一種風光互補發電演示實驗系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種風光互補發電演示實驗系統，包括模擬實驗箱、數據采集柜和上位機，模擬實驗箱中安裝有小型風扇和照明燈，小型風扇的正對面安裝有小型風力發電機，照明燈的底端安裝有太陽能電池板；小型風力發電機的輸出端連接有三相整流橋，太陽能電池板的輸出端連接有防反二極管，且兩者輸出端連接有DC/DC變換器，DC/DC變換器的輸出端一路連接有蓄電池，另一路連接有負載箱，且蓄電池的輸出端也連接到負載箱的電源端；數據采集柜的內部安裝有FPGA控制器，FPGA控制器連接有電流互感器、控制變壓器和GPRS接口，電流互感器的輸出端連接有電流采樣電路，GPRS接口的輸出端還連接有射頻收發器，上位機上還安裝有無線路由器，模擬實驗箱內還安裝有獨立電源。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電力試驗設備領域，具體為一種風光互補發電演示實驗系統。
技術介紹
隨著能源危機和環境惡化日益加劇，人們越來注環境保護和新能源技術的發展，風能與太陽能具有零污染、低輻射、永不枯竭等諸多優點，是未來新能源發展的主要方向。為了培養更多的相關研究人員，有必要建立一種有效地模擬實驗系統，在現代教學中實驗室配有數百瓦容量的小型風力發電機實驗系統，但在實驗中感到存在如下問題：一是真實感不夠，不能真實反映實際運行風力發電機的情況；二是僅限于實驗室，無法長期連續運行教學效果很不理想。
技術實現思路
針對以上問題，本技術提供了一種風光互補發電演示實驗系統，能夠完全真實模擬風能和太陽能發電的真實情況，且能夠長期連續工作，可以有效解決
技術介紹
中的問題。為實現上述目的，本技術提供如下技術方案：一種風光互補發電演示實驗系統，包括模擬實驗箱、數據采集柜和上位機，所述數據采集柜安裝在模擬實驗箱的側邊，上位機與數據采集柜進行通信，所述模擬實驗箱中安裝有小型風扇和照明燈，所述小型風扇和照明燈之間通過隔板隔開，小型風扇的正對面安裝有小型風力發電機，照明燈的底端安裝有太陽能電池板；所述小型風力發電機的輸出端連接有三相整流橋，太陽能電池板的輸出端連接有防反二極管，且三相整流橋和防反二極管的輸出端連接有DC/DC變換器，所述DC/DC變換器的輸出端一路連接有蓄電池，另一路連接有負載箱，且蓄電池的輸出端也連接到負載箱的電源端；所述數據采集柜的內部安裝有FPGA控制器，所述FPGA控制器連接有電流互感器、控制變壓器和GPRS接口，所述電流互感器的輸出端連接有電流采樣電路，且電流采樣電路連接到DC/DC變換器的輸出端。作為本技術一種優選的技術方案，所述GPRS接口的輸出端還連接有射頻收發器，上位機上還安裝有無線路由器，無線路由器與射頻收發器進行無線通信。作為本技術一種優選的技術方案，所述模擬實驗箱內還安裝有獨立電源，且獨立電源為小型風扇和照明燈進行供電。與現有技術相比，本技術的有益效果是：該風光互補發電演示實驗系統，通過設置小型風扇和照明燈，完全真實地模擬風光互補發電的真實環境；設置FPGA控制器和電流采樣電路，實現最大相位跟蹤監測；設置射頻收發器和無線路由器實現無線數據傳輸；本裝置能夠完全真實模擬風能和太陽能發電的真實情況，能夠方便地進行數據采集分析，且能夠長期連續工作，適用于各類實驗室研究使用。附圖說明圖1為本技術結構示意圖；圖2為數據采集柜電路結構示意圖。圖中：1-模擬實驗箱；2-數據采集柜；3-上位機；4-小型風扇；5-照明燈；6-小型風力發電機；7-太陽能電池板；8-三相整流橋；9-防反二極管；10-DC/DC變換器；11-蓄電池；12-負載箱；13-FPGA控制器；14-電流互感器；15-控制變壓器；16-GPRS接口；17-電流采樣電路；18-射頻收發器；19-無線路由器；20-獨立電源。具體實施方式下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。實施例：請參閱圖1和圖2，本技術提供一種技術方案：一種風光互補發電演示實驗系統，包括模擬實驗箱1、數據采集柜2和上位機3，所述數據采集柜2安裝在模擬實驗箱1的側邊，上位機3與數據采集柜2進行通信，所述模擬實驗箱1中安裝有小型風扇4和照明燈5，所述小型風扇4和照明燈5之間通過隔板隔開，小型風扇4的正對面安裝有小型風力發電機6，照明燈5的底端安裝有太陽能電池板7；所述小型風力發電機6的輸出端連接有三相整流橋8，太陽能電池板7的輸出端連接有防反二極管9，且三相整流橋8和防反二極管9的輸出端連接有DC/DC變換器10，所述DC/DC變換器10的輸出端一路連接有蓄電池11，另一路連接有負載箱12，且蓄電池11的輸出端也連接到負載箱12的電源端；所述數據采集柜2的內部安裝有FPGA控制器13，所述FPGA控制器13連接有電流互感器14、控制變壓器15和GPRS接口16，所述電流互感器14的輸出端連接有電流采樣電路17，且電流采樣電路17連接到DC/DC變換器10的輸出端；所述GPRS接口16的輸出端還連接有射頻收發器18，上位機3上還安裝有無線路由器19，無線路由器19與射頻收發器18進行無線通信；所述模擬實驗箱1內還安裝有獨立電源20，且獨立電源20為小型風扇4和照明燈5進行供電。