CN204808684U - 风力发电系统实验实训平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风力发电系统实验实训平台，包括：风力发电装置和风洞装置，以及与风力发电装置、风洞装置相连的数据采集控制平台；其中所述风力发电装置包括：风机、适于采集风机输出电压的控制器；所述风洞装置包括：风扇、适于控制该风扇调速的控制模块；所述控制器、控制模块与数据采集控制平台中的主控模块相连；所述主控模块适于控制风洞装置的出风量，并采集、显示风力发电装置产生的电压和/或电流。

Description

风力发电系统实验实训平台

技术领域

本实用新型涉及一种教学仪器领域，尤其涉及一种风力发电系统实验实训平台。

背景技术

随着能源危机和环境恶化日益加剧，人们越来越关注环境保护和新能源技术的发展。风能是最具商业潜力、最具活力的可再生能源之一，使用清洁，成本较低，取用不尽。风力发电具有装机容量增长空间大，成本下降快，安全、能源永不耗竭等优势。风力发电在为经济增长提供稳定电力供应的同时，可以有效缓解空气污染、水污染和全球变暖问题。在各类新能源开发中，风力发电是技术相对成熟、并具有大规模开发和商业开发条件的发电方式。风力发电可以减少化石燃料发电产生的大量的污染物和碳排放。大规模推广风电可以为节能减排做出积极贡献。在全球能源危机和环境危机日益严重的背景下，风能资源开始受到普遍关注。风力发电规模化发展给风力发电装备制造业提供了广阔的市场空间和前景。风电的突出优点是环境效益好，不排放任何有害气体和废弃物。风电场虽然占了大片土地，但是风力发电机基础使用的面积很小，不影响农田和牧场的正常生产。多风的地方往往是荒滩或者山地，建设风电场的同时也开发了旅游资源。因此，风力发电是所有可再生能源中最有前景的,具有零污染、低辐射、永不枯竭等诸多优点。风力发电系统主要针对道路照明、交通信号站、通信基站、边防哨所、野外考察工作站、边远牧区等。风力发电站是在远离大电网,处于无电状态、人烟稀少,用电负荷低且交通不便的情况下，利用本地区充裕的风能建设的一种经济实用性发电站,具有很好的运用前景和优势。因此，为了适应风电的普及，很多高校分分开设新能源课程，为了满足新能源课程的教学、实验需要，需要研发一种小型风力发电系统实验实训平台。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种风力发电系统实验实训平台，以满足电类专业学生完成风电实验的需要。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种风力发电系统实验实训平台，包括：风力发电装置和风洞装置，以及与风力发电装置、风洞装置相连的数据采集控制平台；其中所述风力发电装置包括：风机、适于采集风机输出电压的控制器；所述风洞装置包括：风扇、适于控制该风扇调速的控制模块；所述控制器、控制模块与数据采集控制平台中的主控模块相连；所述主控模块适于控制风洞装置的出风量，并采集、显示风力发电装置产生的电压和/或电流。

进一步，为了满足多路输出需要，提供必要的实验数据，所述风力发电装置还包括蓄电池、直流电压转换电路和逆变器；其中所述控制器的充放电端与蓄电池相连；以及所述控制器的第一输出端与直流电压转换电路的输入端相连，该直流电压转换电路的多路输出端分别构成多路输出端；所述控制器的第二输出端与逆变器的输入端相连，且该逆变器的输出端构成交流输出端。

进一步，为了丰富实验检测数据，所述直流电压转换电路包括：开关管、变压器、若干直流输出子电路、反馈子电路，以及与所述第一输出端相连的谐振控制模块；所述开关管的第一、第二端分别与谐振控制模块的输出端、变压器的初级线圈相连，该开关管的第三端通过一电阻接地；所述变压器的次级线圈与各直流输出子电路的输入端相连；所述反馈子电路，该反馈子电路包括：光电耦合模块，该光电耦合模块的第一端从一直流输出子电路的输出端采集反馈电压，其第二端与一稳压电路相连；所述光电耦合模块的第三、第四端分别与谐振控制模块的反馈输入端、参考电压端相连。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的风力发电系统实验实训平台通过风洞装置对风力发电装置提供风力，促使风力发电装置产生相应电力，学生可以通过数据采集控制平台采集、显示风力发电装置产生的电压和/或电流，以建立风能和电能之间的关系，便于学生掌握风力发电相关知识。

