[发明专利]船用光伏发电并网实验平台

说明书

技术领域

    本发明专利涉及一种船用光伏发电并网技术领域。具体为船用光伏发电并网实验平台。

背景技术

在当今的世界能源结构中，常规能源的储量正随着人类文明的高度发展而迅速枯竭。作为交通运输中载运量比例最大的载运工具，船舶是能源消耗大户，也是污染和温室气体排放的大户，其节能效果的好环对国民经济的影响很大。随着光伏技术的不断深入发展，其效率、可靠性和稳定性均有了很大提高，因而从最初的单纯技术研究逐渐转向实际应用领域。太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶发展的一个重要方向。

目前太阳能在船舶上的应用主要集中在小型船舶上，并且作为船舶的主要动力能源，这类应用是太阳能在船舶上应用的主要方式。此外，太阳能在大型船舶上一般作为辅助能源应用在船舶的照明系统、驾驶系统、空调系统等方面。而从光伏系统在船舶上应用的类型来看，主要是独立光伏系统，并且包含有储能装置，并网光伏系统还没有相关实船。如果采用并网式的运行方式，则可以保证光伏电池始终运行在最大功率点处，可以提高光伏阵列的发电效率。省去了蓄电池作为储能环节，降低了系统成本与维护费用，并避免了处理废旧蓄电池带来的二次污染。

在现有技术中，太阳能光伏发电的应用主要集中在陆地上，随着新能源技术的快速发展，新能源在各个行业中的应用将得到不断推广。现今市场上虽然有一些太阳能发电的实验平台，但一般都是离网，并网实验台的现状也仅存在于与现有市电相并，像与船舶发电系统这样小系统的电网并网的平台还没有。如光伏并网发电装置（申请号：201110337049.2)证实了光伏发电并网运行的可行性，能够完成光伏并网发电、同步并网等试验及演示，可帮助同行业工作人员和学生理解太阳能并网发电系统的原理，熟悉光电转化及光伏并网系统整个流程。申请号为201110163110.6的发明专利虽然提出了一种光伏并网发电实训装置，可实现光伏发电、同步并网的实验及教学演示。上述专利均不涉及到船舶电网的模拟与并网，本发明专利的创新点在于：其一，能够模拟船用光伏发电系统在不同工况下的并网运行性能；其二，可以测量电压、电流、频率、功率、功率因素等数据，通过还原船用光伏发电系统在实际使用中因外界环境和船舶负载变化而对其运行性能产生的影响，从而为船用光伏发电系统的结构及优化设计提供依据；其三，通过示波器及电能品质测试仪所获数据可对光伏发电系统的电能质量进行分析和研究，以提高光伏发电在船舶电网运行中的可靠性和高效性。

发明内容

    本发明的目的在于针对船用电网，提供一种供太阳能光伏并网的运行模式的船用光伏发电并网实验平台。，模拟船用光伏发电系统在不同外界辐照度时并网运行性能，测量电压、电流、频率、功率、功率因数等数据，通过还原船用光伏发电系统在实际使用中因外界环境变化而对其运行性能产生的影响，从而为船用光伏发电系统的结构及优化设计提供依据。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，一种船用光伏发电并网实验平台，它包括太阳能光伏阵列、光伏防雷汇流箱、直流防雷配电柜、并网逆变器、交流防雷配电箱、电动机、发电机、模拟船用负载、环境监测仪、示波器及电能品质测试仪；所述的太阳能光伏阵列中的电池板先局部串联组成太阳能电池串，再整体并联连接后接入光伏防雷汇流箱，经直流防雷配电柜与并网逆变器相连；并网逆变器输出端接交流防雷配电箱输入端，交流配电箱输出端并入船用电网；所述的船用电网由电动机带动发电机并串入模拟船用负载形成，示波器和电能品质测试仪一端连接并网逆变器，另一端连接数据采集器，光伏防雷汇流箱、直流防雷配电柜、交流防雷配电箱和环境监测仪与数据采集器相连，数据采集器与中央控制中心互连。

本发明的并网实验台中，太阳能光伏阵列每一组串在光照下发出的电能经直流防雷汇流箱汇流后经由直流配电柜送入并网逆变器逆变为电压380V，频率50HZ的三相交流电。

本发明的并网实验台中，并网逆变器输出端接交流防雷配电箱，且与AC 380V，频率50Hz的船用电网相并。

本发明的并网实验台中，所述的船用电网由电动机从市电网取电带动发电机发电组成电网回路。

本发明的并网实验台中：并网负载通过串入模拟船用负载的感性负载与阻性负载来获得。

本发明的并网实验台的应用，其并网逆变器实现对光伏发电系统的最大功率追踪、孤岛保护及与船舶电网的锁相功能。

本发明的并网实验台的应用，通过示波器及电能品质测试仪所获数据对光伏发电系统的电能质量进行分析和研究。