專利名稱：一種新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及新能源發(fā)電應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著常規(guī)能源的逐漸衰竭和環(huán)境污染的日益加重，世界各國都在大力倡導(dǎo)發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)。近年來，我國也高度重視新能源的開發(fā)利用，并把加快發(fā)展風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)等可再生能源作為“十一五”時期能源發(fā)展的一項重要戰(zhàn)略。但隨著新能源分布式發(fā)電滲透率的增加，其本身存在的問題也逐步顯現(xiàn)出來，如風(fēng)電功率波動頻率高，可控性差； 光伏并網(wǎng)困難，電能質(zhì)量低等。針對以上問題，一方面需要加強(qiáng)新能源發(fā)電技術(shù)的理論研究以及建模仿真分析，另一方面也需要加緊建設(shè)實際的新能源實驗系統(tǒng)，逐步完善其控制和保護(hù)策略以及通信協(xié)議等，尤其是進(jìn)一步驗證其控制策略的實際運(yùn)行效果。風(fēng)電、光伏等發(fā)電系統(tǒng)是眾多分布式發(fā)電與微網(wǎng)控制技術(shù)物理實驗平臺的重要組成部分，但由于受地理環(huán)境、氣候條件及建設(shè)成本等多方面的影響，在實驗室建造實際的風(fēng)電或光伏等新能源系統(tǒng)，不僅建設(shè)周期長，經(jīng)濟(jì)成本高，而且很難達(dá)到隨時應(yīng)用的要求。由此可見，如何能創(chuàng)設(shè)一種新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)，實屬當(dāng)前本領(lǐng)域的重要研發(fā)課題之一。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)，以方便將其應(yīng)用于新能源發(fā)電技術(shù)的實驗研究，并且操作方便，建設(shè)成本低，不受自然環(huán)境的限制。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)，包括與外部電源連接，用于模擬直流電壓源的AC/DC整流模塊和直流穩(wěn)壓模塊；用于模擬新能源出力或獨立電源出力的DC/AC逆變模塊；用于濾波抗干擾的隔離變壓器；用于實驗系統(tǒng)調(diào)度管理的上層中心控制器；以及用于控制、監(jiān)測和保護(hù)AC/DC整流模塊和DC/AC逆變模塊的底層單元控制器。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)的AC/DC整流模塊、直流穩(wěn)壓模塊、DC/AC逆變模塊和隔離變壓器依次串接。所述上層中心控制器通過專用的通訊網(wǎng)絡(luò)對底層單元控制器進(jìn)行協(xié)調(diào)管理。采用這樣的設(shè)計后，本實用新型相對于建造實際的風(fēng)電、光伏、儲能等分布式電源系統(tǒng)具有以下有益效果I、本實用新型可以在成熟的光伏變流器上經(jīng)過細(xì)小的二次設(shè)計開發(fā)而成，無需風(fēng)電機(jī)組、光伏電池板等“原動機(jī)部分”，相比實際新能源發(fā)電系統(tǒng)大大降低了建設(shè)周期和經(jīng)濟(jì)成本；2、上層中心控制器既可以接收任意可再生能源的功率曲線值(如現(xiàn)場記錄的風(fēng)場出力、光伏電站出力等)，也可以接受可再生能源能量表征指標(biāo)(如測風(fēng)數(shù)據(jù)、光照強(qiáng)度等)，經(jīng)過對應(yīng)函數(shù)關(guān)系計算出其功率曲線值，從而可用于創(chuàng)建模擬新能源出力的通用實驗平臺；3、本實用新型通過接受上層功率曲線指令，可以輸出模擬任意間歇性能源系統(tǒng)的現(xiàn)場出力曲線，控制簡單可靠，不受自然環(huán)境的限制，可以隨時投入運(yùn)行，具備實驗通用性要求；4、本實用新型還可模擬電池儲能、柴發(fā)等分布式電源出力，此時前級AC/DC整流模塊作為恒定直流電壓源，后級DC/AC逆變模塊采取恒壓恒頻控制，為母線提供指定大小的電壓和頻率參考，從而模擬獨立主供電電源系統(tǒng)；5、本實用新型具備基本的光伏變流器功能，能為其它微網(wǎng)實驗系統(tǒng)重用，實現(xiàn)了 裝置復(fù)用，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)研究使用價值。

上述僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖I是本實用新型一種新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)的組成示意圖。
具體實施方式
