一種風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺的制作方法
【專利摘要】一種風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺，屬于新能源運(yùn)用【技術(shù)領(lǐng)域】。其包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)、制動能量回收系統(tǒng)和電池均衡系統(tǒng)四個系統(tǒng)，根據(jù)需求可設(shè)計(jì)為移動車型；所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)可安裝在陽光能直射到的實(shí)驗(yàn)平臺頂部或者實(shí)驗(yàn)平臺箱體的兩側(cè)；所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可安裝在實(shí)驗(yàn)平臺頂部或者實(shí)驗(yàn)平臺的前端；所述的制動能量回收系統(tǒng)由輪轂電機(jī)直接驅(qū)動車輪，在實(shí)驗(yàn)平臺制動時回收能量；所述的電池均衡系統(tǒng)采用雙向均衡方式，提高電池的循環(huán)壽命、改善電池的使用性能。
【專利說明】—種風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺，太陽能與風(fēng)能等新能源有機(jī)緊密結(jié)合，構(gòu)建成一個“風(fēng)光互補(bǔ)”的微型發(fā)電網(wǎng)絡(luò)，屬于新型能源供電領(lǐng)域；該實(shí)驗(yàn)平臺適用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)，主要研究風(fēng)光互補(bǔ)型微電網(wǎng)的控制策略、輪轂電機(jī)的驅(qū)動與制動、電池均衡以及電動汽車入網(wǎng)技術(shù)等，實(shí)驗(yàn)應(yīng)用范圍廣。
【背景技術(shù)】:
[0002]在環(huán)境污染嚴(yán)重和石油資源枯竭的雙重壓力下，開發(fā)利用新型能源成為國際社會共同關(guān)注的焦點(diǎn)。太陽能、風(fēng)能，作為可持續(xù)發(fā)展的綠色清潔能源，儲存范圍廣泛；探索太陽能、風(fēng)能等新型能源的應(yīng)用，是能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個全新課題。
[0003]太陽能和風(fēng)能在時間和空間上有很好的互補(bǔ)性，白天多利用太陽能發(fā)電，夜間使用風(fēng)電，因此風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在資源上彌補(bǔ)了風(fēng)電和光電獨(dú)立系統(tǒng)在資源上的缺陷。
[0004]微電網(wǎng)作為小型發(fā)配電系統(tǒng)，正在受到越來越多的關(guān)注。在具備良好光照條件和風(fēng)能資源的條件下，可以構(gòu)建成一個“風(fēng)光互補(bǔ)”的微型發(fā)電網(wǎng)絡(luò)。風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺為研究風(fēng)光互補(bǔ)型微電網(wǎng)的控制策略等實(shí)驗(yàn)，提供了資源。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0005]本發(fā)明旨在提出一種風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺，目的是在全球資源緊張與環(huán)境污染嚴(yán)重的壓力下，為更多研究風(fēng)光互補(bǔ)微型發(fā)電的科研者提供實(shí)驗(yàn)資源，為研究輪轂電機(jī)的驅(qū)動與制動、電池均衡以及電動汽車入網(wǎng)等技術(shù)提供統(tǒng)一的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施，緊跟新技術(shù)的步伐。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)的方案是:一種風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺，包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)、制動能量回收系統(tǒng)和電池均衡系統(tǒng)，所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)通過電池充電控制器、制動能量回收系統(tǒng)與動力電池相連，動力電池的控制端與動力電池均衡系統(tǒng)連接，動力電池通過雙向充放電控制裝置接入電網(wǎng)；
[0007]所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)可安裝在陽光能直射到的實(shí)驗(yàn)平臺頂部或者實(shí)驗(yàn)平臺箱體的兩側(cè)；所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)安裝在實(shí)驗(yàn)平臺頂部或者實(shí)驗(yàn)平臺的前端；所述的制動能量回收系統(tǒng)主要由輪轂電機(jī)及控制系統(tǒng)組成；所述的電池均衡系統(tǒng)主要由均衡調(diào)節(jié)控制器、信號采集與監(jiān)控裝置組成。
[0008]所述的太陽能電池板用支架固定在實(shí)驗(yàn)平臺的頂部，在日照強(qiáng)度與溫度一定的情況下，進(jìn)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(jìn)行光伏電池最大功率的跟蹤實(shí)驗(yàn)。
[0009]所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過緊固機(jī)構(gòu)連接在實(shí)驗(yàn)平臺箱體的前部，緊固機(jī)構(gòu)易于拆卸，方便靜態(tài)發(fā)電機(jī)特性實(shí)驗(yàn)；或進(jìn)行風(fēng)力機(jī)輸出最大功率的跟蹤實(shí)驗(yàn)。
[0010]所述的制動能量回收系統(tǒng)進(jìn)行電機(jī)制動性能測試或制動能量回收的實(shí)驗(yàn)，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(tǒng)進(jìn)行電池的性能測試實(shí)驗(yàn)以及電池的電壓、電流均衡實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)研究提高電池的使用性能，延長電池壽命。
[0012]所述的實(shí)驗(yàn)平臺通過雙向充放電控制裝置實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)功能，研究入網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度和入網(wǎng)后對電能質(zhì)量影響的實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)設(shè)施資源方面為入網(wǎng)提供研究平臺。
[0013]本發(fā)明具有如下突出的優(yōu)勢:
[0014]1.太陽能、風(fēng)能均屬于新能源范疇，兩者有很好的互補(bǔ)性，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在資源上彌補(bǔ)了風(fēng)電和光電獨(dú)立系統(tǒng)在資源上的缺陷。
[0015]2.風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺可實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)功能，在滿足實(shí)驗(yàn)平臺需求的前提下，將剩余電能雙向可控回饋到電網(wǎng)。
