太阳能热泵系统仿真与分析

设计搭建了太阳能热泵供暖系统,依据实验数据和各设备机理建立了系统的数学模型。模型由4部分构成:平板集热器、压缩机、换热水箱和电子膨胀阀等模型,实验数据验证了模型的正确性,通过数学模型搭建了Simulink仿真系统。通过仿真系统定量分析了不同参数对太阳能热泵供暖系统COP和效率的影响。针对太阳能热泵供暖系统的建模与分析,对太阳能热泵供暖系统的设计、建造、调试与分析具有一定的指导意义。     

一种太阳能光伏发电系统的研制

文章介绍了作者研制的太阳能发电系统,该系统由光伏电池、蓄电池、逆变器、数据采集板、上位机等几部分组成．对该系统各部分的功能和相互联系进行了分析,其中逆变器的电路结构与目前常用的结构不同,所以文中重点叙述逆变器的设计,包括电路结构、DSP软件的流程图、PWM波形的产生原理．该系统在实验室运行稳定可靠,逆变器输出的交流电压正弦度好,谐波小,通过数据采集板和上位机可实时监测系统的运行状况．可为住宅光伏发电提供技术上的参考．     

太阳能空调系统研究(上篇)

本文从能源消耗的现状阐述太阳能开发应用的紧迫性,对太阳能空调系统的开发研究作了综合性评述,论证了研究太阳能空调系统的现实性与可行性。     

离网型太阳能光伏逆变器仿真与实验研究

为了满足提高大学生创新实践能力的需求,提出一种离网型太阳能光伏单相逆变器的设计方案,阐述了所设计逆变器电路的工作原理,采用SG3525芯片进行SPWM调制技术,实现220 V/50 Hz单相交流电输出,并研制一台离网型光伏单相逆变器并对其进行了实验研究,提高了学生综合实践能力.理论分析与实验结果表明:所提出的离网型太阳能光伏单相逆变器的设计方案是可行的.     

太阳能空调系统研究(下篇)

本文根据热力学和传热学的基本原理,研究并设计出一种新型的太阳能空调系统,分析计算结果表明,所设计的太阳能空调系统无论在理论上,还是在现有技术水平上都是可行的。所得结果有助于对太阳能空调系统作进一步开发研究。     

太阳能热泵系统综合实验台的研制

针对热能动力工程专业和建筑环境与设备工程专业的实验教学和科研的需要,设计开发了一套太阳能热泵系统综合实验平台。平台主要由变频压缩机、太阳能集热器、风冷换热器、蓄热水箱、电子膨胀阀、热工检测及控制系统等组成。实验系统综合利用太阳能和空气中的热量作为低温热源,通过控制四通换向阀和电磁阀,它可以实现供热模式和制冷模式的转换。平台采用了温度、压力、流量、太阳辐射强度等热物理参数实时监控的PLC监控系统方案,能够实现系统工况参数的自动检测、监控与存储,从而实现对被控量的智能控制。平台合理地将太阳能热泵系统所涉及的工质流量测试、集热器热力性能测定和系统热力系数测定等实验内容融合,同时还可以开出一系列综合性、研究性实验内容,形成实验教学与科研项目的互动平台,满足专业教学的需要。     

新能源利用综合演示实验平台研制

研制了一个新能源利用综合演示实验平台,该综合演示实验平台共包括7个新能源转化利用的子系统,分为光电转换、风电转换、光热转换三类,每个子系统设计了能量转换、能量传输、运行控制、能量利用及人机交互等部件。利用自行开发的数据采集板采集数据,用MCGS组态软件设计人机交互界面,通过JACE网络控制器将各个子系统进行集成,并利用先进的Niagara框架平台对整个平台系统进行访问控制。实践证明,该综合演示实验平台可以很好地演示新能源转化利用的过程及原理,达到了教学及科研的目的。     

工程材料综合型实验系统的研制

阐述了应用于工程材料课的综合型实验系统的主要功能、原理、实现方法及其应用。在工程材料中应用计算机方法将金属图像分析、相图计算及材料选择贯穿一体，通过系统软件对原金相实验中的手工测试、计算方法进行自动化及数字化处理。该系统的研制，必将对基础课实验教学方法的改革产生重大影响。     

太阳能热泵综合实验台的研制与应用

介绍了太阳能热泵综合实验台的研制目的,详细地说明了该实验台的基本原理及构成,并概括了该实验台的基本特点及主要功能.通过开展太阳能热泵加热热水的实验研究,用实例表明所研制的太阳能热泵综合实验台达到了开设"三性"实验的要求,并具有开展一些探索性实验研究的功能.     

