太陽能與風(fēng)力發(fā)電仿真(實(shí)驗(yàn))系統(tǒng)的研制

1、 本文由poeren2007貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 !蘭 墨 二蘭曼 竺 實(shí) 驗(yàn) 技 術(shù) 與 管 理 第 2 6卷 第 i期 20 0 9年 1月 CN】 1 2 4 T 03 / Ex e i n a c o o y a d M a a e n p rme t l Te hn l g n n g me t VoI26 No 1 J n 2 0 . . a . 0 9 太 陽能與風(fēng) 力 發(fā) 電仿 真 ( 實(shí)驗(yàn) ) 統(tǒng) 的研 制 系 秦 大 為 , 漢崢 , 蘇瑾 陳 蔡 ( 城 師 范 學(xué) 院 實(shí)驗(yàn) 中 心 , 蘇 鹽城 鹽

2、江 24 0 ) 2 0 2 摘 要 : 對 太 陽能 和 風(fēng) 力發(fā) 電人 才 培 養(yǎng) 的需 要 , 述 了太 陽 能 和 風(fēng) 力發(fā) 電 仿 真 ( 針 論 實(shí)驗(yàn) ) 統(tǒng) 的設(shè) 計(jì) 思 想 , 系 研 究 方 法 , 術(shù) 路 線及 其 實(shí) 際 應(yīng)用 情 況 . 技 關(guān) 鍵 詞 : 陽 能 ; 力 ; 電實(shí) 驗(yàn) 系 統(tǒng) ; 制 太 風(fēng) 發(fā) 研 中 圖分 類 號 :TK5 4 TP 9 . 1; 319 文 獻(xiàn)標(biāo) 識 碼 :B 文 章 編 號 :1 0 9 6 2 0 ) 1 0 6 3 0 24 5 ( 0 9 0 0 3 0 Deeo me to oa n rya dwidp we x ei

3、n i lt n sse v lp n fslre eg n n o re p r me ts muai y tm o Qi we ,Ch n Ha z e g,C i u n Da i e nh n a j S i n ( nt ro pe i e , Ya h ng Nor a nie st Ya c ng, 2 40 2,Ch n ) Ce e fEx rm nt nc e m lU v r iy, n he 2 0 ia Ab tac : Ai i he t ln uli to e uie e n s l n r nd w id p sr t m ng att ae tc tva in

4、 r q r m nti oare e gy a n owe il t a rd s us rfe d, he p pe ic s s t e d sgn prncp e,r s a c e h nd t c nia out xp rm e tsm ulton s s e a d is a pl a e h e i i il e e r h m t od a e h c lr e ofe e i n i a i y t m n t p i c to i n. Ke r s o a n r y ywo d :s lre e g ;wi d p we ;p we x e i n y t m ;d

5、v lp n n o r o re p r me ts se e eo me t 隨著地球資源 的 日益 貧乏 , 礎(chǔ)能 源 的投 資 成本 基 日益 攀 高 , 染 加 劇 , 陽 能 和 風(fēng) 能 作 為 人 類 " 之 不 污 太 取 型直觀 清晰 , 真實(shí)驗(yàn) 教 學(xué)效 果好 的 技術(shù) 上成 熟 的太 仿 陽能 與風(fēng)力發(fā) 電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) .利用本 系統(tǒng)可進(jìn)行 如下實(shí) 驗(yàn) : 陽能 電池 光 電轉(zhuǎn)換 效率測試 ; 太 風(fēng)力發(fā) 電機(jī) 的風(fēng) 電 轉(zhuǎn)換效 率測試 ; 蓄電池及逆 變器 的存 貯轉(zhuǎn)換效率 測試 ; 太 陽能 , 風(fēng)力發(fā) 電整體效率 測試 ; 陽能發(fā) 電系統(tǒng)并 網(wǎng) 太 發(fā) 電 ;

