能源是國民經濟發(fā)展和人民生活必須的重要物質基礎。在過去的200多年里,建立在煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎上的能源體系極大的推動了人類社會的發(fā)展。但是人類在使用化石燃料的同時,也帶來了嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)系統(tǒng)破壞。近年來,世界各國逐漸認識到能源對人類的重要性,更認識到常規(guī)能源利用過程中對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的破壞。各國紛紛開始根據國情,治理和緩解已經惡化的環(huán)境,并把可再生、無污染的新能源的開發(fā)利用作為可持續(xù)發(fā)展的重要內容。風光互補發(fā)電系統(tǒng)是利用風能和太陽能資源的互補性,具有較高性價比的一種新型能源發(fā)電系統(tǒng),具有很好的應用前景。

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二、系統(tǒng)組成

2.1 系統(tǒng)工作過程敘述

風光互補發(fā)電與船舶汽(柴)油發(fā)電機組并網實驗系統(tǒng),是利用汽、柴油發(fā)電機組為核心,發(fā)電機組所發(fā)電能經整流、濾波、同頻、同相位處理后接至船舶負載供電。將風力發(fā)電機所發(fā)電能經風力發(fā)電機控制器整流、濾波,卸荷器后把三相交流電變成直流電再經并網同步電源轉換成可與市電(汽/柴油發(fā)電機組)接軌的單相或三相交流電;再將太陽能電池組所發(fā)電能,經匯流箱匯流后,送至并網逆變器把直流電轉換成與市電(汽/柴油發(fā)電機組)接軌的單相或三相交流電,送至電網即并網。

2.2 設計思路

風力發(fā)電機并網、光伏發(fā)電并網由于當前技術條件相對成熟,并網末端相關標準同樣依據國家電網標準設計入網,條件基本不受限制,不存在技術障礙。

該系統(tǒng)的假想設計初衷是要利用“汽/柴油發(fā)電機組”來代替國家電網信號,即要求“汽/柴油發(fā)電機組”所發(fā)電能可以為負載系統(tǒng)供電,也可將所發(fā)電能并至國家電網,還要做為風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網入網檢測信號,還要在其本身功率不足的情況下與風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網,三者共同為負載供電。

永磁同步電機并網發(fā)電裝置

因“汽/柴油發(fā)電機組”發(fā)出的電能是穩(wěn)定的AC220V/380V,而且存在頻率波動大、電壓不穩(wěn)定、相位角在同一時刻多次變化,電壓、頻率、相位角等受帶載和帶載成度影響較大,綜上因素,故只能做為基本交流電能來為負載供電,不能做為并網信號源來使用,這就造成了三者不能相互兼容的局面。

“汽/柴油發(fā)電機組”若要做為并網信號源來供風力發(fā)電和光伏發(fā)電檢測使用,必須經過AC-DC、DC-AC的轉變過程,使“汽/柴油發(fā)電機組”經整流、濾波、變換后,盡量使得電壓、頻率穩(wěn)定、不受發(fā)電機組電壓、頻率波動限制。

功率變換控制結構圖

由于此方案構思為行業(yè)內首例,在當前技術市場尚屬技術空白,若要解決這種技術問題那么我們必須要根據方案摸索并嘗試實施。

2.3 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由2KW汽/柴油發(fā)電機組、整流系統(tǒng)、儲能蓄電池、并網逆變器、安全保護開關,蓄電池組、風力發(fā)電控制器、卸荷器,風機并網控制器、并網逆變器,光伏組件,匯流箱、光伏并網逆變器,監(jiān)控儀表、直流屏,交流屏、監(jiān)控單元等組成。


系統(tǒng)簡要工作原理框圖


三、主要技術規(guī)格參數

3.1、系統(tǒng)規(guī)格

◆ 系統(tǒng)工作電壓:DC12V,AC220V

◆ 系統(tǒng)工作電流:AC15A

◆ 系統(tǒng)輸出功率:2.2KW(汽油發(fā)電機組)

◆ 系統(tǒng)輸出功率:1000W(光伏并網發(fā)電)

◆ 系統(tǒng)最大功率:1000W(風力并網發(fā)電)

3.2、汽油發(fā)電機組

采用新通信用開關電源系統(tǒng)技術,充電電流符合良好充電曲線,能夠參考電流、電壓等信息自動調整均充/浮充、恒流/恒壓等充電方式。同時具有電池容量和負載容量靈活設置功能,可針對不同容量電池和不同大小負載進行智能充電供電,在確保電池充滿的同時保障電池使用壽命。

輸出頻率:    50HZ

額定電壓:    220V

額定功率:   2KW

最大功率:   2.2KW

直流輸出:    12V

額定電流:    9A

相    數:    單相

噪音水平(7M):    65分貝

起動方式:    手啟動

油箱容積:    15L

凈重(KG):    44/47

發(fā)動機型號:    EM168

發(fā)動機形式:    四沖程

發(fā)動機最大功率: 4.1KW

絕緣等級:       F級

排量:          163CC

燃料型號:      90#無鉛汽油

機油容積:      0.6L

燃料 :         90#無鉛汽油

耗油量:        365g/h

連續(xù)工作時間:  15hrs

尺寸(MM):     600*430*490

3.3、發(fā)電機控制系統(tǒng)

3.3.1 技術特點

采用無變壓器設計,轉換效率更高,輕巧美觀,體積小,重量輕。端口采用直插式防水端子,接線方便,安全,可靠。適用于戶用型小型風力發(fā)電系統(tǒng)。

具有獨立的MPPT功能,功率跟蹤。

戶外型設計(IP65)完全密封的外殼使之適應苛刻的環(huán)境

實時MPPT算法提高風力發(fā)電機發(fā)電率

面板散熱器,保證長期的清潔和散熱

無隔離變壓器,效率達到98%

極性接反保護,防止誤接線造成的損壞

高過載能力,在嚴酷的環(huán)境條件下可輸出滿功率

正弦波輸出

孤島效應防護

通過并網運行的國際標準認證

LCD面板液晶顯示,方便監(jiān)視主要參數

緊湊輕巧和高功率密度設計

功率跟蹤電壓范圍[Vdc]:100~500V


要購買風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)需要注意到兩個方面的問題;

第一它要有最先進的技術構成,

第二,它要具有可靠的售后服務。

根據這兩點進行選擇,上海天威教學實驗設備有限公司無疑是最合適的購買企業(yè)。該公司所生產的風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)具有著國際同步領先技術應用,在產品質量上更是可靠,不論是使用年限還是正常運行安全性都有著最出色的表現(xiàn)。在售后方面上海天威教學儀器設備有限公司做的也異常優(yōu)異,不論用戶在使用設備中遇到什么樣的問題,企業(yè)都會在第一時間給出解決方案,幫助用戶讓設備使用最短的維護時間,解決故障問題。

風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)是新能源領域中的一種重要教學設備,很多大學及相關企業(yè)都開設了這類能源系統(tǒng)的研究和使用,那么有著這類需要的用戶該怎樣購買此類設備呢?