全玻璃真空管太阳能热水系统实验平台设计

根据实验教学的需要,研制了全玻璃真空管太阳能热水系统综合实验平台。实验平台主要由太阳能集热器、蓄热水箱、冷却水箱、循环水泵、热工检测及控制系统等组成,能够实现系统工况参数的自动检测、监控与存储。通过平台实验,学生可以全面测试系统的各种运行参数,包括温度、流量、太阳辐射强度、功率等,计算日有用得热量、集热效率、供热性能系数等系统评价指标。在此基础上,研究部件和系统的能量转换和热量传递特性,提出提高系统热效率的优化设计和运行控制策略。实践表明,该实验平台操作方便、功能完善、实验过程稳定、实验效果良好,而且平台功能能够进行模块化扩展,可以开出一系列综合性、设计性和研究性实验,对培养学生的研究能力、综合应用能力和创新能力能够起到很好的促进作用。     

风力发电仿真实验平台开发及应用

分析了风力发电系统中各个子模块的仿真建模方法,叙述了Matlab/Simulink平台下仿真平台的开发思路和系统功能。结合在小型脱网风力发电系统中的应用,给出了风力机模拟、发电机系统建模和传动链建模的具体方法。应用表明,采用模块化设计思想,能够实现风力发电系统中子模块的建模仿真及系统集成仿真,系统易于扩展,可裁剪性高,该系统控制平台可灵活应用于风力发电系统的优化与控制,缩短控制系统的开发周期,为风力发电系统投入实际工程应用提供良好的技术支持。     

风电增速齿轮箱模拟实验台研制

行星齿轮传动机构具有体积小、重量轻、传动比大和效率高的优点,因此广泛地应用于机械领域尤其是风电装备等。风电齿轮箱是风力发电机组最关键的部件,一旦齿轮箱发生故障,将会影响整个机械的安全运行,也将严重威胁操作人员的安全状况。因此,对行星齿轮传动机构开展故障诊断研究具有重要意义。实际风电装备由于尺寸较大,不容易开展实验,而各高校及研究所基本上以小型减速器为研究对象,但是一般减速器的传动比都在10左右,达不到风电装备的高传动比工况。本文研制了一种风电增速齿轮箱实验台,并将其用于设备的故障诊断,通过采集风电的振动信号,对行星级齿轮在多种负载下的故障数据进行分析对比。实验结果表明:该实验台能够模拟实际风电增速齿轮箱的功能,结合相关配套实验设备,能够完成风电增速齿轮箱故障的模拟与诊断。此外,本文还验证了所研制设备的可靠性。     

基于可编程电源的光伏电池阵列模拟系统设计

为了提高高校实验设备的综合利用率,给出了一种基于可编程电源的光伏电池阵列模拟系统实现方法。采用上位PC机计算太阳能电池阵列的伏安特性曲线,并通过串行通信控制可编程电源,使其输出电压和电流跟踪该伏安特性曲线,从而用可编程电源实现了光伏电池阵列模拟器的功能。根据光伏电池等效电路模型,导出了基于光伏电池阵列开路电压、短路电流、最大功率点对应电压和电流等参数的光伏电池伏安特性解析表达式。实验验证了该模拟系统的可行性和有效性。     

风力发电电动变桨距载荷模拟及控制策略仿真实验平台开发

根据新能源专业技术人员的培养目标,采用模拟仿真的方法,开发变桨距动态仿真实验装置,旨在通过实验,让学生掌握变桨距技术和原理。设计了一套模拟风力发电变桨执行机构及实现变桨距控制原理的实验平台,为教师和学生提供一个教学实验装置,也方便专业人士研究独立变桨距控制技术。     

虚拟实验在电力系统动态模拟中的应用

为提高实验教学能力和效果,探索虚拟实验在电力系统动态模拟中的应用。提出了基于虚拟仪器的具体实现方法,以原动机及其调速系统为模拟对象,研制了原动机及其调速系统虚拟实验的硬件,并进行了LabVIEW软件编程。实践结果表明,该原动机及其调速系统虚拟实验设计正确,真实地反映了实际原动机的运行特性和基本规律,并能方便地进行实验,体现了虚拟实验方法的优越性。     

电力系统动态模拟仿真综合性实验教学研究

为了改变实验课时少、实验内容无法形成系统性、实验效果差等问题,在电气工程专业设置的电力系统动模实验基础上,加大了动模实验室改造、进行课程改革、优化实验内容、加强实验管理等举措,完善了电力系统动态模拟仿真综合性实验的内容,提高了实验的效果。     

电动自行车太阳能充电系统最大功率跟踪电路

在电动自行车充电系统中,采用太阳能对蓄电池进行充电,由于太阳能输出特性是非线性的,为了使太阳能工作点始终在最大功率点附近,在分析太阳能电池的输出特性基础上,在硬件电路上采用DC/DC升压电路,软件上采用单片机输出PWM脉冲调节DC/DC电路内部开关管的占空比,来控制太阳能电池的输出电流,实现最大功率跟踪。     

以仿真为特色，建设热动专业综合实践教学中心

以华北电力大学电厂实践教学中心的建设为例,介绍了如何构建和完善以仿真为特色的热能与动力工程专业综合实验教学中心,并作为学校公共实践教学平台,可为相关院校、相关专业的实践教学提供一定的借鉴经验.     

基于风力发电的电动变桨故障模拟系统设计

以风电机组变桨距系统结构为依据,搭建了适用于实验研究的风电机组电动变桨故障系统实验平台。给出了系统结构、主要电路和实验流程。该实验平台由故障输入子系统和故障输出子系统两部分组成,能够进行电动变桨过程实验和变桨故障测试实验,使学生充分了解变桨原理,进行风电机组功率稳定输出、风速引起风力机受力不均匀载荷和降低变桨距系统故障率方面的学习和研究。