一種風光電互補型微電網實驗平臺的制作方法
【專利摘要】一種風光電互補型微電網實驗平臺，屬于新能源運用【技術領域】。其包括太陽能發電系統、風能發電系統、制動能量回收系統和電池均衡系統四個系統，根據需求可設計為移動車型；所述的太陽能發電系統可安裝在陽光能直射到的實驗平臺頂部或者實驗平臺箱體的兩側；所述的風力發電系統可安裝在實驗平臺頂部或者實驗平臺的前端；所述的制動能量回收系統由輪轂電機直接驅動車輪，在實驗平臺制動時回收能量；所述的電池均衡系統采用雙向均衡方式，提高電池的循環壽命、改善電池的使用性能。
【專利說明】—種風光電互補型微電網實驗平臺
【技術領域】:
[0001 ] 本發明涉及一種風光電互補型微電網實驗平臺，太陽能與風能等新能源有機緊密結合，構建成一個“風光互補”的微型發電網絡，屬于新型能源供電領域；該實驗平臺適用于教學實驗，主要研究風光互補型微電網的控制策略、輪轂電機的驅動與制動、電池均衡以及電動汽車入網技術等，實驗應用范圍廣。
【背景技術】:
[0002]在環境污染嚴重和石油資源枯竭的雙重壓力下，開發利用新型能源成為國際社會共同關注的焦點。太陽能、風能，作為可持續發展的綠色清潔能源，儲存范圍廣泛；探索太陽能、風能等新型能源的應用，是能源產業發展的一個全新課題。
[0003]太陽能和風能在時間和空間上有很好的互補性，白天多利用太陽能發電，夜間使用風電，因此風光互補發電系統在資源上彌補了風電和光電獨立系統在資源上的缺陷。
[0004]微電網作為小型發配電系統，正在受到越來越多的關注。在具備良好光照條件和風能資源的條件下，可以構建成一個“風光互補”的微型發電網絡。風光電互補型微電網實驗平臺為研究風光互補型微電網的控制策略等實驗，提供了資源。
【發明內容】
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[0005]本發明旨在提出一種風光電互補型微電網實驗平臺，目的是在全球資源緊張與環境污染嚴重的壓力下，為更多研究風光互補微型發電的科研者提供實驗資源，為研究輪轂電機的驅動與制動、電池均衡以及電動汽車入網等技術提供統一的教學實驗設施，緊跟新技術的步伐。
[0006]為實現上述目的，本發明的技術的方案是:一種風光電互補型微電網實驗平臺，包括太陽能發電系統、風能發電系統、制動能量回收系統和電池均衡系統，所述的太陽能發電系統和風能發電系統通過電池充電控制器、制動能量回收系統與動力電池相連，動力電池的控制端與動力電池均衡系統連接，動力電池通過雙向充放電控制裝置接入電網；
[0007]所述的太陽能發電系統可安裝在陽光能直射到的實驗平臺頂部或者實驗平臺箱體的兩側；所述的風力發電系統安裝在實驗平臺頂部或者實驗平臺的前端；所述的制動能量回收系統主要由輪轂電機及控制系統組成；所述的電池均衡系統主要由均衡調節控制器、信號采集與監控裝置組成。
[0008]所述的太陽能電池板用支架固定在實驗平臺的頂部，在日照強度與溫度一定的情況下，進行太陽能光伏電池1-V與P-V特性測試，或通過控制策略進行光伏電池最大功率的跟蹤實驗。
[0009]所述的風力發電機通過緊固機構連接在實驗平臺箱體的前部，緊固機構易于拆卸，方便靜態發電機特性實驗；或進行風力機輸出最大功率的跟蹤實驗。
[0010]所述的制動能量回收系統進行電機制動性能測試或制動能量回收的實驗，為新能源車的研究提供制動性能測試平臺。[0011]所述的電池均衡系統進行電池的性能測試實驗以及電池的電壓、電流均衡實驗，通過實驗研究提高電池的使用性能，延長電池壽命。
[0012]所述的實驗平臺通過雙向充放電控制裝置實現入網功能，研究入網的優化調度和入網后對電能質量影響的實驗，從實驗設施資源方面為入網提供研究平臺。
[0013]本發明具有如下突出的優勢:
[0014]1.太陽能、風能均屬于新能源范疇，兩者有很好的互補性，風光互補發電系統在資源上彌補了風電和光電獨立系統在資源上的缺陷。
[0015]2.風光電互補型微電網實驗平臺可實現入網功能，在滿足實驗平臺需求的前提下，將剩余電能雙向可控回饋到電網。
