新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置製造方法
2023-10-09 22:05:14 1
新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置，具體的說，涉及一種能夠併網發電和獨立運行的共直流母線的新能源發電實驗裝置，包括多個獨立運行的新能源發電模塊、控制模塊、併網變換器和獨立帶負載逆變器，控制模塊包括太陽能發電DC/DC變換模塊、雙饋風力發電機控制模塊、直驅式風力發電機控制模塊和燃料電池發電控制模塊，能夠實現綜合太陽能、風能和燃料電池併網發電且實現可獨立帶負載運行。
【專利說明】新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種新能源發電的綜合實驗裝置，具體的說，涉及一種能夠綜合風力發電、太陽能發電和燃料電池發電的，能夠進行併網發電和獨立運行的新能源發電綜合實驗裝置，裝置中的各功能模塊通過直流母線有機聯繫在一起。
【背景技術】
[0002]近年來，風能、太陽能及燃料電池等新能源的發電技術的快速發展，許多學校開設了與新能源相關的課程。為滿足學生的實驗需求和提高學生的實踐能力，對新能源實驗裝置的要求越來越高。
[0003]現有新能源實驗教學裝置存在功能單一、擴展性差且價格昂貴的缺點。所謂功能單一、擴展性差是指現有的直驅式風力發電、雙饋風力發電、太陽能發電和燃料電池等新能源發電實驗臺均為單一功能的實驗臺。直驅式風力發電實驗臺只能做直驅式風力發電的相關實驗，不能做雙饋風力發電相關實驗，更不能做太陽能發電和燃料電池發電實驗。能夠通過併網發電的不能獨立帶負載運行，能夠獨立帶負載運行的，不能夠併網發電。因此，學校建設新能源實驗室，需要單獨購買直驅式風力發電實驗平臺、雙饋風力發電實驗平臺、太陽能發電實驗平臺以及燃料電池實驗平臺，投資較大，而且佔用實驗室空間。從而導致設備和空間的利用率不高。而且，由於實驗裝置分布不同的實驗室，不利於後續的多能互補發電、微電網技術等更高層次的實驗研究。因此急需一種包含直驅式風力發電、雙饋風力發電、太陽能發電和燃料電池發電功能的實驗臺，既可實現獨立帶負載功能亦可實現併網發電，以滿足不同實驗目的的需求。
實用新型內容
[0004]本實用實用新型為克服現有新能源發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、風能和燃料電池併網發電且可獨立帶負載運行的共直流母線的新能源發電實驗裝置。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置，包括多個獨立運行的新能源發電模塊，各個發電模塊分別通過相應的控制模塊並聯接入直流母線；該裝置還包括併網變換器和獨立帶負載逆變器，所述的併網變換器輸入端與直流母線相連，輸出端與電網相連；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。
[0006]優選的是，所述的發電模塊包括太陽能電池、雙饋風力發電機、直驅式風力發電機和燃料電池。
[0007]優選的是，所述的控制模塊包括太陽能發電DC/DC控制模塊、雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊、直驅式風力發電機AC/DC控制模塊和燃料電池發電DC/DC控制模塊。
[0008]優選的是，所述的太陽能發電DC/DC控制模塊和燃料電池發電DC/DC控制模塊採用Boost電路；雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊採用三相全橋PWM變換電路；直驅式風力發電機AC/DC控制模塊採用三相全橋PWM變換電路或不控整流+Boost電路。
[0009]優選的是，所述的控制模塊設有最大功率追蹤控制電路。
[0010]本實用新型與現有技術相比的有益效果為:
[0011](I)新能源發電模塊包括太陽能電池、雙饋風力發電機、直驅式風力發電機和燃料電池，解決了普通新能源發電裝置的實驗功能單一問題，降低了實驗室建設成本和實驗室空間成本，提聞了實驗室和設備的利用率；
[0012](2)新能源發電模塊輸出端通過對應控制模塊並聯接入直流母線，可以與獨立帶負載逆變器相連，實現獨立帶負載運行，亦可與併網逆變器相連，實現併網運行，便於從系統層面上對新能源發電進行互補供電技術、微電網控制技術方面的實驗研究；
[0013](3)實驗裝置採用模塊化結構，結構簡單便於生產和系統的維護，且便於系統後期擴展。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型新能源發電實驗裝置的結構示意圖。
[0015]圖中，I —電網，2—太陽能電池，3—雙饋風力發電機，4一直驅式風力發電機，5—燃料電池，6—太陽能發電DC/DC控制模塊，7—雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊，8—直驅式風力發電機AC/DC控制模塊，9一燃料電池發電DC/DC控制模塊，10—直流母線，11—併網變換器，12—獨立帶負載逆變器，13—負載
【具體實施方式】
[0016]下面結合【專利附圖】
【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】:
