一种风光互补控制器教学实验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种风光互补控制器教学实验装置，包括系统电源模块、基础功能模块和风光互补控制模块三大部分，系统电源模块给基础功能模块和风光互补控制模块提供工作所需的电源；基础功能模块和风光互补控制模块相对独立，可单独工作；本实用新型充分利用风能和太阳能，能够在不同天气环境下最大限度的利用太阳能、风能或两者同时利用的效果，使太阳能和风能得到最优化利用；充分考虑了作为学生学习设备的安全问题，采用安全限制电压以下的工作方式；各功能清楚分模块进行体现，便于实验教学和学生创新实验。
【专利说明】一种风光互补控制器教学实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及教学实验装置领域，尤其涉及到一种风光互补控制器教学实验装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，全球正面临资源紧缺现实。所以新能源的开发利用越来越受各国及社会的重视。社会对新能源开发利用的专业技术人才需求也急增。很多高校正大力培养这方面的人才，但因之前对新能源的开发利用不是很普遍，学校开设这方面的专业以及课程较少，相应的一些教学实验设备仪器等教学资源也不充足。而学生在学习新能源的开发利用技术时又需要这方面的教学实验设备才能将理论应用于实践，才能开发出满足人民需要的产品，服务于社会。
[0003]目前市面上针对风光互补控制器设计开发的辅助性教学实验箱设备很少，即便有少数几种但其价格较高，集成度高，或者功能单一，基本是以成熟产品的形式出现在教学设备上。整个系统封装很严密，处于一个类似黑匣子的箱体内，直观性差。学生做实验时只能严格按照操作规程来连接各部分之间的连线，也就只能了解各部分主要功能，对系统也只是一个感性认识，不能真正从底层硬件结构，软件流程上去认识系统。实验课程结束后学生也只能对系统一知半解，也就没办法提高学生的实际开发能力。这样的设备其最大的弱点是其开放程度受限，在实际教学过程中很难有一个好的实验教学效果。这种新型的风光互补控制器实验装置就是为弥补以上一些不足之处而设计开发，其具有极高的开放程度，使学生能从原理上理解风光互补控制器，从结构上设计它，并自己编程来实现其功能，最终达到理想的实验教学效果。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单，实用的新型的风光互补控制器教学实验装置。
[0005]本实用新型是通过如下方式实现的:
[0006]—种风光互补控制器教学实验装置，其特征在于:包括系统电源模块、基础功能模块和风光互补控制模块三大部分，系统电源模块给基础功能模块和风光互补控制模块提供工作所需的电源；基础功能模块和风光互补控制模块相对独立，可单独工作；
[0007]所述基础功能模块包括温度传感器A、RS485转RS232模块B、电压电流A/D输入模块C、时钟芯片模块D、单片机或DSP核心板E、IXD显示模块F、LED指示灯G、按键模块H，所述温度传感器A将温度值转变成数字电压值送给单片机或DSP核心板E ；RS485转RS232模块B实现上位机与单片机或DSP核心板E的转接；电压电流A/D输入模块C将大的电压电流值线性转变成小的可采用的电压值送给单片机或DSP核心板E;时钟芯片模块D将当前时间值信息传给单片机或DSP核心板E ;单片机或DSP核心板E通过IXD显示模块F或者LED指示灯G将相关信息显示出来；按键模块Η接收用户输入的数据，并传给单片机或DSP核心板E ；
