CN213545678U - 一种光伏发电并网实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光伏发电并网实训装置，包括直流母线、光伏组件模拟模块、汇流箱、逆变器和电流负荷单元；所述电流负荷单元包括外壳，外壳内设置有多个不同等级的负荷模块，外壳上设置有接线柱，接线柱与各低压开关连接；所述外壳内还设置有负荷控制器，在外壳上设置有显示屏、负荷增加按键和负荷减少按键；每个负荷模块均与接线柱连接，并在各负荷模块连接接线柱的线路上分别设置有相应的可控开关；所述负荷控制器与显示屏、负荷增加按键、负荷减少按键以及各可控开关连接；所述显示屏用于显示目前接入接线柱的负荷的等级。本实用新型所提供的技术方案，能够解决现有技术中光伏发电并网实训装置实训效果差的问题。

Description

一种光伏发电并网实训装置

技术领域

本实用新型涉及光伏发电并网实训设备技术领域，具体涉及一种光伏发电并网实训装置。

背景技术

太阳能光伏效应，简称光伏（PV），又称为光生伏特效应（Photovoltaic），是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。

光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换，即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板，利用光照产生直流电，比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。

有独立运行和并网运行两种方式，其中独立运行方式是在指定的区域设置光伏组件和储能装置，采用光伏组件进行发电，并将所发电存储在储能装置中，储能装置为指定区域内的用电设备供电。并网运行的光伏发电站中设置有并网设备，不仅能够进行发电，还能将多余的电量输送到电网中，并在储能装置中的电量不足时从电网取电，为指定区域内的用电设备供电。

为了保证并网光伏发电站的正常运行，需要维护人员对其进行维护，而维护人员需要学习光伏发电站并网设备的运行方式。在对维护人员进行教育时，需要用到光伏大电站并网实训装置。现有的光伏发电并网实训装置只能展现光伏发电站的并网结构，不能模拟其运行过程，实训效果较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光伏发电并网实训装置，以解决现有技术中光伏发电并网实训装置实训效果差的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种光伏发电并网实训装置，包括直流母线和多个光伏组件模拟模块，直流母线连接有汇流箱和逆变器，所述光伏组件模拟模块连接所述汇流箱的输入端；所述直流母线上还连接有电流负荷单元；所述电流负荷单元包括外壳，外壳内设置有多个不同等级的负荷模块，外壳上设置有接线柱，接线柱与各低压开关连接；所述外壳内还设置有负荷控制器，在外壳上设置有显示屏、负荷增加按键和负荷减少按键；每个负荷模块均与接线柱连接，并在各负荷模块连接接线柱的线路上分别设置有相应的可控开关；所述负荷控制器与显示屏、负荷增加按键、负荷减少按键以及各可控开关连接，用于根据负荷增加按键和负荷减少按键的动作信号控制各可控开关的动作；所述显示屏用于显示目前接入接线柱的负荷的等级。

进一步的，所述外壳上还设置有第一指示灯和第二指示灯，所述负荷控制器与第一指示灯、第二指示灯连接，用于当接线柱所连接的负荷达到最大值时控制第一指示灯发光，当接线柱所连接的负荷达到最小值时控制第二指示灯发光。

进一步的，所述负荷控制器还连接有蜂鸣器，用于当与接线柱连接的负荷的等级达到最大且按下负荷增加按钮时，或者当与接线柱连接的负荷达到最小等级且按下负荷减少按钮时，控制蜂鸣器发出相应的报警信号。

进一步的，所述外壳上还设置有定时按键，所述负荷控制器与定时按键连接，用于根据定时按键的信息启动定时功能。

进一步的，所述外壳上还设置有数字按键，所述负荷控制器与数字按键连接，所述数字按键用于输入定时信息。

进一步的，所述光伏组件模拟模块包括变压器和整流器，变压器的一次侧用于连接外接电源，二次侧连接整流器的交流侧，整流器的直流侧连接所述汇流箱的输入端。

本实用新型的有益效果：本实用新型所提供的光伏发电并网实训装置，其中设置有电流负荷单元，可模拟光伏发电中的用电设备，学员可以通过本实用新型所提供的光伏发电并网实训装置了解光伏发电站的运行过程，从而提高实训效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例中低压配电箱综合实训装置的电路结构原理图；

图2是本实用新型实施例中光伏组件模拟模块的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中仿真电流负荷箱的电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例中设有指示灯的仿真电流负荷箱的电路结构示意图；

