一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法

本實(shí)用新型涉及電力試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著能源危機(jī)和環(huán)境惡化日益加劇，人們?cè)絹碜h(huán)境保護(hù)和新能源技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)能與太陽能具有零污染、低輻射、永不枯竭等諸多優(yōu)點(diǎn)，是未來新能源發(fā)展的主要方向。為了培養(yǎng)更多的相關(guān)研究人員，有必要建立一種有效地模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在現(xiàn)代教學(xué)中實(shí)驗(yàn)室配有數(shù)百瓦容量的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，但在實(shí)驗(yàn)中感到存在如下問題：一是真實(shí)感不夠，不能真實(shí)反映實(shí)際運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)的情況；二是僅限于實(shí)驗(yàn)室，無法長期連續(xù)運(yùn)行教學(xué)效果很不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問題，本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，能夠完全真實(shí)模擬風(fēng)能和太陽能發(fā)電的真實(shí)情況，且能夠長期連續(xù)工作，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括模擬實(shí)驗(yàn)箱、數(shù)據(jù)采集柜和上位機(jī)，所述數(shù)據(jù)采集柜安裝在模擬實(shí)驗(yàn)箱的側(cè)邊，上位機(jī)與數(shù)據(jù)采集柜進(jìn)行通信，所述模擬實(shí)驗(yàn)箱中安裝有小型風(fēng)扇和照明燈，所述小型風(fēng)扇和照明燈之間通過隔板隔開，小型風(fēng)扇的正對(duì)面安裝有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，照明燈的底端安裝有太陽能電池板；所述小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fù)載箱，且蓄電池的輸出端也連接到負(fù)載箱的電源端；所述數(shù)據(jù)采集柜的內(nèi)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。

作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述GPRS接口的輸出端還連接有射頻收發(fā)器，上位機(jī)上還安裝有無線路由器，無線路由器與射頻收發(fā)器進(jìn)行無線通信。

作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述模擬實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)還安裝有獨(dú)立電源，且獨(dú)立電源為小型風(fēng)扇和照明燈進(jìn)行供電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：該風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過設(shè)置小型風(fēng)扇和照明燈，完全真實(shí)地模擬風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的真實(shí)環(huán)境；設(shè)置FPGA控制器和電流采樣電路，實(shí)現(xiàn)最大相位跟蹤監(jiān)測(cè)；設(shè)置射頻收發(fā)器和無線路由器實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸；本裝置能夠完全真實(shí)模擬風(fēng)能和太陽能發(fā)電的真實(shí)情況，能夠方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，且能夠長期連續(xù)工作，適用于各類實(shí)驗(yàn)室研究使用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為數(shù)據(jù)采集柜電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-模擬實(shí)驗(yàn)箱；2-數(shù)據(jù)采集柜；3-上位機(jī)；4-小型風(fēng)扇；5-照明燈；6-小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)；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(fù)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(fā)器；19-無線路由器；20-獨(dú)立電源。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：

請(qǐng)參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案：一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括模擬實(shí)驗(yàn)箱1、數(shù)據(jù)采集柜2和上位機(jī)3，所述數(shù)據(jù)采集柜2安裝在模擬實(shí)驗(yàn)箱1的側(cè)邊，上位機(jī)3與數(shù)據(jù)采集柜2進(jìn)行通信，所述模擬實(shí)驗(yàn)箱1中安裝有小型風(fēng)扇4和照明燈5，所述小型風(fēng)扇4和照明燈5之間通過隔板隔開，小型風(fēng)扇4的正對(duì)面安裝有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)6，照明燈5的底端安裝有太陽能電池板7；所述小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fù)載箱12，且蓄電池11的輸出端也連接到負(fù)載箱12的電源端；所述數(shù)據(jù)采集柜2的內(nèi)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(fā)器18，上位機(jī)3上還安裝有無線路由器19，無線路由器19與射頻收發(fā)器18進(jìn)行無線通信；所述模擬實(shí)驗(yàn)箱1內(nèi)還安裝有獨(dú)立電源20，且獨(dú)立電源20為小型風(fēng)扇4和照明燈5進(jìn)行供電。

本實(shí)用新型的工作原理：所述模擬實(shí)驗(yàn)箱1用于進(jìn)行模擬風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電，所述數(shù)據(jù)采集柜2用于采集數(shù)據(jù)并做出相應(yīng)分析處理，所述上位機(jī)3用于接收數(shù)據(jù)采集柜2傳出的數(shù)據(jù)并進(jìn)行建模處理；所述獨(dú)立電源20為小型風(fēng)扇4和照明燈5進(jìn)行供電，小型風(fēng)扇4產(chǎn)生風(fēng)力，吹動(dòng)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)6的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，產(chǎn)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(fā)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(chǎn)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(jìn)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(fù)載箱12，當(dāng)發(fā)電量大于負(fù)載量時(shí)，發(fā)電系統(tǒng)給蓄電池11充電，當(dāng)負(fù)載量大于發(fā)電量時(shí)，蓄電池11給負(fù)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(hào)輸入到電流互感器14，電流互感器14將輸入的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，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(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定最大輸出功率，并將分析后的數(shù)據(jù)通過GPRS接口16轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)，再通過射頻收發(fā)器18發(fā)送到無線路由器19，所述無線路由器19將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼再發(fā)送到上位機(jī)3，由上位機(jī)3做下一步處理。

該風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過設(shè)置小型風(fēng)扇4和照明燈5，完全真實(shí)地模擬風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的真實(shí)環(huán)境；設(shè)置FPGA控制器13和電流采樣電路17，實(shí)現(xiàn)最大相位跟蹤監(jiān)測(cè)；設(shè)置射頻收發(fā)器18和無線路由器19實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸；本裝置能夠完全真實(shí)模擬風(fēng)能和太陽能發(fā)電的真實(shí)情況，能夠方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，且能夠長期連續(xù)工作，適用于各類實(shí)驗(yàn)室研究使用。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。