CN211787798U - 一种风光互补发电实训系统 - Google Patents

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张西峰
赵彦超
张弛博
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Abstract

本实用新型公开了一种风光互补发电实训系统，包括配电变压器和配电柜，配电变压器的输入端与电网连接，配电变压器的输出端与配电柜连接，配电柜分别与负载单元、风力发电装置以及光伏装置电连接；实训系统还包括有用于与风力发电装置配合的模拟风源和用于与光伏装置配合的逐日系统装置；实训系统还包括有用于采集系统各电气回路参数的监控单元和用于与各个子装置进行通讯，实现控制指令并存储采集数据的控制单元。方案通过风力发电装置、光伏装置以及与其对应配合的模拟风源及逐日系统装置，能够通过调节模拟风源与逐日系统装置来控制电量的转化，并通过监测系统所监测到的数值直观体现不同情况下发电量的变化情况，提高教学质量。

Description

一种风光互补发电实训系统
技术领域
本实用新型属于运维仿真实训领域，特别是属于一种风光互补发电实训系统。
背景技术
风、光等可再生能源，是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用，是一种能与环境相兼容的独立电源系统，具有灵活的变负荷性调峰性能，能满足电力系统和用户的特殊要求，可为边远用户或商业区提供较高的供电可靠性，节省输变电投资，是缓解我国能源问题、解决我国环境污染和保障我国电力安全的重要途径之一。
基于可再生能源的发电系统是国民经济可持续发展战略和环境保护的重要组成部分。这就要求电力系统运维人员对能源发电原理和操作规范有更加清晰地认识。然而，目前的关于新能源发电的培训类产品大都仅限于对光伏发电或风力发电等单一发电方式的培训，而且实际操作性较低，重在对发电原理和流程的演示，对学员的教学意义较小。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种能够提高实训过程操作性的风光互补发电实训系统。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种风光互补发电实训系统，包括配电变压器和配电柜，所述的配电变压器的输入端与电网连接，配电变压器的输出端与配电柜连接，所述的配电柜分别与负载单元、风力发电装置以及光伏装置电连接；所述的实训系统还包括有用于与风力发电装置配合的模拟风源和用于与光伏装置配合的逐日系统装置；所述的实训系统还包括有用于采集系统各电气回路参数的监控单元和用于与风力发电装置、模拟风源、光伏装置、逐日系统装置进行通讯，实现控制指令并存储采集数据的控制单元。配电变压器的设置，用于为系统供电，配电柜的设置，则用于对负载单元、风力发电装置以及光伏装置进行电能分配，模拟风源的设置能够为风力发电装置提供发电基础，逐日系统装置则用于为光伏装置提供发电基础，监控单元及控制单元的设置，则能够对风力及太阳能发电情况进行检测与控制，以此达到实训的目的。
优选的，监控单元的监控界面展示包括主进网线的电压、电流和频率，光伏装置的工作状态和工作数据，风力发电装置的工作状态和工作数据。多数据检测的监控单元能够针对不同情况的数据进行采集，便于人员的分析与使用。
优选的，所述的配电柜包括一路交流总进断路器、三路交流输出断路器和一台三相四线智能电能表；配电变压器输出端经过三相四线智能电能表后与交流总进断路器连接，分别通过三个交流输出断路器与负载单元、风力发电装置、光伏装置相连。
优选的，所述的光伏装置包括太阳能电池组件和第一控制器，所述的第一控制器的输入端与太阳能电池组件连接，第一控制器的输出端分别与蓄电池和负载接口连接，所述第一控制器与负载接口之间还设置有交流逆变器。
优选的，所述的风力发电装置包括风力发电机和第二控制器，所述的第二控制器的输入端与风力发电机连接，第二控制器的输出端分别与蓄电池和负载接口连接，所述第二控制器与负载接口之间还设置有交流逆变器。
上述的第一、第二控制器，能够在控制单元的控制下，将太阳能电池转化电量与风力转化电量分流，一部分应用于负载，一部分通过蓄电池保存，便于实现风光互补发电，同时，无连接关系的光伏装置与风力发电装置还可单独使用，分别对风力发电与光伏发电进行实训，提高适用范围。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型中，通过风力发电装置、光伏装置以及与其对应配合的模拟风源及逐日系统装置，能够通过调节模拟风源与逐日系统装置来控制电量的转化，并通过监测系统所监测到的数值直观体现不同情况下发电量的变化情况，提高学员的动手能力，保证教学质量。