6、 力 發(fā) 電 系 統(tǒng) 并 網(wǎng) 發(fā) 電 , 型 太 陽 能 發(fā) 電 系 統(tǒng) 的 風(fēng) 小 盡, 用之 不竭 " 安全 , 保 新 能 源越 來 越 受 到 重 視 . 的 環(huán) 隨 著 各 類 太 陽能 和 風(fēng) 能 發(fā) 電 的 應(yīng) 運(yùn) 而 生 , 我 市 的 大 如 豐 , 臺兩市 的 2個(gè) 2 0Mw 的國家 級 風(fēng)力發(fā) 電正相 東 0 繼在 國家經(jīng) 貿(mào)委立 項(xiàng) , 即將動 工 , 相應(yīng) 的研發(fā) , 設(shè)計(jì) , 生 產(chǎn)和管理 等方面 的專業(yè) 人才 需 求也 隨 之增 加 , 太 陽 但 能和風(fēng)力 發(fā) 電專業(yè) 的實(shí)驗(yàn)儀 器和相應(yīng) 的實(shí)驗(yàn)教材 在 國 內(nèi) 尚為 空 白 . 設(shè)計(jì)和 制作 ; 型

7、風(fēng)力發(fā) 電系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 和制 作 等定 量 小 測試項(xiàng) 目.本實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)還 可為進(jìn)一 步開展太 陽能和風(fēng) 力發(fā) 電技術(shù) 研究提供 工作平 臺 . 本課題 依據(jù)太 陽能和風(fēng)力 發(fā)電人才培 養(yǎng) 的實(shí) 際需 要, 結(jié)合我 國國情研 發(fā) 出一 套適合 高 等 院校 學(xué)生 進(jìn) 行 " 新能源發(fā) 電" 等相關(guān)課 程教學(xué) 的仿真 ( 驗(yàn)) 實(shí) 系統(tǒng) 和相 應(yīng) 的實(shí)驗(yàn) 教材 , 為本 專業(yè) 學(xué)生 盡 快地 掌握 太 陽能與 風(fēng) 力 發(fā)電的工 作原理 , 使用 , 維護(hù)及 測試方法 提供基本 條 件 .本 實(shí) 驗(yàn) 系 統(tǒng) 可 做 太 陽 能 , 力 發(fā) 電方 面 的 定 性 , 風(fēng) 定 量實(shí)

8、驗(yàn) 總數(shù)達(dá) 1 O個(gè) 之 多 . 該 系 統(tǒng) 同 時(shí) 具 有 良好 的 科 2 擬 解 決 的關(guān) 鍵 問題 ( )解決全 天候 演 示 實(shí)驗(yàn) 的 環(huán)境 問題 , 1 包括 在 陰 天 或 室 內(nèi) 的 太 陽 能 與 風(fēng) 力 的模 擬 仿 真 問 題 . ( )解決太 陽能與風(fēng)力 發(fā) 電 2個(gè)各 自獨(dú)立 的發(fā) 電 2 系 統(tǒng) 的 互 補(bǔ) 發(fā) 電 問題 . ( ) 決太 陽能和風(fēng)力 發(fā)電 系統(tǒng) 與電力 電網(wǎng)并 網(wǎng) 3 解 發(fā) 電問題 . 研價(jià) 值 , 可為進(jìn) 一步 開展 太 陽能 和風(fēng) 力發(fā) 電技 術(shù) 研究 提供工 作平 臺 . 3 課題 的研 究 方 法 , 術(shù) 路 線和 實(shí) 驗(yàn) 方案 技 l

9、研 究 目標(biāo) 及研 究 內(nèi)容 研究 目標(biāo) : 制一 套科 學(xué)性 強(qiáng) , 研 系統(tǒng) 性強(qiáng) , 理模 物 收稿 日期 :0 8 0 3 20 3 1 ( )以仿真為前 提 , 1 根據(jù) 目前 國際 , 內(nèi)公 認(rèn) 的太 國 陽能 發(fā) 電系統(tǒng) 和風(fēng)力 發(fā) 電 系統(tǒng) 的實(shí) 際工 作原 理 , 以及 運(yùn)行 和操作模 式 , 分析測試 手段設(shè) 計(jì)實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng) . 作 者 簡介 : 大 為 (9 7 , , 蘇 省 濱 海 市 人 , 秦 1 5 一) 男 江 高級 工 程 師 , 要 從 主 事 實(shí)驗(yàn) 教 學(xué)研 究 和 科研 工 作 基 金項(xiàng) 目 : 蘇省 教 育 廳 自然 科 學(xué)研 究 項(xiàng) 目( K D 8

