CN103441523B - 新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新能源发电装置，具体的说，涉及一种能够并网发电和独立运行的共直流母线的新能源发电实验装置，包括多个独立运行的新能源发电模块、控制模块、并网变换器和独立带负载逆变器，控制模块包括太阳能发电DC/DC变换模块、双馈风力发电机控制模块、直驱式风力发电机控制模块和燃料电池发电控制模块，能够实现综合太阳能、风能和燃料电池并网发电且实现可独立带负载运行。

Description

新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置
技术领域
本发明涉及一种新能源发电的综合实验装置，具体的说，涉及一种能够综合风力发电、太阳能发电和燃料电池发电的，能够进行并网发电和独立运行的新能源发电综合实验装置，装置中的各功能模块通过直流母线有机联系在一起。
背景技术
近年来，风能、太阳能及燃料电池等新能源的发电技术的快速发展，许多学校开设了与新能源相关的课程。为满足学生的实验需求和提高学生的实践能力，对新能源实验装置的要求越来越高。
现有新能源实验教学装置存在功能单一、扩展性差且价格昂贵的缺点。所谓功能单一、扩展性差是指现有的直驱式风力发电、双馈风力发电、太阳能发电和燃料电池等新能源发电实验台均为单一功能的实验台。直驱式风力发电实验台只能做直驱式风力发电的相关实验，不能做双馈风力发电相关实验，更不能做太阳能发电和燃料电池发电实验。能够通过并网发电的不能独立带负载运行，能够独立带负载运行的，不能够并网发电。因此，学校建设新能源实验室，需要单独购买直驱式风力发电实验平台、双馈风力发电实验平台、太阳能发电实验平台以及燃料电池实验平台，投资较大，而且占用实验室空间。从而导致设备和空间的利用率不高。而且，由于实验装置分布不同的实验室，不利于后续的多能互补发电、微电网技术等更高层次的实验研究。因此急需一种包含直驱式风力发电、双馈风力发电、太阳能发电和燃料电池发电功能的实验台，既可实现独立带负载功能亦可实现并网发电，以满足不同实验目的的需求。
发明内容
本实用发明为克服现有新能源发电实验装置功能单一、扩展性差等缺点，提供一种能够综合太阳能、风能和燃料电池并网发电且可独立带负载运行的共直流母线的新能源发电实验装置。
本发明的技术方案是：一种新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置，包括多个独立运行的新能源发电模块，各个发电模块分别通过相应的控制模块并联接入直流母线；该装置还包括并网变换器和独立带负载逆变器，所述的并网变换器输入端与直流母线相连，输出端与电网相连；所述的独立带负载逆变器输入端与直流母线相连，输出端与负载相连。
优选的是，所述的发电模块包括太阳能电池、双馈风力发电机、直驱式风力发电机和燃料电池。
优选的是，所述的控制模块包括太阳能发电DC/DC控制模块、双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块、直驱式风力发电机AC/DC控制模块和燃料电池发电DC/DC控制模块。
优选的是，所述的太阳能发电DC/DC控制模块和燃料电池发电DC/DC控制模块采用Boost电路；双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块采用三相全桥PWM变换电路；直驱式风力发电机AC/DC控制模块采用三相全桥PWM变换电路或不控整流+Boost电路。
优选的是，所述的控制模块设有最大功率追踪控制电路。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
（1）新能源发电模块包括太阳能电池、双馈风力发电机、直驱式风力发电机和燃料电池，解决了普通新能源发电装置的实验功能单一问题，降低了实验室建设成本和实验室空间成本，提高了实验室和设备的利用率；
（2）新能源发电模块输出端通过对应控制模块并联接入直流母线，可以与独立带负载逆变器相连，实现独立带负载运行，亦可与并网逆变器相连，实现并网运行，便于从系统层面上对新能源发电进行互补供电技术、微电网控制技术方面的实验研究；
（3）实验装置采用模块化结构，结构简单便于生产和系统的维护，且便于系统后期扩展。
附图说明
图1为本发明新能源发电实验装置的结构示意图。
图中，1—电网，2—太阳能电池，3—双馈风力发电机，4—直驱式风力发电机，5—燃料电池，6—太阳能发电DC/DC控制模块，7—双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块，8—直驱式风力发电机AC/DC控制模块，9—燃料电池发电DC/DC控制模块，10—直流母线，11—并网变换器，12—独立带负载逆变器，13—负载
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
参见图1，一种新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置，包括多个独立运行的新能源发电模块，发电模块包括太阳能电池2、双馈风力发电机3、直驱式风力发电机4和燃料电池5，各个发电模块分别通过相应的控制模块并联接入直流母线10，控制模块包括太阳能发电DC/DC控制模块6、双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块7、直驱式风力发电机AC/DC控制模块8和燃料电池发电DC/DC控制模块9；该装置还包括并网变换器11和独立带负载逆变器12，所述的并网变换器11输入端与直流母线10相连，输出端与电网1相连；所述的独立带负载逆变器12输入端与直流母线10相连，输出端与负载13相连。
太阳能发电DC/DC控制模块6将太阳能电池2发出的直流电能经DC/DC变换电路输送至直流母线10，燃料电池发电DC/DC控制模块9将燃料电池5输出的直流电能输送至直流母线10。
双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块7和直驱式风力发电机AC/DC控制模块8均设有AC/DC转换电路，双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块7控制双馈风力发电机3转子侧实现双向能量传递，当双馈风力发电机3工作在亚同步状态时，双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块7控制双馈风力发电机3转子侧从直流母线10上获取电能；当双馈风力发电机3工作在超同步状态时，双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块7将双馈风力发电机3转子侧输入的电能输送到直流母线10。直驱式风力发电机4发出的交流电能经直驱式风力发电机AC/DC控制模块8转变为直流电能，输送至直流母线10。
控制模块均设有最大功率追踪控制电路，太阳能发电DC/DC控制模块6和燃料电池发电DC/DC控制模块9采用Boost电路；双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块7采用三相全桥PWM变换电路；直驱式风力发电机AC/DC控制模块8采用三相全桥PWM变换电路或不控整流+Boost电路。
将控制模块的太阳能发电DC/DC控制模块6、双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块7、直驱式风力发电机AC/DC控制模块8、燃料电池发电DC/DC控制模块9均做成挂箱的形式，当需要进行共直流母线的新能源发电实验时，将相应的控制模块接入直流母线10，与电网1相连的并网变换器11和与负载13相连的独立带负载逆变器12直接固定于实验平台上，可分别和同时进行并网发电实验和独立带负载实验，将新能源发电的实验设备综合到一台实验装置上，且具有良好的扩展性。

