专利名称：风光互补教学实训仿真系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是关于风力发电以及光伏发电的风光互补教学实训仿真系统， 它适用于各类院校有关风力发电以及光伏发电教学实训仿真使用。
背景技术：
目前尚未有风光互补教学实训仿真系统的报道。 发明内容本实用新型提供一种接近真实环境的风光互补教学实训仿真系统，其目的是能够模拟仿真出风光互补发电系统中发变电与供配电系统中各环节功能，通过智能仪表与通讯系统相结合实现了系统的集中数据采集和控制。本实用新型的技术解决方案其特征是包括蓄电池充电电路、A直流检测电路、蓄电池温度检测电路、IGBT驱动电路、蓄电池充电控制电路、控制LCD人机接口电路、辅助电源、A串行通讯、储能蓄电池、逆变电路、B直流检测电路、MOS驱动电路、交流检测电路、逆变控制电路、逆变LCD人机接口电路、B串行通讯、升压变压组件、PV直流电源、蓄电池直流检测仪表、交流检测仪表；其中蓄电池充电电路的第一信号输出/输入端与IGBT驱动电路的第一信号输入/输出端对应相接，蓄电池充电电路的第二信号输出/输入端与A直流检测电路的第一信号输入/输出端对应相接，蓄电池充电电路的第三信号输出/输入端与蓄电池温度检测电路的第一信号输入/输出端对应相接，IGBT驱动电路的第二信号输入/输出端与蓄电池充电控制电路的第一信号输出/输入端对应相接，A直流检测电路的第二信号输入/输出端与蓄电池充电控制电路的第二信号输出/输入端对应相接，蓄电池温度检测电路的第二信号输入/输出端与蓄电池充电控制电路的第三信号输出/输入端对应相接， 蓄电池充电控制电路的第四信号输出/输入端与控制LCD人机接口电路的信号输入/输出端对应相接，蓄电池充电控制电路的第五信号输出/输入端与逆变控制电路的第一信号输入/输出端对应相接，蓄电池充电控制电路的信号输出端与A串行通讯的信号输入端相接， 逆变控制电路的信号输出端与B串行通讯的信号输入端对应相接，逆变控制电路的第二信号输入/输出端与B直流检测电路的第一信号输出/输入端对应相接，逆变控制电路的第三信号输入/输出端与MOS驱动电路的第一信号输出/输入端对应相接，逆变控制电路的第四信号输入/输出端与交流检测电路的第一信号输出/输入端对应相接，逆变控制电路的第五信号输入/输出端与逆变LCD人机接口电路信号输出/输入端对应相接，直流检测电路的第二信号输出/输入端与逆变电路第一信号输入/输出端对应相接，MOS驱动电路的第二信号输出/输入端与逆变电路第二信号输入/输出端对应相接，交流检测电路的第二信号输出/输入端与升压变压组件的信号输入/输出端对应相接；A串行通讯、B串行通讯的信号输出端各与后台监控及仿真系统的信号输入端相接。本实用新型的优点该实训仿真系统能够充分满足高职高专院校开辟新能源(风光)专业教学实验之用。以上各个实验系统可以根据教学需要建立相应的子系统，可以满足教学实验需要。
附图1是风光互补教学实训仿真系统逻辑框图。附图2是蓄电池充电控制电路逻辑框图。附图3是逆变控制电路电路逻辑框图。附图4是IGBT驱动电路原理图。附图5是蓄电池充电电路原理图。图中的1是蓄电池充电电路、2是A直流检测电路、3是蓄电池温度检测电路、4是 IGBT驱动电路、5是蓄电池充电控制电路、6是控制LCD人机接口电路、7是辅助电源、8是A 串行通讯、9是储能蓄电池、10是逆变电路、11是B直流检测电路、12是MOS驱动电路、13是交流检测电路、14是逆变控制电路、15是逆变LCD人机接口电路、16是B串行通讯、17是升压变压组件、18是PV直流电源、19是蓄电池直流检测仪表、20是交流检测仪表、21是后台监控及仿真系统。
具体实施方式
