《新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103441523 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103441523 A *CN103441523A* (21)申请号 201310327158.5 (22)申请日 2013.07.31 H02J 3/38(2006.01) G09B 23/18(2006.01) (71)申请人 中国石油大学 ( 华东 ) 地址 266000 山东省青岛市经济技术开发区 长江西路 66 号 (72)发明人 赵仁德 何金奎 吴晓波 辛振 (74)专利代理机构 青岛联信知识产权代理事务 所 37227 代理人 段秀瑛 王月玲 (54) 发明名称 新型模块化共直流母线。
2、的新能源发电综合实 验装置 (57) 摘要 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。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3。
3、页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103441523 A CN 103441523 A *CN103441523A* 1/1 页 2 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。 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 ： 所述的发电模块包括太阳。
4、能电池、 双馈风力发电机、 直驱式风力发电机和燃料电池。 3. 根据权利要求 2 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。 4. 根据权利要求 3 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 。
5、； 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。 5. 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。 权 利 要 求 书 CN 103441523 A 2 1/3 页 3 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 0001 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。 。
6、背景技术 0002 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。 0003 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，。
7、 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 0004 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。
8、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。 0005 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。 0006 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。 0007 优选的是， 所述的控制模块包括太阳能发电 D。
9、C/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。 0008 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 说 明 书 CN 103441523 A 3 2/3 页 4 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。 0009 优选的是， 所述的控制模块设有最大功率追踪控制电路。 0010 本发明与现有技术相比。
10、的有益效果为 ： 0011 （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 ； 0012 （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 ； 0013 （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 。
11、0014 图 1 为本发明新能源发电实验装置的结构示意图。 0015 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 0016 下面结合附图说明本发明的具体实施方式 ： 0017 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。
12、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。 0018 太阳能发电 DC/DC 控制模块 6 将太阳能电。
13、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。 0019 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。
14、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。 0020 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 说 明 书 CN 103441523 A 4 3/3 页 5 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 P。
15、WM 变换电路 或不控整流 +Boost 电路。 0021 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。 说 明 书 CN 103441523 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103441523 A 6 。