Claims (3)

1.一种新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置，其特征在于：包括多个独立运行的新能源发电模块，各个发电模块分别通过相应的控制模块并联接入直流母线；该装置还包括并网变换器和独立带负载逆变器，所述的并网变换器输入端与直流母线相连，输出端与电网相连；所述的独立带负载逆变器输入端与直流母线相连，输出端与负载相连；所述的发电模块包括太阳能电池、双馈风力发电机、直驱式风力发电机和燃料电池；所述的控制模块包括太阳能发电DC/DC控制模块、双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块、直驱式风力发电机AC/DC控制模块和燃料电池发电DC/DC控制模块；双馈风力发电机的定子接到电网上，双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块设有AC/DC转换电路，双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块控制双馈风力发电机转子侧实现双向能量传递，当双馈风力发电机工作在亚同步状态时，双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块控制双馈风力发电机转子侧从直流母线上获取电能；当双馈风力发电机工作在超同步状态时，双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块将双馈风力发电机转子侧输入的电能输送到直流母线。
2.根据权利要求1所述的新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置，其特征在于：所述的太阳能发电DC/DC控制模块和燃料电池发电DC/DC控制模块采用Boost电路；双馈风力发电机转子侧AC/DC控制模块采用三相全桥PWM变换电路；直驱式风力发电机AC/DC控制模块采用三相全桥PWM变换电路或不控整流+Boost电路。
3.根据权利要求1所述的新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置，其特征在于：所述的控制模块设有最大功率追踪控制电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101526402B1 (ko) * 2013-10-18 2015-06-05 현대자동차 주식회사 연료 전지 차량의 제어 방법 및 시스템
CN103943009B (zh) * 2014-04-17 2016-09-28 武汉新能源接入装备与技术研究院有限公司 一种模拟风力发电并网实验系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102437571A (zh) * 2011-11-09 2012-05-02 南方电网科学研究院有限责任公司 一种风/光/储系统的物理建模系统
CN102437566A (zh) * 2011-10-17 2012-05-02 中国电力科学研究院 基于直流母线电压的分布式电源自适应协调控制方法
CN203406623U (zh) * 2013-07-31 2014-01-22 中国石油大学(华东) 新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102437566A (zh) * 2011-10-17 2012-05-02 中国电力科学研究院 基于直流母线电压的分布式电源自适应协调控制方法
CN102437571A (zh) * 2011-11-09 2012-05-02 南方电网科学研究院有限责任公司 一种风/光/储系统的物理建模系统
CN203406623U (zh) * 2013-07-31 2014-01-22 中国石油大学(华东) 新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置

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