图5是本实用新型实施例中设有蜂鸣器的仿真电流负荷箱的电路结构示意图；

图6是本实用新型实施例中设有定时按键的仿真电流负荷箱的电路结构示意图；

图7是本实用新型实施例中控制器连接继电器K1的结构示意图。

具体实施方式

本实施例提供一种光伏发电并网实训装置，在其中设置有负载模块，可根据需求调节负载的大小，提高光伏发电并网实训装置的实训效果。

本实施例所提供的光伏发电并网实训装置，其电路结构如图1所示，包括直流母线、汇流箱、多个光伏组件模拟模块、电流负荷单元、逆变模块。

光伏组件模拟模块的结构如图2所示，包括变压器和整流器，变压器的一次侧用于连接外接电源，二次侧连接整流器的交流侧，整流器的直流侧连接汇流箱的输入端，汇流箱的输出端连接直流母线。逆变模块的直流侧连接直流母线，交流侧用于连接电网。

电流负荷单元包括外壳，外壳上设置有接线柱、显示屏、负荷增加按键和负荷减少按键，外壳内设置有负荷控制器和多个负荷模块。

电流负荷单元的电路结构原理如图3所示，负荷控制器与显示屏连接，负荷增加按键SB1、负荷减少按键SB2的一端接地，另一端分别连接负荷控制器的两个引脚。负荷增加按键SB1和负荷减少按键SB2为点触式按键开关，即其处于常开状态，当按下时闭合，当松开时断开。当按下负荷增加按钮SB1或负荷减少按钮SB2时，控制器对用的引脚接地，得到相应的动作信号。

本实施例中的负荷控制器采用的是型号为89C52的单片机，显示屏用的是LCD1602液晶显示屏，接线柱包括正极接线柱和负极接线柱，正极接线柱连接直流母线的正整流母线，负极接线柱连接直流母线的负直流母线。

负荷模块包括第一负荷模块、第二负荷模块、第三负荷模块和第四负荷模块四个等级，各等级的负荷模块均由相一个电阻、一个电感和一个电容器并联而成，并联设置在正极接线柱和负极接线柱之间，继电器K1、继电器K2、继电器K3和继电器K4分别设置在四个负荷模块连接接线柱的线路上，负荷控制器连接各继电器的线圈部分。

负荷控制器控制显示屏的初始值为0，所有继电器的触点处于断开状态；当按下负荷增加按钮SB1时，控制继电器K1的触点部分闭合，第一负荷模块接入接线柱，同时控制显示屏显示1；当再次按下负荷增加按钮SB1时，控制继电器K1的触点部分断开且控制继电器K2的触点部分闭合，第二负荷模块接入接线柱，同时控制显示屏显示2；当再次按下负荷增加按钮SB1时，控制继电器K2的触点部分断开且控制继电器K3的触点部分闭合，第三负荷模块接入接线柱，同时控制显示屏显示3；当再次按下负荷增加按钮SB1时，控制继电器K3的触点部分断开且控制继电器K4的触点部分闭合，第四负荷模块接入接线柱，同时控制显示屏显示4。

如果继电器K4的触点部分闭合，第四负荷模块接入电路且显示屏显示4，按下负荷减少按钮时，控制继电器K4的触点部分断开且控制继电器K3的触点部分闭合，第三负荷模块接入接线柱，同时控制显示屏显示3；如果继电器K3的触点部分闭合，第三负荷模块接入接线柱且显示屏显示3，按下负荷减少按钮时，控制继电器K3的触点部分断开且控制继电器K2的触点部分闭合，第二负荷模块接入接线柱，同时控制显示屏显示2；如果继电器K2的触点部分闭合，第二负荷模块接入且显示屏显示2，按下负荷减少按钮时，控制继电器K2的触点部分断开且控制继电器K1的触点部分闭合，第一负荷模块接入接线柱，同时控制显示屏显示1；如果继电器K1的触点部分闭合，第一负荷模块接入接线柱且显示屏显示1，按下负荷减少按钮时，控制继电器K1的触点部分断开，同时控制显示屏显示0。

本实施例所提供的光伏发电并网实训装置，各光伏组件模拟模块模拟光伏组件，从外接电源取电后对其进行变压、整流，并将其输入到汇流箱；汇流箱将各光伏组件模拟模块的电流进行汇流后输入到直流母线上。逆变模块将直流母线中的电流逆变成为交流电并输入到电网中，电流负荷单元为直流母线提供负荷，模拟光伏发电站的用电设备。

作为其他实施方式，在外壳上还设置有第一指示灯L1和第二指示灯L2，如图4所示，三极管Q1和三极管Q2的集电极连接电源，发射极分别连接第一指示灯L1和第二指示灯L2，基极连接负荷控制器，当负荷控制器触发三极管Q1或Q2导通时，第一指示灯L1或第二指示灯L2得电，开始发光。当第四负荷模块接入接线柱时，控制第一指示灯L1发光，提醒用户当前接入的负荷模块为最大负荷模块；当第一负荷模块接入接线柱时，控制第二指示灯L2发光，提醒用户当前接入的负荷模块为最小负荷模块。本实施例中第一指示灯L1和第二指示灯L2均为发光二极管。

