專利名稱：風光互補教學實訓仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及的是關于風力發(fā)電以及光伏發(fā)電的風光互補教學實訓仿真系統(tǒng)， 它適用于各類院校有關風力發(fā)電以及光伏發(fā)電教學實訓仿真使用。
背景技術(shù)：
目前尚未有風光互補教學實訓仿真系統(tǒng)的報道。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種接近真實環(huán)境的風光互補教學實訓仿真系統(tǒng)，其目的是能夠模擬仿真出風光互補發(fā)電系統(tǒng)中發(fā)變電與供配電系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)功能，通過智能儀表與通訊系統(tǒng)相結(jié)合實現(xiàn)了系統(tǒng)的集中數(shù)據(jù)采集和控制。本實用新型的技術(shù)解決方案其特征是包括蓄電池充電電路、A直流檢測電路、蓄電池溫度檢測電路、IGBT驅(qū)動電路、蓄電池充電控制電路、控制LCD人機接口電路、輔助電源、A串行通訊、儲能蓄電池、逆變電路、B直流檢測電路、MOS驅(qū)動電路、交流檢測電路、逆變控制電路、逆變LCD人機接口電路、B串行通訊、升壓變壓組件、PV直流電源、蓄電池直流檢測儀表、交流檢測儀表；其中蓄電池充電電路的第一信號輸出/輸入端與IGBT驅(qū)動電路的第一信號輸入/輸出端對應相接，蓄電池充電電路的第二信號輸出/輸入端與A直流檢測電路的第一信號輸入/輸出端對應相接，蓄電池充電電路的第三信號輸出/輸入端與蓄電池溫度檢測電路的第一信號輸入/輸出端對應相接，IGBT驅(qū)動電路的第二信號輸入/輸出端與蓄電池充電控制電路的第一信號輸出/輸入端對應相接，A直流檢測電路的第二信號輸入/輸出端與蓄電池充電控制電路的第二信號輸出/輸入端對應相接，蓄電池溫度檢測電路的第二信號輸入/輸出端與蓄電池充電控制電路的第三信號輸出/輸入端對應相接， 蓄電池充電控制電路的第四信號輸出/輸入端與控制LCD人機接口電路的信號輸入/輸出端對應相接，蓄電池充電控制電路的第五信號輸出/輸入端與逆變控制電路的第一信號輸入/輸出端對應相接，蓄電池充電控制電路的信號輸出端與A串行通訊的信號輸入端相接， 逆變控制電路的信號輸出端與B串行通訊的信號輸入端對應相接，逆變控制電路的第二信號輸入/輸出端與B直流檢測電路的第一信號輸出/輸入端對應相接，逆變控制電路的第三信號輸入/輸出端與MOS驅(qū)動電路的第一信號輸出/輸入端對應相接，逆變控制電路的第四信號輸入/輸出端與交流檢測電路的第一信號輸出/輸入端對應相接，逆變控制電路的第五信號輸入/輸出端與逆變LCD人機接口電路信號輸出/輸入端對應相接，直流檢測電路的第二信號輸出/輸入端與逆變電路第一信號輸入/輸出端對應相接，MOS驅(qū)動電路的第二信號輸出/輸入端與逆變電路第二信號輸入/輸出端對應相接，交流檢測電路的第二信號輸出/輸入端與升壓變壓組件的信號輸入/輸出端對應相接；A串行通訊、B串行通訊的信號輸出端各與后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)的信號輸入端相接。本實用新型的優(yōu)點該實訓仿真系統(tǒng)能夠充分滿足高職高專院校開辟新能源(風光)專業(yè)教學實驗之用。以上各個實驗系統(tǒng)可以根據(jù)教學需要建立相應的子系統(tǒng)，可以滿足教學實驗需要。
附圖1是風光互補教學實訓仿真系統(tǒng)邏輯框圖。附圖2是蓄電池充電控制電路邏輯框圖。附圖3是逆變控制電路電路邏輯框圖。附圖4是IGBT驅(qū)動電路原理圖。附圖5是蓄電池充電電路原理圖。圖中的1是蓄電池充電電路、2是A直流檢測電路、3是蓄電池溫度檢測電路、4是 IGBT驅(qū)動電路、5是蓄電池充電控制電路、6是控制LCD人機接口電路、7是輔助電源、8是A 串行通訊、9是儲能蓄電池、10是逆變電路、11是B直流檢測電路、12是MOS驅(qū)動電路、13是交流檢測電路、14是逆變控制電路、15是逆變LCD人機接口電路、16是B串行通訊、17是升壓變壓組件、18是PV直流電源、19是蓄電池直流檢測儀表、20是交流檢測儀表、21是后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)。
具體實施方式