10、 2 4. 江 O6 J 4 00 ) ( )以演示實(shí) 驗(yàn) 為 主 , 2個(gè) 發(fā) 電系 統(tǒng) 的工 作原 2 將 理 圖采 用彩色 套印方式分 別印制 在 2塊乳 白色演示板 上 , 將系統(tǒng) 的硬 件 實(shí) 物標(biāo) 注 在 原 理 圖 上 對 應(yīng)安 置 . 并 實(shí) 驗(yàn) 技 術(shù) 與 管 理 所 有的測試 儀表 和操 作 系 統(tǒng)一 律 按仿 真 原則 設(shè) 計(jì) , 確 保 系統(tǒng) 的真實(shí)性 和系統(tǒng)的 演示效果 . ( )以學(xué) 生 分 組 實(shí) 驗(yàn) 為 輔 , 慮 到 開 放 性 , 合 3 考 綜 性 , 計(jì) 性 實(shí) 驗(yàn) 教 學(xué) 需 要 , 學(xué) 生 進(jìn) 行 太 陽 能 和 風(fēng) 力 發(fā) 設(shè) 為 電定性 , 量實(shí)

11、驗(yàn) 總數(shù)達(dá) l 定 O個(gè) 之 多 . 為 了進(jìn) 一步增 強(qiáng)仿 真 實(shí)驗(yàn) 效果 , 們選 擇 A 2 0 我 C 2 V,3w 三基 色 電子 節(jié) 能 螢 光 燈作 為 交 流 負(fù)載 , 1 選擇 D 1 1 儀 器風(fēng)機(jī)作 為交 流負(fù)載 , 采用 直流無 C 2V,0w 并 級 調(diào) 速 系 統(tǒng) 與 之 相 配 套 取 得 了滿 意 的實(shí) 驗(yàn) 效 果 . 根據(jù) 電量平衡 原理設(shè) 計(jì) 了太 陽能與 風(fēng)力發(fā) 電系統(tǒng) 的互 補(bǔ)發(fā) 電裝置 , 附加 電量 輸入 , 出記量 儀 表 , 輸 有效 地解 決 了太 陽能 與風(fēng)力 發(fā) 電 2 各 自獨(dú) 立 的發(fā) 電系統(tǒng) 個(gè) 的互 補(bǔ) 發(fā) 電 問 題 . 由于 本

12、項(xiàng) 目是在現(xiàn)有 的成熟 的太 陽能 發(fā) 電和風(fēng)力 發(fā) 電技 術(shù) 基 礎(chǔ) 上 完 成 的 相 關(guān) 的 仿 真 實(shí) 驗(yàn) 系 統(tǒng) , 此 其 因 核心技術(shù) 和關(guān)鍵技術(shù) 都是基 本成熟 , 可行 的 . 太 陽能發(fā) 電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 原理 圖見 圖 1 風(fēng)力 發(fā) 電 系 . 統(tǒng) 實(shí) 驗(yàn) 原 理 圖 見 圖 2 . 選用 了 VMOS功 率模 塊 研制 成 功 了工 作 頻 率穩(wěn) 定 , 出正弦波失 真小 , 變效 率高 的專 用逆 變器和仿 輸 遞 真 實(shí)驗(yàn)效 果好 , 全系數(shù) 高 的專 用并 網(wǎng)開關(guān) , 效地解 安 有 決 了 太 陽 能 和 風(fēng) 力 發(fā) 電 系 統(tǒng) 與 電 力 電 網(wǎng) 并 網(wǎng) 發(fā) 電 問