[0008]所述风光互补控制模块包括单片控制机或DSP核心控制板1、光伏输入控制模块2、风电输入控制模块3、RS485通信模块4、第二时钟芯片模块5、卸荷模块6、系统监测保护模块7、报警显示模块8、三相整流滤波模块9、充电管理模块10、电池组模块11、放电管理模块12、第二 IXD显示模块13、第二按键模块14、负载模块15，RS485通信模块4实现上位机与单片控制机或DSP核心控制板I的转接；第二时钟芯片模块5将当前时间值信息传给单片控制机或DSP核心控制板1，单片控制机或DSP核心控制板I通过第二 IXD显示模块13将相关信息显示出来；第二按键模块14接收用户输入的数据，并传给单片控制机或DSP核心控制板I ;光伏输入控制模块2、风电输入控制模块3、卸荷模块6作为控制风电和光电的输入开关，在系统出现异常给予保护电路；三相整流滤波模块9将风电输入的三相进行整流，经充电管理模块10的作用给电池组模块11充电，单片控制机或DSP核心控制板I给出控制信息控制充电的速度及极限保护；电池组模块11经放电管理模块12给负载模块15供电，相关的参数信息在第二 LCD显示模块13上显示；系统监测保护模块7对充电管理模块10和放电管理模块12进行监测；报警显示模块8对系统监测保护模块7的监测数据进行报警或显示。
[0009]本实用新型的有益效果在于:充分利用风能和太阳能，能够在不同天气环境下最大限度的利用太阳能，风能或两者同时利用的效果，使太阳能和风能得到最优化利用；充分考虑了作为学生学习设备的安全问题，采用安全限制电压以下的工作方式；各功能清楚分模块进行体现，便于实验教学和学生创新实验。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1本实用新型基础功能|吴块结构不意图；
[0011]图2本实用新型风光互补控制模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]现结合附图，详述本实用新型【具体实施方式】:
[0013]一种风光互补控制器教学实验装置，其特征在于:包括系统电源模块、基础功能模块和风光互补控制模块三大部分，系统电源模块给基础功能模块和风光互补控制模块提供工作所需的电源；基础功能模块和风光互补控制模块相对独立，可单独工作。
[0014]如图1所示，本实用新型基础功能模块包括温度传感器A、RS485转RS232模块B、电压电流A/D输入模块C、时钟芯片模块D、单片机或DSP核心板E、IXD显示模块F、LED指示灯G、按键模块H，所述温度传感器A将温度值转变成数字电压值送给单片机或DSP核心板E ；RS485转RS232模块B实现上位机与单片机或DSP核心板E的转接；电压电流A/D输入模块C将大的电压电流值线性转变成小的可采用的电压值送给单片机或DSP核心板E ；时钟芯片模块D将当前时间值信息传给单片机或DSP核心板E ;单片机或DSP核心板E通过LCD显示模块F或者LED指示灯G将相关信息显示出来；按键模块H接收用户输入的数据，并传给单片机或DSP核心板E。
[0015]如图2所示，本实用新型风光互补控制模块包括单片控制机或DSP核心控制板1、光伏输入控制模块2、风电输入控制模块3、RS485通信模块4、第二时钟芯片模块5、卸荷模块6、系统监测保护模块7、报警显示模块8、三相整流滤波模块9、充电管理模块10、电池组模块11、放电管理模块12、第二 IXD显示模块13、第二按键模块14、负载模块15，RS485通信模块4实现上位机与单片控制机或DSP核心控制板1的转接；第二时钟芯片模块5将当前时间值信息传给单片控制机或DSP核心控制板1，单片控制机或DSP核心控制板1通过第二 LCD显示模块13将相关信息显示出来；第二按键模块14接收用户输入的数据，并传给单片控制机或DSP核心控制板1 ;光伏输入控制模块2、风电输入控制模块3、卸荷模块6作为控制风电和光电的输入开关，在系统出现异常给予保护电路；三相整流滤波模块9将风电输入的三相进行整流，经充电管理模块10的作用给电池组模块11充电，单片控制机或DSP核心控制板1给出控制信息控制充电的速度及极限保护；电池组模块11经放电管理模块12给负载模块15供电，相关的参数信息在第二 LCD显示模块13上显示；系统监测保护模块7对充电管理模块10和放电管理模块12进行监测；报警显示模块8对系统监测保护模块7的监测数据进行报警或显示。
