控制板的对应端相连，所述尾翼偏航电机的电源开关控制信号及模拟风源的风速、风向信号通过信号线路与PLC对应端相连，DSP控制板的对应端与蓄电对应端通过电力传输线路相连，DSP控制板和PLC分别与所述监控计算机对应端相连。所述发电教学实训系统的进一步涉及在于，所述风力供电单元主还包括风力输出显示模块、风力供电控制操作面板和可调电阻，风力输出显示模块与可调电阻的对应端通过信号线路相连，风力输出显示模块与PLC对应端通过信号线路相连，风力输出显示模块与所述监控计算机对应端相连。所述发电教学实训系统的进一步涉及在于，所述逆变与负载单元主要由逆变电源供电模块、逆变器、直流负载和交流负载组成，所述逆变电源供电模块与逆变器对应端通过信号线路相连，所述蓄电池、逆变电源供电模块和交流负载与逆变器的对应端通过电力线路相连，逆变电源供电模块与直流负载对应端通过电力线路相连。所述发电教学实训系统的进一步涉及在于，所述逆变与负载单元还包括逆变输出显示模块、逆变器测试模块和变频器，所述逆变输出显示模块、逆变器测试模块分别与逆变器对应端通过信号线路相连，所述交流负载与逆变器对应端之间通过变频器并经信号线路相连。本技术的有益效果在于，I)为光能和风能的综合利用及光能和风能发电设备的研发、教学实例示范提供了一个很好的平台；2)本技术在对教学用风力发电机尾翼的改进机对实际的风力发电机的具有指导意义。附图说明图I是本技术的风光互补发电教学实训系统的结构示意图。图2是图I所示实训系统中的光伏供电装置的结构示意图。图3是图2所示光伏供电装置中的光源跟踪机构结构示意图。图4是图I所示实训系统中的风力发电装置的结构示意图。图5是图4所示风力发电装置中的机舱尾部的局部放大图。 具体实施方式以下结合附图对本专利技术商用灶具进行详细说明。对照图1，本技术的风光互补发电教学实训系统包括这样的六部分光伏供电装置10，风力发电装置20、光伏供电单元40、风力供电单元50、逆变与负载单元60和监控计算机70组成。对照图2，光伏供电装置10主要太阳能电池板16、光源12、机架15、光源摆杆11、光源跟踪传感器13以及设置在机架上光源摆杆驱动机，18和光源跟踪机14组成。太阳能电池板16设置在太阳能跟踪机构16上，由光转变为电的电能由其上的电能输出端输出。光本文档来自技高网...

【技术保护点】
风光互补发电教学实训系统，其特征在于包括光伏供电装置，风力发电装置、光伏供电单元、风力供电单元、逆变与负载单元和监控计算机；所述光伏供电装置主要由太阳能电池板、光源、机架、光源摆杆、光源跟踪传感器以及设置在机架上含有光源摆杆驱动电机的光源摆杆驱动机构和含有仰俯电机及转动电机的光源跟踪机构组成，所述太阳能电池板设置在太阳能跟踪机构上，所述光源跟踪传感器设置在太阳能电池板中部，光源摆杆可转动地连接于机架，所述光源设置在光源摆杆上且与太阳能电池板相对；所述风力发电装置主要由机舱、转子叶片、尾翼、尾翼偏航电机、模拟风源和风速传感器组成，所述转子叶片设置在所述机舱头部，所述尾翼可转动地设置于所述机舱尾部，尾翼偏航电机固定设置于机舱尾部且与尾翼传动连接，模拟风源置于与机舱头部相对位置且间隔一定距离，风速传感器置于机舱头部的前端；太阳能电池板的电能输出端通过电力传输线路与光伏供电单元对应端相连，所述光源、光源摆杆驱动电机、仰俯电机、转动电机的电源开关控制信号及光源跟踪传感器输出信号与光伏供电单元对应端相连；机舱电能输出端通过电力传输线路与风力供电单元对应端相连，所述尾翼偏航电机的电源开关控制信号及模拟风源的风速和风向信号通过信号线路与风力供电单元对应端相连；所述逆变与负载单元和风力供电单元对应端分别通过电力传输线路与光伏供电单元的对应端相连，光伏供电单元、风力供电单元和逆变与负载单元的对应端分别通过信号线路与监控计算机的对应端相连。...

【技术特征摘要】
1.风光互补发电教学实训系统，其特征在于包括光伏供电装置，风力发电装置、光伏供电单元、风力供电单元、逆变与负载单元和监控计算机；所述光伏供电装置主要由太阳能电池板、光源、机架、光源摆杆、光源跟踪传感器以及设置在机架上含有光源摆杆驱动电机的光源摆杆驱动机构和含有仰俯电机及转动电机的光源跟踪机构组成，所述太阳能电池板设置在太阳能跟踪机构上，所述光源跟踪传感器设置在太阳能电池板中部，光源摆杆可转动地连接于机架，所述光源设置在光源摆杆上且与太阳能电池板相对；所述风力发电装置主要由机舱、转子叶片、尾翼、尾翼偏航电机、模拟风源和风速传感器组成，所述转子叶片设置在所述机舱头部，所述尾翼可转动地设置于所述机舱尾部，尾翼偏航电机固定设置于机舱尾部且与尾翼传动连接，模拟风源置于与机舱头部相对位置且间隔一定距离，风速传感器置于机舱头部的前端；太阳能电池板的电能输出端通过电力传输线路与光伏供电单元对应端相连，所述光源、光源摆杆驱动电机、仰俯电机、转动电机的电源开关控制信号及光源跟踪传感器输出信号与光伏供电单元对应端相连；机舱电能输出端通过电力传输线路与风力供电单元对应端相连，所述尾翼偏航电机的电源开关控制信号及模拟风源的风速和风向信号通过信号线路与风力供电单元对应端相连；所述逆变与负载单元和风力供电单元对应端分别通过电力传输线路与光伏供电单元的对应端相连，光伏供电单元、风力供电单元和逆变与负载单元的对应端分别通过信号线路与监控计算机的对应端相连。2.根据权利要求I所述的风光互补发电教学实训系统，其特征在于所述光源跟踪机构包括可转动支撑架、设置在可转动支撑架上的转动电机、转动减速器、俯仰电机和俯仰减速器，所述转动减速器的输入、输出轴分别与转动电机轴、可转动支撑架的转轴连接，所述俯仰减速器的输入、输出轴分别与俯仰电机轴、太阳能电池板的转轴连接；所述光源摆杆驱动机构包括电机和减速机，所述电机的输出轴与减速机的输入轴连接，减速机的输出轴通过所述转轴与光源摆杆连接。3.根据权利要求I所述的风光互补发电教学实训系统，其特征在于所述尾翼偏航电机与尾翼通过齿轮啮合传动进行所述传动连接，所述尾翼偏航电机的转轴上设置有主动齿轮，所述尾翼上设有不完全齿轮，两齿轮相互啮合。4.根据权利要求I所述的风光互补发电教学实训系统，其特征在于所述光伏供电单元主要由光伏电源供电模块、触摸屏、DSP控制板、PLC以及蓄电池组成，光伏电源供电模块分别通过信号线路与触摸...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏庆观，丁猛，吴广德，皇立波，刘蔚钊，蔡娅，
申请(专利权)人：南京康尼科技实业有限公司，
类型：实用新型
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