請參閱圖I所示，本實用新型的新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)，主要包括AC/DC整流模塊I、直流穩(wěn)壓模塊2、DC/AC逆變模塊3、隔離變壓器4、底層單元控制器9以及上層中心控制器10。其中，AC/DC整流模塊I和直流穩(wěn)壓模塊2通過輸入線5與外部電源(例如廠用電源8)連接，用于模擬直流電壓源。AC/DC整流模塊I可采用IGBT全控管或不控整流管中的一種。DC/AC逆變模塊3采用IGB T全控開關(guān)管，用于模擬新能源出力或獨立電源出力。隔離變壓器4用于濾波抗干擾。 較佳的，AC/DC整流模塊I、直流穩(wěn)壓模塊2、DC/AC逆變模塊3和隔離變壓器4依次串接，最終經(jīng)輸出線7與開關(guān)6輸出到另一交流母線11上。本實用新型的新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)采用分層控制模式，上層中心控制器10通過專用的通訊網(wǎng)絡(luò)對底層單元控制9器進(jìn)行協(xié)調(diào)管理。上層中心控制器10既可以接收風(fēng)電、光伏等任意新能源的功率曲線值(如現(xiàn)場記錄的風(fēng)場出力、光伏電站出力等)，也可以接收新能源能量表征指標(biāo)(如測風(fēng)數(shù)據(jù)、光照強(qiáng)度等)，通過對應(yīng)函數(shù)關(guān)系計算出其功率曲線值。底層單元控制器9通過專用的通訊網(wǎng)絡(luò)實時接收上層中心控制器10的調(diào)度管理信號，可分別實現(xiàn)定功率控制、恒壓恒頻控制或下垂控制當(dāng)?shù)讓訂卧刂破?對DC/AC逆變器3實施定功率控制時，可實現(xiàn)新能源出力模擬系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)功率曲線出力；當(dāng)?shù)讓訂卧刂破?對DC/AC逆變器3實施恒壓恒頻控制時，可提供穩(wěn)定的電壓和頻率參考，模擬獨立供電電源出力；當(dāng)?shù)讓訂卧刂破?對DC/AC逆變器3實施下垂控制時，可實現(xiàn)多個供電電源之間的出力均衡。運(yùn)行時，本實用新型的AC/DC整流模塊I從廠用電源8吸收能量，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后由DC/AC逆變模塊3將直流電轉(zhuǎn)換為指定大小的交流電，通過隔離變壓器4回饋至交流母線11，整個系統(tǒng)的能量平衡通過控制直流穩(wěn)壓模塊2的電壓穩(wěn)定來實現(xiàn)。本實用新型系統(tǒng)投資成本低，建設(shè)周期短，運(yùn)行簡單靈活，可以廣泛應(yīng)用于模擬風(fēng)電、光伏、儲能等分布式電源出力實驗系統(tǒng)中。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均 應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于包括 與外部電源連接，用于模擬直流電壓源的AC/DC整流模塊和直流穩(wěn)壓模塊； 用于模擬新能源出力或獨立電源出力的DC/AC逆變模塊； 用于濾波抗干擾的隔離變壓器； 用于實驗系統(tǒng)調(diào)度管理的上層中心控制器；以及 用于控制、監(jiān)測和保護(hù)AC/DC整流模塊和DC/AC逆變模塊的底層單元控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于 所述的AC/DC整流模塊、直流穩(wěn)壓模塊、DC/AC逆變模塊和隔離變壓器依次串接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于所述上層中心控制器通過專用的通訊網(wǎng)絡(luò)對底層單元控制器進(jìn)行協(xié)調(diào)管理。
專利摘要本實用新型公開了一種新能源出力模擬應(yīng)用系統(tǒng)，包括與外部電源連接，用于模擬直流電壓源的AC/DC整流模塊和直流穩(wěn)壓模塊；用于模擬新能源出力或獨立電源出力的DC/AC逆變模塊；用于濾波抗干擾的隔離變壓器；用于實驗系統(tǒng)調(diào)度管理的上層中心控制器以及用于控制、監(jiān)測和保護(hù)AC/DC整流模塊和DC/AC逆變模塊的底層單元控制器。本實用新型通過上層中心控制器協(xié)調(diào)管理底層單元控制器,實現(xiàn)其按照指定功率曲線出力，投資成本低，建設(shè)周期短，運(yùn)行簡單靈活，可以廣泛應(yīng)用于模擬風(fēng)電、光伏、儲能等分布式電源出力的實驗系統(tǒng)。
文檔編號H02J3/46GK202678985SQ20122033666
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者許偉, 周志超, 王文亮, 秦明, 所旭, 王歡, 張憲平 申請人:國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司