[0016]本实用新型针对现在市面上风光互补控制器实验箱的价格高，集成度高，功能单一，开放性低学生无法进行二次开发等局限性，设计了一款完全开放的易学实用的新型风光互补控制器实验箱。本实用新型的实现原理是，将光伏输入和风电输入进行汇集，经boost升压电路，利用MPPT算法对24V蓄电池进行充电，由24V蓄电池给阻性负载感性负载以及LED负载供电。在此过程中监测充电电流，输入电压，蓄电测电压，放电电流等相关参数，并在极限情况时及时保护24V蓄电池，切断输入输出，达到保护实验设备装置的目的。风光互补控制器实验箱采用模块化设计，将各模块进行有效链接组成整个风光互补控制器，并针对学生实验的不确定性，设计了专门的监测保护报警功能模块，确保了实验箱的稳定性。核心控制板采用可拆卸更换的模式设计，可针对不同的水平的学生，使用不同的核心控制板对系统进行编程控制。如:对刚入门的学生可以采用单片机核心板，对有一定基础的学生可以采用DSP核心板，这样其大大增强了实验箱的实用性。
【权利要求】
1.一种风光互补控制器教学实验装置，其特征在于:包括系统电源模块、基础功能模块和风光互补控制模块三大部分，系统电源模块给基础功能模块和风光互补控制模块提供工作所需的电源；基础功能模块和风光互补控制模块相对独立，可单独工作； 所述基础功能模块包括温度传感器(A)、RS485转RS232模块(B)、电压电流A/D输入模块(C)、时钟芯片模块(D)、单片机或DSP核心板(E)、LCD显示模块(F)、LED指示灯(G)、按键模块(H)，所述温度传感器(A)将温度值转变成数字电压值送给单片机或DSP核心板(E) ;RS485转RS232模块(B)实现上位机与单片机或DSP核心板(E)的转接；电压电流A/D输入模块(C)将大的电压电流值线性转变成小的可采用的电压值送给单片机或DSP核心板(E);时钟芯片模块(D)将当前时间值信息传给单片机或DSP核心板(E);单片机或DSP核心板(E)通过LCD显示模块(F)或者LED指示灯(G)将相关信息显示出来；按键模块(H)接收用户输入的数据，并传给单片机或DSP核心板(E)； 所述风光互补控制模块包括单片控制机或DSP核心控制板(I)、光伏输入控制模块(2)、风电输入控制模块(3)、RS485通信模块(4)、第二时钟芯片模块(5)、卸荷模块(6)、系统监测保护模块(7)、报警显示模块(8)、三相整流滤波模块(9)、充电管理模块(10)、电池组模块(11)、放电管理模块(12)、第二 IXD显示模块(13)、第二按键模块(14)、负载模块(15)，RS485通信模块(4)实现上位机与单片控制机或DSP核心控制板⑴的转接；第二时钟芯片模块(5)将当前时间值信息传给单片控制机或DSP核心控制板(I)，单片控制机或DSP核心控制板(I)通过第二 LCD显示模块(13)将相关信息显示出来；第二按键模块(14)接收用户输入的数据，并传给单片控制机或DSP核心控制板(I);光伏输入控制模块(2)、风电输入控制模块(3)、卸荷模块(6)作为控制风电和光电的输入开关,在系统出现异常给予保护电路；三相整流滤波模块(9)将风电输入的三相进行整流，经充电管理模块(10)的作用给电池组模块(11)充电，单片控制机或DSP核心控制板(I)给出控制信息控制充电的速度及极限保护；电池组模块(11)经放电管理模块(12)给负载模块(15)供电，相关的参数信息在第二 IXD显示模块(13)上显示；系统监测保护模块(7)对充电管理模块(10)和放电管理模块(12)进行监测；报警显示模块(8)对系统监测保护模块(7)的监测数据进行报警或显示。
【文档编号】G09B23/18GK204117451SQ201420463500
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】王子冠, 杨斌, 苏木森, 阳清 申请人:福建时创电子科技有限公司