新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置，具體的說(shuō)，涉及一種能夠并網(wǎng)發(fā)電和獨(dú)立運(yùn)行的共直流母線的新能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置，包括多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的新能源發(fā)電模塊、控制模塊、并網(wǎng)變換器和獨(dú)立帶負(fù)載逆變器，控制模塊包括太陽(yáng)能發(fā)電DC/DC變換模塊、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制模塊、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制模塊和燃料電池發(fā)電控制模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合太陽(yáng)能、風(fēng)能和燃料電池并網(wǎng)發(fā)電且實(shí)現(xiàn)可獨(dú)立帶負(fù)載運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新能源發(fā)電的綜合實(shí)驗(yàn)裝置，具體的說(shuō)，涉及一種能夠綜合風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電和燃料電池發(fā)電的，能夠進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電和獨(dú)立運(yùn)行的新能源發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置，裝置中的各功能模塊通過(guò)直流母線有機(jī)聯(lián)系在一起。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，風(fēng)能、太陽(yáng)能及燃料電池等新能源的發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，許多學(xué)校開設(shè)了與新能源相關(guān)的課程。為滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求和提高學(xué)生的實(shí)踐能力，對(duì)新能源實(shí)驗(yàn)裝置的要求越來(lái)越高。
[0003]現(xiàn)有新能源實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置存在功能單一、擴(kuò)展性差且價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)。所謂功能單一、擴(kuò)展性差是指現(xiàn)有的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電、雙饋風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電和燃料電池等新能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)臺(tái)均為單一功能的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)臺(tái)只能做直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，不能做雙饋風(fēng)力發(fā)電相關(guān)實(shí)驗(yàn)，更不能做太陽(yáng)能發(fā)電和燃料電池發(fā)電實(shí)驗(yàn)。能夠通過(guò)并網(wǎng)發(fā)電的不能獨(dú)立帶負(fù)載運(yùn)行，能夠獨(dú)立帶負(fù)載運(yùn)行的，不能夠并網(wǎng)發(fā)電。因此，學(xué)校建設(shè)新能源實(shí)驗(yàn)室，需要單獨(dú)購(gòu)買直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、雙饋風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、太陽(yáng)能發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及燃料電池實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，投資較大，而且占用實(shí)驗(yàn)室空間。從而導(dǎo)致設(shè)備和空間的利用率不高。而且，由于實(shí)驗(yàn)裝置分布不同的實(shí)驗(yàn)室，不利于后續(xù)的多能互補(bǔ)發(fā)電、微電網(wǎng)技術(shù)等更高層次的實(shí)驗(yàn)研究。因此急需一種包含直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電、雙饋風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電和燃料電池發(fā)電功能的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，既可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立帶負(fù)載功能亦可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，以滿足不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡男枨蟆?br> 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用實(shí)用新型為克服現(xiàn)有新能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置功能單一、擴(kuò)展性差等缺點(diǎn)，提供一種能夠綜合太陽(yáng)能、風(fēng)能和燃料電池并網(wǎng)發(fā)電且可獨(dú)立帶負(fù)載運(yùn)行的共直流母線的新能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置，包括多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的新能源發(fā)電模塊，各個(gè)發(fā)電模塊分別通過(guò)相應(yīng)的控制模塊并聯(lián)接入直流母線；該裝置還包括并網(wǎng)變換器和獨(dú)立帶負(fù)載逆變器，所述的并網(wǎng)變換器輸入端與直流母線相連，輸出端與電網(wǎng)相連；所述的獨(dú)立帶負(fù)載逆變器輸入端與直流母線相連，輸出端與負(fù)載相連。
[0006]優(yōu)選的是，所述的發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)和燃料電池。
[0007]優(yōu)選的是，所述的控制模塊包括太陽(yáng)能發(fā)電DC/DC控制模塊、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)AC/DC控制模塊和燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊。
[0008]優(yōu)選的是，所述的太陽(yáng)能發(fā)電DC/DC控制模塊和燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊采用Boost電路；雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊采用三相全橋PWM變換電路；直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)AC/DC控制模塊采用三相全橋PWM變換電路或不控整流+Boost電路。
[0009]優(yōu)選的是，所述的控制模塊設(shè)有最大功率追蹤控制電路。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為:
[0011](I)新能源發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)和燃料電池，解決了普通新能源發(fā)電裝置的實(shí)驗(yàn)功能單一問題，降低了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本和實(shí)驗(yàn)室空間成本，提聞了實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備的利用率；
[0012](2)新能源發(fā)電模塊輸出端通過(guò)對(duì)應(yīng)控制模塊并聯(lián)接入直流母線，可以與獨(dú)立帶負(fù)載逆變器相連，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立帶負(fù)載運(yùn)行，亦可與并網(wǎng)逆變器相連，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行，便于從系統(tǒng)層面上對(duì)新能源發(fā)電進(jìn)行互補(bǔ)供電技術(shù)、微電網(wǎng)控制技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)研究；