对照附图1，风光互补教学实训仿真系统包括蓄电池充电电路1、A直流检测电路 2、蓄电池温度检测电路3、IGBT驱动电路4、蓄电池充电控制电路5、控制IXD人机接口电路 6、辅助电源7、A串行通讯8、储能蓄电池9、逆变电路10、B直流检测电路11、M0S驱动电路 12、交流检测电路13、逆变控制电路14、逆变IXD人机接口电路15、B串行通讯16、升压变压组件17、PV直流电源18、蓄电池直流检测仪表19、交流检测仪表20 ；其中蓄电池充电电路 1的第一信号输出/输入端与IGBT驱动电路4的第一信号输入/输出端对应相接，蓄电池充电电路1的第二信号输出/输入端与A直流检测电路2的第一信号输入/输出端对应相接，蓄电池充电电路1的第三信号输出/输入端与蓄电池温度检测电路3的第一信号输入 /输出端对应相接，IGBT驱动电路4的第二信号输入/输出端与蓄电池充电控制电路5的第一信号输出/输入端对应相接，A直流检测电路2的第二信号输入/输出端与蓄电池充电控制电路5的第二信号输出/输入端对应相接，蓄电池温度检测电路3的第二信号输入 /输出端与蓄电池充电控制电路5的第三信号输出/输入端对应相接，蓄电池充电控制电路5的第四信号输出/输入端与控制LCD人机接口电路6的信号输入/输出端对应相接， 蓄电池充电控制电路5的第五信号输出/输入端与逆变控制电路14的第一信号输入/输出端对应相接，蓄电池充电控制电路5的信号输出端与A串行通讯8的信号输入端相接，逆变控制电路14的信号输出端与B串行通讯16的信号输入端对应相接，逆变控制电路14的第二信号输入/输出端与B直流检测电路11的第一信号输出/输入端对应相接，逆变控制电路14的第三信号输入/输出端与MOS驱动电路12的第一信号输出/输入端对应相接， 逆变控制电路14的第四信号输入/输出端与交流检测电路13的第一信号输出/输入端对应相接，逆变控制电路14的第五信号输入/输出端与逆变LCD人机接口电路15信号输出 /输入端对应相接，直流检测电路11的第二信号输出/输入端与逆变电路10第一信号输入/输出端对应相接，MOS驱动电路12的第二信号输出/输入端与逆变电路10第二信号输入/输出端对应相接，交流检测电路13的第二信号输出/输入端与升压变压组件17的信号输入/输出端对应相接；A串行通讯8、B串行通讯16的信号输出端各与后台监控及仿真系统21的信号输入端相接。对照附图2、蓄电池充电控制电路包括CPU处理单元501、数据存储单元502、直流信号采集接口 503、温度信号采集接口 504、串行通讯驱动接口 505、IGBT驱动接口 506、IXD 人机电路接口 507，其中CPU处理单元501的第一信号输出/输入端与IXD人机电路接口 507的第一信号输入/输出端对应相接，CPU处理单元501的第二信号输出/输入端与串行通讯驱动接口 505的第一信号输入/输出端对应相接，CPU处理单元501的信号输出端与 IGBT驱动接口 506的信号输入端相接，IGBT驱动接口 506的信号输入/输出端与IGBT驱动电路4的信号输出/输入端对应相接，LCD人机电路接口 507的第二信号输入/输出端与控制IXD人机接口电路6的信号输出/输入端对应相接，串行通讯驱动接口 505的第二信号输入/输出端与A串行通讯8的信号输出/输入端相接对应相接，数据存储单元502的信号输出端与CPU处理单元501的第一信号输入端相接，直流信号采集接口 503的信号输出端与CPU处理单元501的第二信号输入端相接，温度信号采集接口 504的信号输出端与 CPU处理单元501的第三信号输入端相接，直流信号采集接口 503的信号输出/输入端与A 直流检测电路2的信号输入/输出端对应相接，温度信号采集接口 504的信号输出/输入端与蓄电池温度检测电路3信号输入/输出端对应相接。