2.本实用新型中，通过分别设置的光伏装置及风力发电装置，能够单独或同时操作，分别组成光伏发电实训系统、风力发电实训系统、风光互补发电实训系统等。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实训系统原理框图。
图2为本实用新型的配电柜接线原理图。
图3为本实用新型的光伏发电系统图。
图4为本实用新型的风力发电系统图
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
如图1、2所示，一种风光互补发电实训系统，包括配电变压器和配电柜，所述的配电变压器的输入端与电网连接，配电变压器的输出端与配电柜连接，所述的配电柜分别与负载单元、风力发电装置以及光伏装置电连接；所述的实训系统还包括有用于与风力发电装置配合的模拟风源和用于与光伏装置配合的逐日系统装置；所述的实训系统还包括有用于采集系统各电气回路参数的监控单元和用于与风力发电装置、模拟风源、光伏装置、逐日系统装置进行通讯，实现控制指令并存储采集数据的控制单元。
具体的，监控单元的监控界面展示(图中未示出)包括主进网线的电压、电流和频率，光伏装置的工作状态和工作数据，风力发电装置的工作状态和工作数据。
具体的，如图2所示，所述的配电柜包括一路交流总进断路器、三路交流输出断路器和一台三相四线智能电能表；配电变压器输出端经过三相四线智能电能表后与交流总进断路器连接，分别通过三个交流输出断路器与负载单元、风力发电装置、光伏装置相连。
具体的，如图3所示，所述的光伏装置包括太阳能电池组件和第一控制器，所述的第一控制器的输入端与太阳能电池组件连接，第一控制器的输出端分别与蓄电池和负载接口连接，所述第一控制器与负载接口之间还设置有交流逆变器。
具体的，如图4所示，所述的风力发电装置包括风力发电机和第二控制器，所述的第二控制器的输入端与风力发电机连接，第二控制器的输出端分别与蓄电池和负载接口连接，所述第二控制器与负载接口之间还设置有交流逆变器。
在进行风光互补发电实训的过程中，可通过控制单元对模拟风源、逐日系统装置以及第一、第二控制器进行控制，以此观测不同情况下电量的转化率，同时，本装置还可单独进行风力发电实训以及光伏发电实训，适用广泛，实用性强。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种风光互补发电实训系统，其特征在于，包括配电变压器和配电柜，所述的配电变压器的输入端与电网连接，配电变压器的输出端与配电柜连接，其中：
所述的配电柜分别与负载单元、风力发电装置以及光伏装置电连接；
所述的实训系统还包括有用于与风力发电装置配合的模拟风源和用于与光伏装置配合的逐日系统装置；
所述的实训系统还包括有用于采集系统各电气回路参数的监控单元和用于与风力发电装置、模拟风源、光伏装置、逐日系统装置进行通讯、实现控制指令并存储采集数据的控制单元。
2.根据权利要求1所述的一种风光互补发电实训系统，其特征在于，监控单元的监控界面展示包括主进网线的电压、电流和频率，光伏装置的工作状态和工作数据，风力发电装置的工作状态和工作数据。
3.根据权利要求1或2所述的一种风光互补发电实训系统，其特征在于，所述的配电柜包括一路交流总进断路器、三路交流输出断路器和一台三相四线智能电能表；配电变压器输出端经过三相四线智能电能表后与交流总进断路器连接，分别通过三个交流输出断路器与负载单元、风力发电装置、光伏装置相连。
4.根据权利要求3所述的一种风光互补发电实训系统，其特征在于，所述的光伏装置包括太阳能电池组件和第一控制器，所述的第一控制器的输入端与太阳能电池组件连接，第一控制器的输出端分别与蓄电池和负载接口连接，所述第一控制器与负载接口之间还设置有交流逆变器。
5.根据权利要求3所述的一种风光互补发电实训系统，其特征在于，所述的风力发电装置包括风力发电机和第二控制器，所述的第二控制器的输入端与风力发电机连接，第二控制器的输出端分别与蓄电池和负载接口连接，所述第二控制器与负载接口之间还设置有交流逆变器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117409642A (zh) * 2023-11-22 2024-01-16 应急管理部天津消防研究所 一种风光互补型输配电网演示与故障模拟装置

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