[0017]參見圖1，一種新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置，包括多個獨立運行的新能源發電模塊，發電模塊包括太陽能電池2、雙饋風力發電機3、直驅式風力發電機4和燃料電池5，各個發電模塊分別通過相應的控制模塊並聯接入直流母線10，控制模塊包括太陽能發電DC/DC控制模塊6、雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊7、直驅式風力發電機AC/DC控制模塊8和燃料電池發電DC/DC控制模塊9 ;該裝置還包括併網變換器11和獨立帶負載逆變器12，所述的併網變換器11輸入端與直流母線10相連，輸出端與電網I相連；所述的獨立帶負載逆變器12輸入端與直流母線10相連，輸出端與負載13相連。
[0018]太陽能發電DC/DC控制模塊6將太陽能電池2發出的直流電能經DC/DC變換電路輸送至直流母線10，燃料電池發電DC/DC控制模塊9將燃料電池5輸出的直流電能輸送至直流母線10。
[0019]雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊7和直驅式風力發電機AC/DC控制模塊8均設有AC/DC轉換電路，雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊7控制雙饋風力發電機3轉子側實現雙向能量傳遞，當雙饋風力發電機3工作在亞同步狀態時，雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊7控制雙饋風力發電機3轉子側從直流母線10上獲取電能；當雙饋風力發電機3工作在超同步狀態時，雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊7將雙饋風力發電機3轉子側輸入的電能輸送到直流母線10。直驅式風力發電機4發出的交流電能經直驅式風力發電機AC/DC控制模塊8轉變為直流電能，輸送至直流母線10。
[0020]控制模塊均設有最大功率追蹤控制電路，太陽能發電DC/DC控制模塊6和燃料電池發電DC/DC控制模塊9採用Boost電路；雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊7採用三相全橋PWM變換電路；直驅式風力發電機AC/DC控制模塊8採用三相全橋PWM變換電路或不控整流+Boost電路。
[0021 ] 將控制模塊的太陽能發電DC/DC控制模塊6、雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊7、直驅式風力發電機AC/DC控制模塊8、燃料電池發電DC/DC控制模塊9均做成掛箱的形式，當需要進行共直流母線的新能源發電實驗時，將相應的控制模塊接入直流母線10，與電網I相連的併網變換器11和與負載13相連的獨立帶負載逆變器12直接固定於實驗平臺上，可分別和同時進行併網發電實驗和獨立帶負載實驗，將新能源發電的實驗設備綜合到一臺實驗裝置上，且具有良好的擴展性。
【權利要求】
1.一種新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置，其特徵在於:包括多個獨立運行的新能源發電模塊，各個發電模塊分別通過相應的控制模塊並聯接入直流母線；該裝置還包括併網變換器和獨立帶負載逆變器，所述的併網變換器輸入端與直流母線相連，輸出端與電網相連；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。
2.根據權利要求1所述的新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置，其特徵在於:所述的發電模塊包括太陽能電池、雙饋風力發電機、直驅式風力發電機和燃料電池。
3.根據權利要求2所述的新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置，其特徵在於:所述的控制模塊包括太陽能發電DC/DC控制模塊、雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊、直驅式風力發電機AC/DC控制模塊和燃料電池發電DC/DC控制模塊。
4.根據權利要求3所述的新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置，其特徵在於:所述的太陽能發電DC/DC控制模塊和燃料電池發電DC/DC控制模塊採用Boost電路；雙饋風力發電機轉子側AC/DC控制模塊採用三相全橋PWM變換電路；直驅式風力發電機AC/DC控制模塊採用三相全橋PWM變換電路或不控整流+Boost電路。
5.根據權利要求1所述的新型模塊化共直流母線的新能源發電綜合實驗裝置，其特徵在於:所述的控制模塊設有最大功率追蹤控制電路。
【文檔編號】H02J3/38GK203406623SQ201320461058
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月31日 優先權日:2013年7月31日
【發明者】趙仁德, 何金奎, 吳曉波, 辛振 申請人:中國石油大學(華東)