能源是國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活必須的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。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(chǔ)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(yán)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(rèn)識到能源對人類的重要性，更認(rèn)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(jù)國情，治理和緩解已經(jīng)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(nèi)容。風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)是利用風(fēng)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(yīng)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(fēng)光互補發(fā)電與船舶汽（柴）油發(fā)電機組并網(wǎng)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(jīng)整流、濾波、同頻、同相位處理后接至船舶負(fù)載供電。將風(fēng)力發(fā)電機所發(fā)電能經(jīng)風(fēng)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(jīng)并網(wǎng)同步電源轉(zhuǎn)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(jīng)匯流箱匯流后，送至并網(wǎng)逆變器把直流電轉(zhuǎn)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(wǎng)即并網(wǎng)。

2.2 設(shè)計思路

風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)、光伏發(fā)電并網(wǎng)由于當(dāng)前技術(shù)條件相對成熟，并網(wǎng)末端相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)同樣依據(jù)國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計入網(wǎng)，條件基本不受限制，不存在技術(shù)障礙。

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

永磁同步電機并網(wǎng)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(fù)載供電，不能做為并網(wǎng)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(wǎng)信號源來供風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電檢測使用，必須經(jīng)過AC-DC、DC-AC的轉(zhuǎn)變過程，使“汽/柴油發(fā)電機組”經(jīng)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(jié)構(gòu)圖

由于此方案構(gòu)思為行業(yè)內(nèi)首例，在當(dāng)前技術(shù)市場尚屬技術(shù)空白，若要解決這種技術(shù)問題那么我們必須要根據(jù)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(wǎng)逆變器、安全保護開關(guān)，蓄電池組、風(fēng)力發(fā)電控制器、卸荷器，風(fēng)機并網(wǎng)控制器、并網(wǎng)逆變器，光伏組件，匯流箱、光伏并網(wǎng)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(shù)規(guī)格參數(shù)

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(wǎng)發(fā)電）

◆ 系統(tǒng)最大功率：1000W（風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電）

3.2、汽油發(fā)電機組

采用新通信用開關(guān)電源系統(tǒng)技術(shù)，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(diào)整均充/浮充、恒流/恒壓等充電方式。同時具有電池容量和負(fù)載容量靈活設(shè)置功能，可針對不同容量電池和不同大小負(fù)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(shù)：    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(shù)特點

采用無變壓器設(shè)計，轉(zhuǎn)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

具有獨立的MPPT功能，功率跟蹤。

戶外型設(shè)計（IP65）完全密封的外殼使之適應(yīng)苛刻的環(huán)境

實時MPPT算法提高風(fēng)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(dá)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(yán)酷的環(huán)境條件下可輸出滿功率

正弦波輸出

孤島效應(yīng)防護

通過并網(wǎng)運行的國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證

LCD面板液晶顯示，方便監(jiān)視主要參數(shù)

緊湊輕巧和高功率密度設(shè)計

功率跟蹤電壓范圍[Vdc]:100~500V


要購買風(fēng)光互補發(fā)電實訓(xùn)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(shù)構(gòu)成，

第二，它要具有可靠的售后服務(wù)。

根據(jù)這兩點進行選擇，上海天威教學(xué)實驗設(shè)備有限公司無疑是最合適的購買企業(yè)。該公司所生產(chǎn)的風(fēng)光互補發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)具有著國際同步領(lǐng)先技術(shù)應(yīng)用，在產(chǎn)品質(zhì)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(xué)儀器設(shè)備有限公司做的也異常優(yōu)異，不論用戶在使用設(shè)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(shè)備使用最短的維護時間，解決故障問題。

風(fēng)光互補發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)是新能源領(lǐng)域中的一種重要教學(xué)設(shè)備，很多大學(xué)及相關(guān)企業(yè)都開設(shè)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(shè)備呢？