13、 題 .圖 3為太 陽能與 風(fēng)力發(fā) 電仿真 系統(tǒng)樣機(jī) 圖 . 圖 l 太 陽 能 發(fā) 電 系 統(tǒng) 實(shí) 驗(yàn) 原 理 圖 圖 3 太 陽能 與 風(fēng) 力 發(fā) 電 仿 真 系統(tǒng) 樣 機(jī) 圖 4 樣 機(jī) 主 要 技 術(shù) 性 能 太 陽能 電池板功 率為 4 ,2V; 0W 1 風(fēng)力發(fā) 電機(jī)功率 為 2 ,2 5W 1 V; 蓄電池 容量為 3 2AH,2V; 1 逆 變 器 功 率 為 3 , C 2V, 2 0V ; OW D 1 AC 2 交流負(fù) 載功率 為 1 ,2 3W 2 0V; 圖 2 風(fēng) 力 發(fā) 電 系統(tǒng) 實(shí) 驗(yàn) 原 理 圖 直 流 負(fù) 載 功 率 為 l ,2V ; 0w 1 儀 器 外

14、 形 尺 寸 :0 T×6 0mm ×5 0mm; 8 0ml l 0 0 儀 器 重 量 :0k . 3 g 為 了較 好地解 決太 陽能與風(fēng)力 發(fā) 電仿 真 ( 驗(yàn) ) 實(shí) 系 統(tǒng) 全天候?qū)?驗(yàn) 的環(huán) 境條 件 問題 , 括 在 陰天 或 室 內(nèi) 的 包 太陽能 與風(fēng)力仿 真問 題 , 我們 經(jīng) 反 復(fù)試 驗(yàn)選 擇 了光譜 特性盡 可能與太 陽光一致 的 鹵鎢燈作 為太 陽光的替代 光源 , 設(shè)計(jì) 了一套 2k 可變 功率 的 鹵鎢燈 照 明系統(tǒng) , w 較 完 滿 地 解 決 了 太 陽 能 室 內(nèi)仿 真 問題 .我 們 經(jīng) 過 反 復(fù) 5 利用該仿真 ( 實(shí)驗(yàn) )

15、系統(tǒng) 可 開 設(shè) 的教 學(xué) 實(shí)驗(yàn) 利用該仿 真系統(tǒng) 可 開設(shè) 的教 學(xué)實(shí) 驗(yàn) ( 括 學(xué)生 分 包 組實(shí)驗(yàn) 和教 師演示實(shí) 驗(yàn)) 或科 研性測 試項(xiàng) 目如下 : ( )太 陽能 電池光 電轉(zhuǎn)換效 率測 試 ; 1 ( )風(fēng)力發(fā) 電機(jī) 的風(fēng) 電轉(zhuǎn)換 效率 測試 ; 2 ( )太 陽能 發(fā) 電與風(fēng)力 發(fā)電互 補(bǔ) ; 3 ( )蓄 電池 的存貯 轉(zhuǎn)換 效率測 試 ; 4 ( )逆變器 的轉(zhuǎn)換 效率 測試 ; 5 ( )太 陽 能 發(fā) 電 系 統(tǒng) 的 整 體 效 率 測 試 ; 6 試驗(yàn)選 用 了 S 一2 直 流發(fā) 電機(jī)在 加 裝 了 自制 的 風(fēng) DF 1 V 機(jī) 葉片后 , 即可用普 通家 用

16、臺式 電扇 的風(fēng) 量將 發(fā) 電機(jī) 的風(fēng)機(jī)葉 片吹動 , 而帶動 發(fā) 電機(jī) 正常發(fā) 電 , 進(jìn) 而且 隨著 臺式 電扇風(fēng) 量檔位 的變 化 , 發(fā) 電機(jī) 的發(fā) 電量也 隨之 其 而變 , 有 良好 的演 示 實(shí) 驗(yàn) 效 果 . 具 秦 大 為 . : 陽能 與 風(fēng) 力發(fā) 電仿 真 ( 驗(yàn) ) 統(tǒng) 的研 制 等 太 實(shí) 系 ( )風(fēng) 力 發(fā) 電 系統(tǒng) 的 整 體 效 率 測 試 ; 7 ( )太 陽 能 發(fā) 電 系 統(tǒng) 并 網(wǎng)發(fā) 電 ; 8 平評 估期 間 , 電學(xué) 院將 其作 為 我 院基礎(chǔ) 物 理實(shí) 驗(yàn)教 物 學(xué)示 范 中心 的 自制 的 教學(xué) 儀 器 向?qū)?家們 作 了現(xiàn)場 演 示 , 到