對照附圖1，風光互補教學實訓仿真系統(tǒng)包括蓄電池充電電路1、A直流檢測電路 2、蓄電池溫度檢測電路3、IGBT驅(qū)動電路4、蓄電池充電控制電路5、控制IXD人機接口電路 6、輔助電源7、A串行通訊8、儲能蓄電池9、逆變電路10、B直流檢測電路11、M0S驅(qū)動電路 12、交流檢測電路13、逆變控制電路14、逆變IXD人機接口電路15、B串行通訊16、升壓變壓組件17、PV直流電源18、蓄電池直流檢測儀表19、交流檢測儀表20 ；其中蓄電池充電電路 1的第一信號輸出/輸入端與IGBT驅(qū)動電路4的第一信號輸入/輸出端對應相接，蓄電池充電電路1的第二信號輸出/輸入端與A直流檢測電路2的第一信號輸入/輸出端對應相接，蓄電池充電電路1的第三信號輸出/輸入端與蓄電池溫度檢測電路3的第一信號輸入 /輸出端對應相接，IGBT驅(qū)動電路4的第二信號輸入/輸出端與蓄電池充電控制電路5的第一信號輸出/輸入端對應相接，A直流檢測電路2的第二信號輸入/輸出端與蓄電池充電控制電路5的第二信號輸出/輸入端對應相接，蓄電池溫度檢測電路3的第二信號輸入 /輸出端與蓄電池充電控制電路5的第三信號輸出/輸入端對應相接，蓄電池充電控制電路5的第四信號輸出/輸入端與控制LCD人機接口電路6的信號輸入/輸出端對應相接， 蓄電池充電控制電路5的第五信號輸出/輸入端與逆變控制電路14的第一信號輸入/輸出端對應相接，蓄電池充電控制電路5的信號輸出端與A串行通訊8的信號輸入端相接，逆變控制電路14的信號輸出端與B串行通訊16的信號輸入端對應相接，逆變控制電路14的第二信號輸入/輸出端與B直流檢測電路11的第一信號輸出/輸入端對應相接，逆變控制電路14的第三信號輸入/輸出端與MOS驅(qū)動電路12的第一信號輸出/輸入端對應相接， 逆變控制電路14的第四信號輸入/輸出端與交流檢測電路13的第一信號輸出/輸入端對應相接，逆變控制電路14的第五信號輸入/輸出端與逆變LCD人機接口電路15信號輸出 /輸入端對應相接，直流檢測電路11的第二信號輸出/輸入端與逆變電路10第一信號輸入/輸出端對應相接，MOS驅(qū)動電路12的第二信號輸出/輸入端與逆變電路10第二信號輸入/輸出端對應相接，交流檢測電路13的第二信號輸出/輸入端與升壓變壓組件17的信號輸入/輸出端對應相接；A串行通訊8、B串行通訊16的信號輸出端各與后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)21的信號輸入端相接。對照附圖2、蓄電池充電控制電路包括CPU處理單元501、數(shù)據(jù)存儲單元502、直流信號采集接口 503、溫度信號采集接口 504、串行通訊驅(qū)動接口 505、IGBT驅(qū)動接口 506、IXD 人機電路接口 507，其中CPU處理單元501的第一信號輸出/輸入端與IXD人機電路接口 507的第一信號輸入/輸出端對應相接，CPU處理單元501的第二信號輸出/輸入端與串行通訊驅(qū)動接口 505的第一信號輸入/輸出端對應相接，CPU處理單元501的信號輸出端與 IGBT驅(qū)動接口 506的信號輸入端相接，IGBT驅(qū)動接口 506的信號輸入/輸出端與IGBT驅(qū)動電路4的信號輸出/輸入端對應相接，LCD人機電路接口 507的第二信號輸入/輸出端與控制IXD人機接口電路6的信號輸出/輸入端對應相接，串行通訊驅(qū)動接口 505的第二信號輸入/輸出端與A串行通訊8的信號輸出/輸入端相接對應相接，數(shù)據(jù)存儲單元502的信號輸出端與CPU處理單元501的第一信號輸入端相接，直流信號采集接口 503的信號輸出端與CPU處理單元501的第二信號輸入端相接，溫度信號采集接口 504的信號輸出端與 CPU處理單元501的第三信號輸入端相接，直流信號采集接口 503的信號輸出/輸入端與A 直流檢測電路2的信號輸入/輸出端對應相接，溫度信號采集接口 504的信號輸出/輸入端與蓄電池溫度檢測電路3信號輸入/輸出端對應相接。