[0016]3.風光電互補型微電網實驗平臺為電機的驅動與制動、電池均衡以及電動汽車入網等技術提供統一的教學實驗平臺，為技術的發展提供資源。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0017]圖1為風光電互補型微電網實驗平臺的結構組成圖。
[0018]圖2為風光電互補型微電網制動能量回收實驗示意圖。
具體實施方案:
[0019]下面結合附圖，對本發明的優選實例方法作詳細說明。
[0020]參見圖1，風光電互補型微電網實驗平臺的結構，主要包括太陽能電池板、風力發電機、電池充電控制器、輪轂電機、電機控制器、動力電池及動力電池均衡系統。太陽能電池板、風力發電機與電池充電控制器相連，輪轂電機均與電機控制器相連；轉化成的電能再輸入到動力電池中；動力電池均衡系統對動力電池的工作狀態進行實時監控并輸出相應的控制信號，提高電池組的性能與循環壽命；同時動力電池又可以驅動電機正常運轉，把電能轉換成電機運轉的機械能。
[0021]風光電互補型微電網實驗平臺可通過雙向充放電控制裝置實現入網功能，在滿足實驗平臺需求的前提下，將剩余電能雙向可控回饋到電網。動力電池可作為電網中的儲能單元，當風能、光能充足時，太陽能電池板、風力發電機轉化成的電能輸入到動力電池；當實驗平臺進行再生制動時，輪轂電機可處于發電機模式，將驅動輪制動時的機械能轉化為電能，儲存到動力電池中，通過動力電池對電網的負載進行供電。
[0022]圖2為制動能量回收實驗的一個實施例。
[0023]本實施例涉及制動能量回收實驗。制動能量回收系統主要由輪轂電機、控制器、傳感器、信號處理、動力電池和電池管理系統(BMS)等組成。
[0024]踩下制動踏板，進行制動實驗時，BMS將電池荷電狀態傳送到控制器，控制器根據荷電狀態首先判斷能否進行回饋制動；判斷能進行回饋制動時，控制器處于再生制動控制狀態下，電機處于發電機模式，傳感器可同時準確的采集信號；利用傳感器可獲得電機的轉矩與轉速信號以及再生制動時被測電池的充電電壓與電流信號，經信號處理裝置輸入到控制器，經過實驗數據的處理計算，可在輸出設備中顯示出制動能量回收的數據。
[0025]風光電互補型微電網實驗平臺還可進行制動能量回收控制策略的研究，將不同的控制策略應用到實驗平臺上，進行驗證比較，從而選擇出最佳控制策略；在滿足制動安全要求的前提下，提高制動能量回收率，達到合理利用能量的目的。
【權利要求】
1.一種風光電互補型微電網實驗平臺，其特征在于，包括太陽能發電系統、風能發電系統、制動能量回收系統和電池均衡系統、動力電池；所述的太陽能發電系統和風能發電系統通過電池充電控制器、制動能量回收系統與動力電池相連，動力電池的控制端與動力電池均衡系統連接，動力電池通過雙向充放電控制裝置接入電網； 所述的太陽能發電系統包括太陽能電池板；所述的太陽能電池板用支架固定在實驗平臺頂部或實驗平臺箱體兩側；進行太陽能光伏電池1-V與P-V特性測試，或通過控制策略進行光伏電池最大功率的跟蹤實驗； 所述的風力發電系統通過緊固機構連接在實驗平臺箱體的前部或通過垂直桿件安裝在箱體頂部；用于測試靜態發電機特性以及跟蹤風力發電機輸出最大功率的實驗； 所述的制動能量回收系統主要由輪轂電機及控制系統組成，進行電機制動性能測試與制動能量回收的實驗；所述的電池均衡系統包括均衡調節控制器、信號采集與監控裝置；進行包括動力電池在內的充放電性能測試以及電池的電壓、電流均衡實驗。
2.根據權利要求1所述的風光電互補型微電網實驗平臺，其特征在于，該實驗平臺通過雙向充放電控制裝置接入電網，風能、光能充足時對電網的負載進行供電。
【文檔編號】G09B23/18GK103956095SQ201410095043
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2014年3月14日
【發明者】馮能蓮, 于靜美, 賓洋, 張志林, 占子奇, 潘陽 申請人:北京工業大學