[0013](3)實(shí)驗(yàn)裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于生產(chǎn)和系統(tǒng)的維護(hù)，且便于系統(tǒng)后期擴(kuò)展。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型新能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中，I —電網(wǎng)，2—太陽(yáng)能電池，3—雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)，4一直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，5—燃料電池，6—太陽(yáng)能發(fā)電DC/DC控制模塊，7—雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊，8—直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)AC/DC控制模塊，9一燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊，10—直流母線，11—并網(wǎng)變換器，12—獨(dú)立帶負(fù)載逆變器，13—負(fù)載
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)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(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置，包括多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的新能源發(fā)電模塊，發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池2、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)4和燃料電池5，各個(gè)發(fā)電模塊分別通過(guò)相應(yīng)的控制模塊并聯(lián)接入直流母線10，控制模塊包括太陽(yáng)能發(fā)電DC/DC控制模塊6、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊7、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)AC/DC控制模塊8和燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊9 ;該裝置還包括并網(wǎng)變換器11和獨(dú)立帶負(fù)載逆變器12，所述的并網(wǎng)變換器11輸入端與直流母線10相連，輸出端與電網(wǎng)I相連；所述的獨(dú)立帶負(fù)載逆變器12輸入端與直流母線10相連，輸出端與負(fù)載13相連。
[0018]太陽(yáng)能發(fā)電DC/DC控制模塊6將太陽(yáng)能電池2發(fā)出的直流電能經(jīng)DC/DC變換電路輸送至直流母線10，燃料電池發(fā)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(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊7和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)AC/DC控制模塊8均設(shè)有AC/DC轉(zhuǎn)換電路，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊7控制雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3轉(zhuǎn)子側(cè)實(shí)現(xiàn)雙向能量傳遞，當(dāng)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3工作在亞同步狀態(tài)時(shí)，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊7控制雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3轉(zhuǎn)子側(cè)從直流母線10上獲取電能；當(dāng)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3工作在超同步狀態(tài)時(shí)，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊7將雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3轉(zhuǎn)子側(cè)輸入的電能輸送到直流母線10。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)4發(fā)出的交流電能經(jīng)直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)AC/DC控制模塊8轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔埽斔椭林绷髂妇€10。
[0020]控制模塊均設(shè)有最大功率追蹤控制電路，太陽(yáng)能發(fā)電DC/DC控制模塊6和燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊9采用Boost電路；雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊7采用三相全橋PWM變換電路；直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)AC/DC控制模塊8采用三相全橋PWM變換電路或不控整流+Boost電路。
[0021 ] 將控制模塊的太陽(yáng)能發(fā)電DC/DC控制模塊6、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊7、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)AC/DC控制模塊8、燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊9均做成掛箱的形式，當(dāng)需要進(jìn)行共直流母線的新能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)時(shí)，將相應(yīng)的控制模塊接入直流母線10，與電網(wǎng)I相連的并網(wǎng)變換器11和與負(fù)載13相連的獨(dú)立帶負(fù)載逆變器12直接固定于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，可分別和同時(shí)進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)，將新能源發(fā)電的實(shí)驗(yàn)設(shè)備綜合到一臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置上，且具有良好的擴(kuò)展性。
【權(quán)利要求】
1.一種新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的新能源發(fā)電模塊，各個(gè)發(fā)電模塊分別通過(guò)相應(yīng)的控制模塊并聯(lián)接入直流母線；該裝置還包括并網(wǎng)變換器和獨(dú)立帶負(fù)載逆變器，所述的并網(wǎng)變換器輸入端與直流母線相連，輸出端與電網(wǎng)相連；所述的獨(dú)立帶負(fù)載逆變器輸入端與直流母線相連，輸出端與負(fù)載相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)和燃料電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的控制模塊包括太陽(yáng)能發(fā)電DC/DC控制模塊、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)AC/DC控制模塊和燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的太陽(yáng)能發(fā)電DC/DC控制模塊和燃料電池發(fā)電DC/DC控制模塊采用Boost電路；雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)AC/DC控制模塊采用三相全橋PWM變換電路；直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)AC/DC控制模塊采用三相全橋PWM變換電路或不控整流+Boost電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型模塊化共直流母線的新能源發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的控制模塊設(shè)有最大功率追蹤控制電路。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK203406623SQ201320461058
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】趙仁德, 何金奎, 吳曉波, 辛振 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)