[0016]3.風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺為電機(jī)的驅(qū)動與制動、電池均衡以及電動汽車入網(wǎng)等技術(shù)提供統(tǒng)一的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，為技術(shù)的發(fā)展提供資源。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0017]圖1為風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺的結(jié)構(gòu)組成圖。
[0018]圖2為風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)制動能量回收實(shí)驗(yàn)示意圖。
具體實(shí)施方案:
[0019]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例方法作詳細(xì)說明。
[0020]參見圖1，風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺的結(jié)構(gòu)，主要包括太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、電池充電控制器、輪轂電機(jī)、電機(jī)控制器、動力電池及動力電池均衡系統(tǒng)。太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)與電池充電控制器相連，輪轂電機(jī)均與電機(jī)控制器相連；轉(zhuǎn)化成的電能再輸入到動力電池中；動力電池均衡系統(tǒng)對動力電池的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控并輸出相應(yīng)的控制信號，提高電池組的性能與循環(huán)壽命；同時動力電池又可以驅(qū)動電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，把電能轉(zhuǎn)換成電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械能。
[0021]風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺可通過雙向充放電控制裝置實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)功能，在滿足實(shí)驗(yàn)平臺需求的前提下，將剩余電能雙向可控回饋到電網(wǎng)。動力電池可作為電網(wǎng)中的儲能單元，當(dāng)風(fēng)能、光能充足時，太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成的電能輸入到動力電池；當(dāng)實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行再生制動時，輪轂電機(jī)可處于發(fā)電機(jī)模式，將驅(qū)動輪制動時的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，儲存到動力電池中，通過動力電池對電網(wǎng)的負(fù)載進(jìn)行供電。
[0022]圖2為制動能量回收實(shí)驗(yàn)的一個實(shí)施例。
[0023]本實(shí)施例涉及制動能量回收實(shí)驗(yàn)。制動能量回收系統(tǒng)主要由輪轂電機(jī)、控制器、傳感器、信號處理、動力電池和電池管理系統(tǒng)(BMS)等組成。
[0024]踩下制動踏板，進(jìn)行制動實(shí)驗(yàn)時，BMS將電池荷電狀態(tài)傳送到控制器，控制器根據(jù)荷電狀態(tài)首先判斷能否進(jìn)行回饋制動；判斷能進(jìn)行回饋制動時，控制器處于再生制動控制狀態(tài)下，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)模式，傳感器可同時準(zhǔn)確的采集信號；利用傳感器可獲得電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)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(jīng)信號處理裝置輸入到控制器，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理計(jì)算，可在輸出設(shè)備中顯示出制動能量回收的數(shù)據(jù)。
[0025]風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺還可進(jìn)行制動能量回收控制策略的研究，將不同的控制策略應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)平臺上，進(jìn)行驗(yàn)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(dá)到合理利用能量的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于，包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)、制動能量回收系統(tǒng)和電池均衡系統(tǒng)、動力電池；所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)通過電池充電控制器、制動能量回收系統(tǒng)與動力電池相連，動力電池的控制端與動力電池均衡系統(tǒng)連接，動力電池通過雙向充放電控制裝置接入電網(wǎng)； 所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池板；所述的太陽能電池板用支架固定在實(shí)驗(yàn)平臺頂部或?qū)嶒?yàn)平臺箱體兩側(cè)；進(jìn)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(jìn)行光伏電池最大功率的跟蹤實(shí)驗(yàn)； 所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通過緊固機(jī)構(gòu)連接在實(shí)驗(yàn)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(tài)發(fā)電機(jī)特性以及跟蹤風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出最大功率的實(shí)驗(yàn)； 所述的制動能量回收系統(tǒng)主要由輪轂電機(jī)及控制系統(tǒng)組成，進(jìn)行電機(jī)制動性能測試與制動能量回收的實(shí)驗(yàn)；所述的電池均衡系統(tǒng)包括均衡調(diào)節(jié)控制器、信號采集與監(jiān)控裝置；進(jìn)行包括動力電池在內(nèi)的充放電性能測試以及電池的電壓、電流均衡實(shí)驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)光電互補(bǔ)型微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于，該實(shí)驗(yàn)平臺通過雙向充放電控制裝置接入電網(wǎng)，風(fēng)能、光能充足時對電網(wǎng)的負(fù)載進(jìn)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(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)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(yè)大學(xué)