17、了專 家 , 得 領(lǐng)導(dǎo) 們的充分 肯定 . 利用 太陽能與風(fēng) 力發(fā) 電仿 真( 實(shí)驗(yàn) ) 系統(tǒng)為工作平 臺 , 對社會 需要與 江蘇省伯樂 達(dá)集團(tuán)相 配合 , 針 相繼研 發(fā) 了太 陽能 L ED 庭 園 燈 和 太 陽 能 I 草 坪 燈 . 另 ED ( )風(fēng) 力發(fā) 電系 統(tǒng)并 網(wǎng)發(fā) 電 ; 9 (0 1 )小 型 太 陽能 發(fā) 電 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) , 作 ; 制 (1 1)小 型風(fēng)力發(fā) 電系統(tǒng) 的設(shè) 計(jì) , 制作 ; (2 1 )太 陽能 發(fā) 電與 風(fēng) 力 發(fā) 電互 補(bǔ) 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) , 制 作等 . 外 , 關(guān)太 陽能與風(fēng)力 互補(bǔ)發(fā) 電的大功率 L D和太 陽 有 E 能 大功率

18、高壓 鈉燈光 源的研制 工作正在進(jìn) 行之 中. 結(jié) 合儀器實(shí) 際情況 專 門編 寫" 陽能 與 風(fēng)力 發(fā) 電 太 仿真 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指 導(dǎo)書" 對 實(shí)驗(yàn)儀器 , , 實(shí)驗(yàn) 目的 , 實(shí)驗(yàn)步 驟, 實(shí)驗(yàn) 注意事項(xiàng) 和實(shí)驗(yàn) 相 關(guān) 的背 景 資料 等作 了較 為 詳 細(xì) 介 紹 .尤 其 是 對 小 型 太 陽 能 發(fā) 電 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) , 小 型 風(fēng) 力 發(fā) 電 系統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 和 太 陽能 發(fā) 電 與 風(fēng) 力 發(fā) 電互 補(bǔ) 感謝 : 向所有 關(guān)心 支持 該 項(xiàng) 目立項(xiàng) , 謹(jǐn) 研發(fā) , 用 試 過程 中的領(lǐng) 導(dǎo)和 同事 們表示深 深的謝 意 ! 參 考 文 獻(xiàn) ( fr

19、n e) Reee cs : 徐 澤 瑋 . 于我 國 發(fā) 展太 陽 能 發(fā) 電技 術(shù) 產(chǎn)業(yè) 的思 考 j 電源 技 術(shù) 應(yīng) 1 關(guān) J. 用 , 0 6 9( ): 7 20, 1 1 . 2 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)和制 作等設(shè) 計(jì) 性實(shí) 驗(yàn) , 盡可 能地 體 現(xiàn)開 則 放性 , 合性和科 研性 , 綜 以普 通家用 照明用 電系統(tǒng) 的用 電需求 和負(fù)荷特性 為設(shè) 計(jì) 對象 , 分 調(diào)動 學(xué) 生 的創(chuàng)造 充 性 和主動性 , 生們通過 8 2課 時(shí) 的實(shí) 驗(yàn)對 太 陽能 學(xué) 1 與 風(fēng) 力 發(fā) 電 系 統(tǒng) 的 基 本 工 作 原 理 , 本 設(shè) 計(jì) 原 則 , 本 基 基 制 作 過 程 和 系 統(tǒng)