附图说明

图1为本实用新型的风力发电系统实验实训平台的原理框图；

图2为本实用新型的直流电压转换电路的电路图。

图中：开关管Q1、变压器T1、第一二极管D1、第一电容C2、第二电容C5、第三电容C3、第四电容C6、电感L1、谐振控制模块U1、光电耦合模块U2、晶闸管U3、接插件J1。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种风力发电系统实验实训平台，包括：风力发电装置和风洞装置，以及与风力发电装置、风洞装置相连的数据采集控制平台；其中所述风力发电装置包括：风机、适于采集风机输出电压的控制器；所述风洞装置包括：风扇、适于控制该风扇调速的控制模块；所述控制器、控制模块与数据采集控制平台中的主控模块相连；所述主控模块适于控制风洞装置的出风量，并采集、显示风力发电装置产生的电压和/或电流。

具体的，所述主控模块与显示模块相连，用于显示所述电压和/或电流；所述显示模块可以为触摸屏，以设置相应参数，例如但不限于设置风洞装置的出风量。

所述控制模块和主控模块可以采用单片机来实现，并且控制器、控制模块与主控模块可以通过串口进行数据通信。

所述风力发电装置还包括蓄电池、直流电压转换电路和逆变器；其中所述控制器的充放电端与蓄电池相连；以及所述控制器的第一输出端与直流电压转换电路的输入端相连，该直流电压转换电路的多路输出端分别构成多路输出端；所述控制器的第二输出端与逆变器的输入端相连，且该逆变器的输出端构成交流输出端。

进一步，为了满足多路稳定直流电压输出的需要，该直流电压转换电路，包括：开关管Q1，变压器T1，若干直流输出子电路，反馈子电路，以及与所述第一输出端相连的谐振控制模块U1（具体的，通过接插件J1从第一输出端引入电压）；所述开关管Q1的第一、第二端分别与谐振控制模块U1的输出端、变压器T1的初级线圈相连，该开关管Q1的第三端通过一电阻接地；所述变压器T1的次级线圈与各直流输出子电路的输入端相连；所述反馈子电路包括：光电耦合模块U2，该光电耦合模块U2的第一端（发光二极管的阳极）从一直流输出子电路的输出端采集反馈电压，其第二端（发光二极管的阴极）与一稳压电路相连；所述光电耦合模块U2的第三、第四端（其分别是光敏三极管的发射极、集电极）分别与谐振控制模块U1的反馈输入端、参考电压端相连。

图2所示，VCC1、VCC2为直流电压输出；本实施例例举了两路输出，可以根据需要更换变压器T1，以实现更多路直流电压输出。

所述谐振控制模块U1采用电流型PWM控制芯片，例如TL3845芯片，则TL3845芯片的管脚2（VFB端）、管脚8（REF端）分别为谐振控制模块U1的反馈输入端、参考电压端。

所述开关管Q1可以采用三极管或者MOS管来实现，如采用三极管时，所述第一、第二、第三端分别与三极管的基极、集电极、发射极相对应；如采用MOS管时，所述第一、第二、第三端分别与MOS管的栅极G、漏极D、源极S相对应。

所述第一、第二路直流输出子电路可以采用相同的结构，如图2所示，其包括：第一二极管D1、第一电容C2、第二电容C5、第三电容C3、第四电容C6、电感L1；所述第一二极管D1的阳极与变压器次级线圈的第一抽头相连，其阴极与第一电容C2、第二电容C5、电感L1的一端相连，该电感L1的另一端作为输出端，且与第三电容C3、第四电容C6的一端相连，所述第一电容C2、第二电容C5、第三电容C3、第四电容C6的另一端作为独立接地端。

所述稳压电路包括：晶闸管U3，该晶闸管的阴极A与光电耦合模块U2的发光二极管的阴极相连，晶闸管U3的阳极K接地，其控制级G与一分压电阻网络的输出端相连，该分压电阻网络适于通过若干串联分压电阻实现对接入的反馈电压进行分压。

Claims (2)

1.一种风力发电系统实验实训平台，其特征在于，包括：风力发电装置和风洞装置，以及与风力发电装置、风洞装置相连的数据采集控制平台；其中

所述风力发电装置包括：风机、适于采集风机输出电压的控制器；

所述风洞装置包括：风扇、适于控制该风扇调速的控制模块；

所述控制器、控制模块与数据采集控制平台中的主控模块相连；所述主控模块适于控制风洞装置的出风量，并采集、显示风力发电装置产生的电压；

所述风力发电装置还包括蓄电池、直流电压转换电路；控制器的充放电端与蓄电池相连；

所述控制器的第一输出端与直流电压转换电路的输入端相连，该直流电压转换电路的多路输出端分别构成多路输出端。

2.根据权利要求1所述的风力发电系统实验实训平台，其特征在于，所述直流电压转换电路包括：开关管、变压器、若干直流输出子电路，以及与所述第一输出端相连的谐振控制模块；所述开关管的第一、第二端分别与谐振控制模块的输出端、变压器的初级线圈相连，该开关管的第三端通过一电阻接地；所述变压器的次级线圈与各直流输出子电路的输入端相连。