本技術的工作原理：所述模擬實驗箱1用于進行模擬風力發電和太陽能發電，所述數據采集柜2用于采集數據并做出相應分析處理，所述上位機3用于接收數據采集柜2傳出的數據并進行建模處理；所述獨立電源20為小型風扇4和照明燈5進行供電，小型風扇4產生風力，吹動小型風力發電機6的發電機轉軸，產生三相交流電，生成的交流電通過三相整流橋8整流輸出直流電，直流電輸出到DC/DC變換器10；所述照明燈5發出光并照射在太陽能電池板7上，所述太陽能電池板7通過光照產生直流電，直流電通過防反二極管9連接到DC/DC變換器10的輸入端；所述DC/DC變換器10將生成的直流電進行升降壓變換，其中升降壓的大小由DC/DC變換器10控制端輸入的PWM波的占空比決定；所述DC/DC變換器10的電壓一路連接有蓄電池11，另一路連接有負載箱12，當發電量大于負載量時，發電系統給蓄電池11充電，當負載量大于發電量時，蓄電池11給負載箱12供電；所述電流采樣電路17采集DC/DC變換器10輸出端電流，并將電流信號輸入到電流互感器14，電流互感器14將輸入的電流信號轉換成電壓信號，再通過控制變壓器15比例變換到FPGA控制器13能接受范圍的電壓，所述FPGA控制器13對輸入的數據進行分析，確定最大輸出功率，并將分析后的數據通過GPRS接口16轉換成IP數據，再通過射頻收發器18發送到無線路由器19，所述無線路由器19將接收到的數據進行解碼再發送到上位機3，由上位機3做下一步處理。該風光互補發電演示實驗系統，通過設置小型風扇4和照明燈5，完全真實地模擬風光互補發電的真實環境；設置FPGA控制器13和電流采樣電路17，實現最大相位跟蹤監測；設置射頻收發器18和無線路由器19實現無線數據傳輸；本裝置能夠完全真實模擬風能和太陽能發電的真實情況，能夠方便地進行數據采集分析，且能夠長期連續工作，適用于各類實驗室研究使用。以上所述僅為本技術的較佳實施例而已，并不用以限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風光互補發電演示實驗系統，包括模擬實驗箱(1)、數據采集柜(2)和上位機(3)，所述數據采集柜(2)安裝在模擬實驗箱(1)的側邊，上位機(3)與數據采集柜(2)進行通信，其特征在于：所述模擬實驗箱(1)中安裝有小型風扇(4)和照明燈(5)，所述小型風扇(4)和照明燈(5)之間通過隔板隔開，小型風扇(4)的正對面安裝有小型風力發電機(6)，照明燈(5)的底端安裝有太陽能電池板(7)；所述小型風力發電機(6)的輸出端連接有三相整流橋(8)，太陽能電池板(7)的輸出端連接有防反二極管(9)，且三相整流橋(8)和防反二極管(9)的輸出端連接有DC/DC變換器(10)，所述DC/DC變換器(10)的輸出端一路連接有蓄電池(11)，另一路連接有負載箱(12)，且蓄電池(11)的輸出端也連接到負載箱(12)的電源端；所述數據采集柜(2)的內部安裝有FPGA控制器(13)，所述FPGA控制器(13)連接有電流互感器(14)、控制變壓器(15)和GPRS接口(16)，所述電流互感器(14)的輸出端連接有電流采樣電路(17)，且電流采樣電路(17)連接到DC/DC變換器(10)的輸出端。

【技術特征摘要】
1.一種風光互補發電演示實驗系統，包括模擬實驗箱(1)、數據采集柜(2)和上位機(3)，所述數據采集柜(2)安裝在模擬實驗箱(1)的側邊，上位機(3)與數據采集柜(2)進行通信，其特征在于：所述模擬實驗箱(1)中安裝有小型風扇(4)和照明燈(5)，所述小型風扇(4)和照明燈(5)之間通過隔板隔開，小型風扇(4)的正對面安裝有小型風力發電機(6)，照明燈(5)的底端安裝有太陽能電池板(7)；所述小型風力發電機(6)的輸出端連接有三相整流橋(8)，太陽能電池板(7)的輸出端連接有防反二極管(9)，且三相整流橋(8)和防反二極管(9)的輸出端連接有DC/DC變換器(10)，所述DC/DC變換器(10)的輸出端一路連接有蓄電池(11)，另一路連接有負載箱(12)，且蓄電池(11)的輸出端也...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳楠，
申請(專利權)人：陳楠，
類型：新型
國別省市：浙江;33