对照附图3，逆变控制电路包括CPU处理单元1401、数据存储单元1402、直流信号采集接口 1403、交流信号采集接口 1404、串行通讯驱动接口 1405、MOS驱动接口 1406、IXD 人机电路接口 1407 ；其中CPU处理单元1401的第一信号输出/输入端与IXD人机电路接口 1407的第一信号输入/输出端对应相接，CPU处理单元1401的第二信号输出/输入端与串行通讯驱动接口 1405的第一信号输入/输出端对应相接，IXD人机电路接口 1407的第二信号输入/输出端与逆变LCD人机接口电路15的信号输出/输入端对应相接，串行通讯驱动接口 1405的第二信号输入/输出端与B串行通讯16的信号输出/输入端相接对应相接，数据存储单元1402的信号输出端与CPU处理单元1401的第一信号输入端相接，直流信号采集接口 1403的信号输出端与CPU处理单元1401的第二信号输入端相接，交流信号采集接口 1404的信号输出端与CPU处理单元1401的第三信号输入端相接，直流信号采集接口 1403的信号输出/输入端与B直流检测电路11的信号输入/输出端对应相接， 交流信号采集接口 1404的信号输出/输入端与交流检测电路13信号输入/输出端对应相接，CPU处理单元1401的信号输出端与MOS驱动接口 1406的信号输入端相接，MOS驱动接口 1406的信号输出/输入端与MOS驱动电路12的信号输入/输出端对应相接。CPU处理单元501和CPU处理单元1401是同一个型号DSPIC6010A。直流检测电路2用以将电能输出机构的直流电压和电流信息采集放大，与所述的蓄电池充电控制电路5中的直流信号采集接口 503相连接。蓄电池温度检测电路3用以将储能蓄电池单元9的环境温度进行A/D转换后放大，与所述的蓄电池充电控制电路5中的温度信号采集接口 504相接。控制IXD人机接口电路6用于人工设置与修改系统参数和适时的数据显示，与所述的蓄电池充电控制电路5中的IXD人机电路接口 507相连接。IGBT驱动电路4用于采用PWM(脉宽调制技术)来控制IGBT驱动电路4驱动蓄电池充电电路1中的IGBT功率元件。与所述的蓄电池充电控制电路5中的IGBT驱动接口 506相连接。所述的蓄电池充电电路1用以将电能输出机构输出的直流电能通过IGBT功率元件的导通后给储能蓄电池9充电。串行通讯8用于将蓄电池充电控制电路5中的状态信息转变为数字信息后传输给后台监控及仿真系统21同时接受后台监控及仿真系统21发出的控制指令。CPU处理单元501，用于通过直流信号采集接口 503将A直流检测电路2传输的信号和通过温度信号采集接口 504将蓄电池温度检测电路3传输的信号收集后进行逻辑判断，采用PWM (脉宽调制技术)来控制IGBT驱动接口 506来驱动IGBT驱动电路4，实现蓄电池充电脉宽调节和温度系数补偿。在将逻辑输出结果存储到数据存储单元502的同时，通过串行通讯驱动接口 505来驱动串行通讯8将工作状态转变为数字信号传输给后台监控及仿真系统21，通过IXD人机电路接口 507来与控制IXD人机接口电路6进行数据交互，可以人为的设置和修改蓄电池充电控制电路5中系统参数和适时的数据显示。逆变控制电路14中的CPU处理单元(1401)用于通过直流信号采集接口 1403将B 直流检测电路11传输的信号和通过交流信号采集接口 1404将交流检测电路13传输的信号收集后进行逻辑判断，将逻辑结果存储到数据存储单元1402的同时，通过串行通讯驱动接口 1405来驱动串行通讯16，通过MOS驱动接口 1406采用(SPWM)正弦脉宽调制技术来驱动MOS驱动电路12，通过IXD人机电路接口 1407来与控制IXD人机接口电路15进行数据交互。