對照附圖3，逆變控制電路包括CPU處理單元1401、數(shù)據(jù)存儲單元1402、直流信號采集接口 1403、交流信號采集接口 1404、串行通訊驅(qū)動接口 1405、MOS驅(qū)動接口 1406、IXD 人機電路接口 1407 ；其中CPU處理單元1401的第一信號輸出/輸入端與IXD人機電路接口 1407的第一信號輸入/輸出端對應相接，CPU處理單元1401的第二信號輸出/輸入端與串行通訊驅(qū)動接口 1405的第一信號輸入/輸出端對應相接，IXD人機電路接口 1407的第二信號輸入/輸出端與逆變LCD人機接口電路15的信號輸出/輸入端對應相接，串行通訊驅(qū)動接口 1405的第二信號輸入/輸出端與B串行通訊16的信號輸出/輸入端相接對應相接，數(shù)據(jù)存儲單元1402的信號輸出端與CPU處理單元1401的第一信號輸入端相接，直流信號采集接口 1403的信號輸出端與CPU處理單元1401的第二信號輸入端相接，交流信號采集接口 1404的信號輸出端與CPU處理單元1401的第三信號輸入端相接，直流信號采集接口 1403的信號輸出/輸入端與B直流檢測電路11的信號輸入/輸出端對應相接， 交流信號采集接口 1404的信號輸出/輸入端與交流檢測電路13信號輸入/輸出端對應相接，CPU處理單元1401的信號輸出端與MOS驅(qū)動接口 1406的信號輸入端相接，MOS驅(qū)動接口 1406的信號輸出/輸入端與MOS驅(qū)動電路12的信號輸入/輸出端對應相接。CPU處理單元501和CPU處理單元1401是同一個型號DSPIC6010A。直流檢測電路2用以將電能輸出機構(gòu)的直流電壓和電流信息采集放大，與所述的蓄電池充電控制電路5中的直流信號采集接口 503相連接。蓄電池溫度檢測電路3用以將儲能蓄電池單元9的環(huán)境溫度進行A/D轉(zhuǎn)換后放大，與所述的蓄電池充電控制電路5中的溫度信號采集接口 504相接?？刂艻XD人機接口電路6用于人工設置與修改系統(tǒng)參數(shù)和適時的數(shù)據(jù)顯示，與所述的蓄電池充電控制電路5中的IXD人機電路接口 507相連接。IGBT驅(qū)動電路4用于采用PWM(脈寬調(diào)制技術(shù))來控制IGBT驅(qū)動電路4驅(qū)動蓄電池充電電路1中的IGBT功率元件。與所述的蓄電池充電控制電路5中的IGBT驅(qū)動接口 506相連接。所述的蓄電池充電電路1用以將電能輸出機構(gòu)輸出的直流電能通過IGBT功率元件的導通后給儲能蓄電池9充電。串行通訊8用于將蓄電池充電控制電路5中的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息后傳輸給后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)21同時接受后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)21發(fā)出的控制指令。CPU處理單元501，用于通過直流信號采集接口 503將A直流檢測電路2傳輸?shù)男盘柡屯ㄟ^溫度信號采集接口 504將蓄電池溫度檢測電路3傳輸?shù)男盘柺占筮M行邏輯判斷，采用PWM (脈寬調(diào)制技術(shù))來控制IGBT驅(qū)動接口 506來驅(qū)動IGBT驅(qū)動電路4，實現(xiàn)蓄電池充電脈寬調(diào)節(jié)和溫度系數(shù)補償。在將邏輯輸出結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)存儲單元502的同時，通過串行通訊驅(qū)動接口 505來驅(qū)動串行通訊8將工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號傳輸給后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)21，通過IXD人機電路接口 507來與控制IXD人機接口電路6進行數(shù)據(jù)交互，可以人為的設置和修改蓄電池充電控制電路5中系統(tǒng)參數(shù)和適時的數(shù)據(jù)顯示。逆變控制電路14中的CPU處理單元(1401)用于通過直流信號采集接口 1403將B 直流檢測電路11傳輸?shù)男盘柡屯ㄟ^交流信號采集接口 1404將交流檢測電路13傳輸?shù)男盘柺占筮M行邏輯判斷，將邏輯結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)存儲單元1402的同時，通過串行通訊驅(qū)動接口 1405來驅(qū)動串行通訊16，通過MOS驅(qū)動接口 1406采用(SPWM)正弦脈寬調(diào)制技術(shù)來驅(qū)動MOS驅(qū)動電路12，通過IXD人機電路接口 1407來與控制IXD人機接口電路15進行數(shù)據(jù)交互。