作为其他实施方式，负荷控制器还连接有蜂鸣器，如图5所示，三极管Q3的集电极连接电源，发射极连接蜂鸣器BELL，基极连接负荷控制器，当负荷控制器触发三极管Q3导通时蜂鸣器BELL得电，发出声音。当接入接线柱的负荷模块为第一负荷模块且操作负荷减少按键时，发出“当前接入最小负荷模块”的语音提示，当接入接线柱的负荷模块为第四负荷模块且操作负荷增加按钮时，发出“当前接入最大负荷模块”的语音提示。

最为其他实施方式，在外壳上还设置有定时按键DT，如图6所示，定时按键DT的一端接地，另一端连接负荷控制器。当按下该按键时，负荷控制器接收到相应的信号并进入定时模式；在定时模式中，当负荷增加按键SB1动作时定时时间增加，当负荷减少按键SB2动作时定时时间减少；在定时模式中，当按下定时按键DT时，退出定时模式。

当定时完成后，负荷控制器按照定时的时间控制各继电器的动作，即每间隔定时时间断开当前负荷模块对应的继电器，并控制下一个负荷模块对应的继电器触点闭合。如当前闭合的是第三负荷模块对应的继电器K3，则设定时间后，控制继电器K3的触点部分断开，并控制继电器K4的触点部分闭合。

作为其他实施方式，外壳上还设置有数字键盘，负荷控制器与数字键盘连接，当按下定时按键DT时，负荷控制器接收到相应的信号并进入定时模式；在定时模式中，通过数字键盘输入定时时间；在定时模式中，当按下定时按键DT时，退出定时模式。本实施例中的数字键盘是型号为HW157的数字键盘。

作为其他实施方式，在各个负荷模块连接接线柱的线路上还设置有相应的电流传感器，控制器与各电流传感器连接，通过各电流传感器判断相应的负荷模块与接线柱之间的连接是否正常。

以负荷控制器与继电器K1之间的连接为例，对负荷控制器与各继电器之间的连接进行说明。如图7所示，三极管Q0的集电极连接电源；负荷控制器连接三极管Q0的基极，继电器K1的线圈部分的一端连接三极管Q0的发射极，另一端接地。当负荷控制器触发三极管Q0导通时，继电器K1的线圈得电，触点部分闭合。

以上仅就本实用新型应用较佳的实例做出了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本实用新型的结构可以有其他变化，不局限于上述结构。总之，凡在本实用新型的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种光伏发电并网实训装置，包括直流母线和多个光伏组件模拟模块，直流母线连接有汇流箱和逆变器，所述光伏组件模拟模块连接所述汇流箱的输入端；其特征在于，所述直流母线上还连接有电流负荷单元；所述电流负荷单元包括外壳，外壳内设置有多个不同等级的负荷模块，外壳上设置有接线柱，接线柱与各低压开关连接；所述外壳内还设置有负荷控制器，在外壳上设置有显示屏、负荷增加按键和负荷减少按键；每个负荷模块均与接线柱连接，并在各负荷模块连接接线柱的线路上分别设置有相应的可控开关；所述负荷控制器与显示屏、负荷增加按键、负荷减少按键以及各可控开关连接，用于根据负荷增加按键和负荷减少按键的动作信号控制各可控开关的动作；所述显示屏用于显示目前接入接线柱的负荷的等级。

2.根据权利要求1所述的光伏发电并网实训装置，其特征在于，所述外壳上还设置有第一指示灯和第二指示灯，所述负荷控制器与第一指示灯、第二指示灯连接，用于当接线柱所连接的负荷达到最大值时控制第一指示灯发光，当接线柱所连接的负荷达到最小值时控制第二指示灯发光。

3.根据权利要求1或2所述的光伏发电并网实训装置，其特征在于，所述负荷控制器还连接有蜂鸣器，用于当与接线柱连接的负荷的等级达到最大且按下负荷增加按钮时，或者当与接线柱连接的负荷达到最小等级且按下负荷减少按钮时，控制蜂鸣器发出相应的报警信号。

4.根据权利要求1所述的光伏发电并网实训装置，其特征在于，所述外壳上还设置有定时按键，所述负荷控制器与定时按键连接，用于根据定时按键的信息启动定时功能。

5.根据权利要求4所述的光伏发电并网实训装置，其特征在于，所述外壳上还设置有数字按键，所述负荷控制器与数字按键连接，所述数字按键用于输入定时信息。

6.根据权利要求1所述的光伏发电并网实训装置，其特征在于，所述光伏组件模拟模块包括变压器和整流器，变压器的一次侧用于连接外接电源，二次侧连接整流器的交流侧，整流器的直流侧连接所述汇流箱的输入端。

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