B直流检测电路11用以将直流母线上的直流电压和电流信息采集放大，与所述的逆变控制电路14中的直流信号采集接口 1403相连接。交流检测电路13用以将升压变压组件17的输出交流电压与交流电流信息采集后进行A/D转换后放大。与所述的逆变控制电路14中的交流信号采集接口 1404相连接。控制IXD人机接口电路15用于人工设置与修改，逆变控制电路14中的参数数值与所述的逆变控制电路14中的IXD人机电路接口 1407相连接。 MOS驱动电路12用于驱动逆变电路10中的IGBT，H桥功率元件。与所述的逆变控制电路14中的MOS驱动接口 1406相连接。所述的驱动逆变电路用以将蓄电池输出的直流电能通过IGBT功率元件的SPWM调制导通后给交流负载22供电。B串行通讯16用于将逆变控制电路14中的状态信息转变为数字信息后传输给后台监控及仿真系统21同时接受后台监控及仿真系统21发出的控制指令。所述的蓄电池充电电路、直流检测电路、蓄电池温度检测电路、IGBT驱动电路、蓄电池充电控制电路、控制LCD人机接口电路、辅助电源、A串行通讯是用以将直流电能输出机构的电能控制输出至直流母线。所述储能蓄电池用以将系统中的直流电能存储。所述的逆变电路、B直流检测电路、MOS驱动电路、交流检测电路、逆变控制电路、 逆变LCD人机接口电路、B串行通讯、升压变压器组件用以将系统中的直流电能转换为交流电能输出。[0037]所述的PV直流检测仪表、蓄电池直流检测仪表、交流检测仪表用以将系统中的直流电能与交流电能测量后转变为数字信号传输给后台监控及仿真系统。所述的后台监控及仿真系统将系统中的电量数据以及工作状态采集后形成报表及曲线输出存储。
权利要求1.风光互补教学实训仿真系统，其特征是包括蓄电池充电电路、A直流检测电路、蓄电池温度检测电路、IGBT驱动电路、蓄电池充电控制电路、控制IXD人机接口电路、辅助电源、 A串行通讯、储能蓄电池、逆变电路、B直流检测电路、MOS驱动电路、交流检测电路、逆变控制电路、逆变LCD人机接口电路、B串行通讯、升压变压组件、PV直流电源、蓄电池直流检测仪表、交流检测仪表；其中蓄电池充电电路的第一信号输出/输入端与IGBT驱动电路的第一信号输入/输出端对应相接，蓄电池充电电路的第二信号输出/输入端与A直流检测电路的第一信号输入/输出端对应相接，蓄电池充电电路的第三信号输出/输入端与蓄电池温度检测电路的第一信号输入/输出端对应相接，IGBT驱动电路的第二信号输入/输出端与蓄电池充电控制电路的第一信号输出/输入端对应相接，A直流检测电路的第二信号输入/输出端与蓄电池充电控制电路的第二信号输出/输入端对应相接，蓄电池温度检测电路的第二信号输入/输出端与蓄电池充电控制电路的第三信号输出/输入端对应相接，蓄电池充电控制电路的第四信号输出/输入端与控制LCD人机接口电路的信号输入/输出端对应相接，蓄电池充电控制电路的第五信号输出/输入端与逆变控制电路的第一信号输入 /输出端对应相接，蓄电池充电控制电路的信号输出端与A串行通讯的信号输入端相接，逆变控制电路的信号输出端与B串行通讯的信号输入端对应相接，逆变控制电路的第二信号输入/输出端与B直流检测电路的第一信号输出/输入端对应相接，逆变控制电路的第三信号输入/输出端与MOS驱动电路的第一信号输出/输入端对应相接，逆变控制电路的第四信号输入/输出端与交流检测电路的第一信号输出/输入端对应相接，逆变控制电路的第五信号输入/输出端与逆变LCD人机接口电路信号输出/输入端对应相接，直流检测电路的第二信号输出/输入端与逆变电路第一信号输入/输出端对应相接，MOS驱动电路的第二信号输出/输入端与逆变电路第二信号输入/输出端对应相接，交流检测电路的第二信号输出/输入端与升压变压组件的信号输入/输出端对应相接；A串行通讯、B串行通讯的信号输出端各与后台监控及仿真系统的信号输入端相接。