B直流檢測電路11用以將直流母線上的直流電壓和電流信息采集放大，與所述的逆變控制電路14中的直流信號采集接口 1403相連接。交流檢測電路13用以將升壓變壓組件17的輸出交流電壓與交流電流信息采集后進行A/D轉(zhuǎn)換后放大。與所述的逆變控制電路14中的交流信號采集接口 1404相連接?？刂艻XD人機接口電路15用于人工設置與修改，逆變控制電路14中的參數(shù)數(shù)值與所述的逆變控制電路14中的IXD人機電路接口 1407相連接。 MOS驅(qū)動電路12用于驅(qū)動逆變電路10中的IGBT，H橋功率元件。與所述的逆變控制電路14中的MOS驅(qū)動接口 1406相連接。所述的驅(qū)動逆變電路用以將蓄電池輸出的直流電能通過IGBT功率元件的SPWM調(diào)制導通后給交流負載22供電。B串行通訊16用于將逆變控制電路14中的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息后傳輸給后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)21同時接受后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)21發(fā)出的控制指令。所述的蓄電池充電電路、直流檢測電路、蓄電池溫度檢測電路、IGBT驅(qū)動電路、蓄電池充電控制電路、控制LCD人機接口電路、輔助電源、A串行通訊是用以將直流電能輸出機構(gòu)的電能控制輸出至直流母線。所述儲能蓄電池用以將系統(tǒng)中的直流電能存儲。所述的逆變電路、B直流檢測電路、MOS驅(qū)動電路、交流檢測電路、逆變控制電路、 逆變LCD人機接口電路、B串行通訊、升壓變壓器組件用以將系統(tǒng)中的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能輸出。[0037]所述的PV直流檢測儀表、蓄電池直流檢測儀表、交流檢測儀表用以將系統(tǒng)中的直流電能與交流電能測量后轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號傳輸給后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)。所述的后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)將系統(tǒng)中的電量數(shù)據(jù)以及工作狀態(tài)采集后形成報表及曲線輸出存儲。
權(quán)利要求1.風光互補教學實訓仿真系統(tǒng)，其特征是包括蓄電池充電電路、A直流檢測電路、蓄電池溫度檢測電路、IGBT驅(qū)動電路、蓄電池充電控制電路、控制IXD人機接口電路、輔助電源、 A串行通訊、儲能蓄電池、逆變電路、B直流檢測電路、MOS驅(qū)動電路、交流檢測電路、逆變控制電路、逆變LCD人機接口電路、B串行通訊、升壓變壓組件、PV直流電源、蓄電池直流檢測儀表、交流檢測儀表；其中蓄電池充電電路的第一信號輸出/輸入端與IGBT驅(qū)動電路的第一信號輸入/輸出端對應相接，蓄電池充電電路的第二信號輸出/輸入端與A直流檢測電路的第一信號輸入/輸出端對應相接，蓄電池充電電路的第三信號輸出/輸入端與蓄電池溫度檢測電路的第一信號輸入/輸出端對應相接，IGBT驅(qū)動電路的第二信號輸入/輸出端與蓄電池充電控制電路的第一信號輸出/輸入端對應相接，A直流檢測電路的第二信號輸入/輸出端與蓄電池充電控制電路的第二信號輸出/輸入端對應相接，蓄電池溫度檢測電路的第二信號輸入/輸出端與蓄電池充電控制電路的第三信號輸出/輸入端對應相接，蓄電池充電控制電路的第四信號輸出/輸入端與控制LCD人機接口電路的信號輸入/輸出端對應相接，蓄電池充電控制電路的第五信號輸出/輸入端與逆變控制電路的第一信號輸入 /輸出端對應相接，蓄電池充電控制電路的信號輸出端與A串行通訊的信號輸入端相接，逆變控制電路的信號輸出端與B串行通訊的信號輸入端對應相接，逆變控制電路的第二信號輸入/輸出端與B直流檢測電路的第一信號輸出/輸入端對應相接，逆變控制電路的第三信號輸入/輸出端與MOS驅(qū)動電路的第一信號輸出/輸入端對應相接，逆變控制電路的第四信號輸入/輸出端與交流檢測電路的第一信號輸出/輸入端對應相接，逆變控制電路的第五信號輸入/輸出端與逆變LCD人機接口電路信號輸出/輸入端對應相接，直流檢測電路的第二信號輸出/輸入端與逆變電路第一信號輸入/輸出端對應相接，MOS驅(qū)動電路的第二信號輸出/輸入端與逆變電路第二信號輸入/輸出端對應相接，交流檢測電路的第二信號輸出/輸入端與升壓變壓組件的信號輸入/輸出端對應相接；A串行通訊、B串行通訊的信號輸出端各與后臺監(jiān)控及仿真系統(tǒng)的信號輸入端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風光互補教學實訓仿真系統(tǒng)，其特征是蓄電池充電控制電路包括CPU處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元、直流信號采集接口、溫度信號采集接口、串行通訊驅(qū)動接口、IGBT驅(qū)動接口、！XD人機電路接口，其中CPU處理單元的第一信號輸出/輸入端與IXD 人機電路接口的第一信號輸入/輸出端對應相接，CPU處理單元的第二信號輸出/輸入端與串行通訊驅(qū)動接口的第一信號輸入/輸出端對應相接，CPU處理單元的信號輸出端與IGBT 驅(qū)動接口的信號輸入端相接，IGBT驅(qū)動接口的信號輸入/輸出端與IGBT驅(qū)動電路的信號輸出/輸入端對應相接，LCD人機電路接口的第二信號輸入/輸出端與控制LCD人機接口電路的信號輸出/輸入端對應相接，串行通訊驅(qū)動接口的第二信號輸入/輸出端與A串行通訊的信號輸出/輸入端相接對應相接，數(shù)據(jù)存儲單元的信號輸出端與CPU處理單元的第一信號輸入端相接，直流信號采集接口的信號輸出端與CPU處理單元的第二信號輸入端相接，溫度信號采集接口的信號輸出端與CPU處理單元的第三信號輸入端相接，直流信號采集接口的信號輸出/輸入端與A直流檢測電路的信號輸入/輸出端對應相接，溫度信號采集接口的信號輸出/輸入端與蓄電池溫度檢測電路信號輸入/輸出端對應相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風光互補教學實訓仿真系統(tǒng)，其特征是逆變控制電路包括 CPU處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元、直流信號采集接口、交流信號采集接口、串行通訊驅(qū)動接口、 MOS驅(qū)動接口、IXD人機電路接口 ；其中CPU處理單元的第一信號輸出/輸入端與IXD人機電路接口的第一信號輸入/輸出端對應相接，CPU處理單元的第二信號輸出/輸入端與串行通訊驅(qū)動接口的第一信號輸入/輸出端對應相接，IXD人機電路接口的第二信號輸入/輸出端與逆變LCD人機接口電路的信號輸出/輸入端對應相接，串行通訊驅(qū)動接口的第二信號輸入/輸出端與B串行通訊的信號輸出/輸入端相接對應相接，數(shù)據(jù)存儲單元的信號輸出端與CPU處理單元的第一信號輸入端相接，直流信號采集接口的信號輸出端與CPU處理單元的第二信號輸入端相接，交流信號采集接口的信號輸出端與CPU處理單元的第三信號輸入端相接，直流信號采集接口的信號輸出/輸入端與B直流檢測電路的信號輸入/輸出端對應相接，交流信號采集接口的信號輸出/輸入端與交流檢測電路信號輸入/輸出端對應相接，CPU處理單元的信號輸出端與MOS驅(qū)動接口的信號輸入端相接，MOS驅(qū)動接口的信號輸出/輸入端與MOS驅(qū)動電路的信號輸入/輸出端對應相接。
專利摘要本實用新型是風光互補教學實訓仿真系統(tǒng)，其特征是包括蓄電池充電電路、A直流檢測電路、蓄電池溫度檢測電路、IGBT驅(qū)動電路、蓄電池充電控制電路、控制LCD人機接口電路、輔助電源、A串行通訊、儲能蓄電池、逆變電路、B直流檢測電路、MOS驅(qū)動電路、交流檢測電路、逆變控制電路、逆變LCD人機接口電路、B串行通訊、升壓變壓組件、PV直流電源、蓄電池直流檢測儀表、交流檢測儀表；本實用新型的優(yōu)點該實訓仿真系統(tǒng)能夠充分滿足高職高專院校開辟新能源(風光)專業(yè)教學實驗之用。以上各個實驗系統(tǒng)可以根據(jù)教學需要建立相應的子系統(tǒng)，可以滿足教學實驗需要。
文檔編號G09B23/18GK201955975SQ201120087540
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者周喜章, 戴寧 申請人:南京康尼科技實業(yè)有限公司