20、 的 安 裝 , 試 , 護(hù) 方 法 有 了一 個(gè) 全 面 調(diào) 維 的實(shí) 踐 過 程 , 到 了 滿 意 的 實(shí) 驗(yàn) 教 學(xué) 效 果 . 收 E 朱 虹 , 廷 章 , 建 . 于 太 陽 能 發(fā) 電 的 L D照 明 控 制 技 術(shù) 2 劉 王 基 E J. 工業(yè) 儀 表 與 自動 化 裝置 , 0 8 1 : 2 8 . 2 0 ( )8 4 袁 曉 . 敏榮 , 希杰 , .太 陽能 光伏 發(fā) 電 并 網(wǎng)技 術(shù) 的應(yīng) 用 上 3 趙 胡 等 -. 7 海 電 力 ,0 6 4 :4 4. 2 0 ( ) 3 2 3 7 E 陳 忠 斌 , 文 華 .電 力電 子技 術(shù) 在 風(fēng) 力發(fā) 電

21、中 的 應(yīng) 用 電 源 技 術(shù) 4 胡 j. 應(yīng) 用 ,0 6, ( ):2 6 2 0 9 1 2 2 . 2 E 鄂 春 良.海 上 風(fēng) 力 發(fā) 電 及 其 控 制 技 術(shù) s J .電 器 工 業(yè) , 0 7 1 : 20 ( ) 6 結(jié) 束 語 太陽能與風(fēng) 力 發(fā) 電仿 真 ( 驗(yàn) ) 統(tǒng) 于 20 實(shí) 系 0 6年 9 2 3 . 8 0 馬 勝 紅 . 虎 俞 .獨(dú) 立 光 伏 系 統(tǒng) 和 并 網(wǎng) 光 伏 系 統(tǒng) 大 眾 用 電 , 6 陸 j. 2 0 ( 1 :2 4. 0 6 1 ) 4 3 月列入 江蘇省教 育廳 自然科學(xué)研 究 項(xiàng) 目計(jì) 劃 ,0 7年 20 1 O月完

22、成樣 機(jī) 研制 工作 , 交 付物 電學(xué) 院 試用 , 并 反映 良好 . 在 2 0 0 7年 l 2月 的我 院 迎 接 教 育 部 本 科 教 學(xué) 水 任 奇 , 7 李永 晨 , 敏 . 極 式 光 伏 并 網(wǎng) 發(fā) 電 系 統(tǒng) 的 仿 真 與 實(shí) 驗(yàn) 研 究 唐 單 電 力 電子 技 術(shù) ,0 8 4 ( )2 9 J. 20 ,2 1 :7 2. ( 接 第 6 頁) 上 2 業(yè) 中 , 可 以 擴(kuò) 大 受 益 面 . 該 裝 置 進(jìn) 一 步 提 高 了 學(xué) 就 4 結(jié)束 語 本文研制 開發(fā) 出的基于單 片機(jī)的工業(yè)控 制 網(wǎng)絡(luò)模 塊, 包括 主控 制器和 4路 A D O/ O輸 出模塊 , 采用標(biāo) 準(zhǔn) 的工業(yè) 網(wǎng)絡(luò)化協(xié)議 Mo b s 由其 組 成 的網(wǎng)絡(luò) 可作 為 d u. F S的 節(jié) 點(diǎn) , 用 性 較 強(qiáng) . 此 系 統(tǒng) 在 實(shí) 驗(yàn) 室 運(yùn) 行 情 況 C 通 生 的綜合 實(shí) 踐 能 力 和創(chuàng) 新 能 力 , 利 于 培 養(yǎng) 高 素 質(zhì) 有 的復(fù) 合 型人 才 . 參 考 文 獻(xiàn) ( frn e ) Reee cs : 陽 憲 惠.工 業(yè) 數(shù) 據(jù) 通 信 與 控 制 網(wǎng) 絡(luò) 北 京 : 華 大 學(xué) 出 版 1 M . 清 社 ,0 . 2 03 良好 , 各項(xiàng)指標(biāo) 基本符 合要求 .將 模塊應(yīng)用 于 電工 , 電 子 工