2.根据权利要求1所述的风光互补教学实训仿真系统，其特征是蓄电池充电控制电路包括CPU处理单元、数据存储单元、直流信号采集接口、温度信号采集接口、串行通讯驱动接口、IGBT驱动接口、！XD人机电路接口，其中CPU处理单元的第一信号输出/输入端与IXD 人机电路接口的第一信号输入/输出端对应相接，CPU处理单元的第二信号输出/输入端与串行通讯驱动接口的第一信号输入/输出端对应相接，CPU处理单元的信号输出端与IGBT 驱动接口的信号输入端相接，IGBT驱动接口的信号输入/输出端与IGBT驱动电路的信号输出/输入端对应相接，LCD人机电路接口的第二信号输入/输出端与控制LCD人机接口电路的信号输出/输入端对应相接，串行通讯驱动接口的第二信号输入/输出端与A串行通讯的信号输出/输入端相接对应相接，数据存储单元的信号输出端与CPU处理单元的第一信号输入端相接，直流信号采集接口的信号输出端与CPU处理单元的第二信号输入端相接，温度信号采集接口的信号输出端与CPU处理单元的第三信号输入端相接，直流信号采集接口的信号输出/输入端与A直流检测电路的信号输入/输出端对应相接，温度信号采集接口的信号输出/输入端与蓄电池温度检测电路信号输入/输出端对应相接。
3.根据权利要求1所述的风光互补教学实训仿真系统，其特征是逆变控制电路包括 CPU处理单元、数据存储单元、直流信号采集接口、交流信号采集接口、串行通讯驱动接口、 MOS驱动接口、IXD人机电路接口 ；其中CPU处理单元的第一信号输出/输入端与IXD人机电路接口的第一信号输入/输出端对应相接，CPU处理单元的第二信号输出/输入端与串行通讯驱动接口的第一信号输入/输出端对应相接，IXD人机电路接口的第二信号输入/输出端与逆变LCD人机接口电路的信号输出/输入端对应相接，串行通讯驱动接口的第二信号输入/输出端与B串行通讯的信号输出/输入端相接对应相接，数据存储单元的信号输出端与CPU处理单元的第一信号输入端相接，直流信号采集接口的信号输出端与CPU处理单元的第二信号输入端相接，交流信号采集接口的信号输出端与CPU处理单元的第三信号输入端相接，直流信号采集接口的信号输出/输入端与B直流检测电路的信号输入/输出端对应相接，交流信号采集接口的信号输出/输入端与交流检测电路信号输入/输出端对应相接，CPU处理单元的信号输出端与MOS驱动接口的信号输入端相接，MOS驱动接口的信号输出/输入端与MOS驱动电路的信号输入/输出端对应相接。
专利摘要本实用新型是风光互补教学实训仿真系统，其特征是包括蓄电池充电电路、A直流检测电路、蓄电池温度检测电路、IGBT驱动电路、蓄电池充电控制电路、控制LCD人机接口电路、辅助电源、A串行通讯、储能蓄电池、逆变电路、B直流检测电路、MOS驱动电路、交流检测电路、逆变控制电路、逆变LCD人机接口电路、B串行通讯、升压变压组件、PV直流电源、蓄电池直流检测仪表、交流检测仪表；本实用新型的优点该实训仿真系统能够充分满足高职高专院校开辟新能源(风光)专业教学实验之用。以上各个实验系统可以根据教学需要建立相应的子系统，可以满足教学实验需要。
文档编号G09B23/18GK201955975SQ201120087540
公开日2011年8月31日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者周喜章, 戴宁 申请人:南京康尼科技实业有限公司