風光互補發電實（shí）驗係統,風光互補發電實（shí）驗裝置
2022-07-08 10:01
風光互補（bǔ）發電（diàn）實驗係統,風光互補發電實驗裝置,風光互補發電實驗設備主要由風力發電機組、太陽能光伏（fú）電池組、控製器、蓄電池、逆變器、交流直（zhí）流負載（zǎi）、開關控製模塊、環境監測模塊、儀表顯示（shì）等部分組成，通過PLC控製、觸摸屏和變頻器作為控製核心，帶有A/D、D/A模塊、模擬量輸入/輸出模塊、交流電機變頻（pín）調（diào）速係統。係統於風能發電（diàn）、光伏發電為一體的教（jiāo）學實訓係統；各係統通過連接電纜進行連接，形成一套可完（wán）成風力及光伏發電、同步（bù）並網、離網電源的（de）實驗及教（jiāo）學演示。幫（bāng）助學生理解太陽能並網（wǎng）、離網及風力發電係統的原理，從而起到學習工程實際應用技能的作用（yòng）。
應用範圍：主要麵（miàn）向職高、大學、研究生、企業技工以風力發電和太陽能離網（wǎng）、並網發電為主課題的研究和培訓。
一、風光（guāng）互補發電實驗係統,風光互（hù）補發電實驗（yàn）裝置,風光互補發電實驗設備主要技術（shù）規格參數：
1、係統規格
1）輸入電源：三相，單相（xiàng）AC220V±10% 50Hz
2）係統最大電壓：DC12V，AC220V/50Hz
3）係統最大（dà）電流：50A
4）係統最大功率（lǜ）：600W
2、太陽能電池板
太陽能電池板采用陣列組裝形式，主要采用4塊單晶小型太陽能電（diàn）池板組建，可實現太陽能（néng）電池板（bǎn）的並接方（fāng）式和串接方式，進而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網方式。
光伏電池組件（jiàn）：25W*4塊
1）額定（dìng）功率：25W
2）額定電壓：17.2V
3）額定電流（liú）：1.17A
4）開路電壓：21.4V
5）短路電流：1.27A。
6）擺臂機構：渦輪蝸杆結（jié）構（2個減速箱）
7）電壓（yā）：220V
8）頻率：50Hz
9）電流：1.36A
10）最大功率：300W。
11）追日機構
12）結構：渦輪蝸杆結構（減速箱）
13）驅動：直流電機
14）軸數：雙軸二維。
3、風力發電機
1）額定功率：300(W)
2）額（é）定電壓（yā）：12(V)
3）額定電流：33.3
4）風輪直徑：1.65(m)
5）啟動風速（sù）：2.5(m/s)
6）額定風速（sù）：9.6(m/s)
7）安全風速：35(m/s)
8）工作形式：永磁同步（bù）發電機
9）風葉旋轉方向：順時針
10）風葉數量：3（片）
11）風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料
12）電機材料：鋁合（hé）金
13）護欄網：專業圍欄，高度約1.0米
4、模擬風洞模塊
1）風量：32073 mз/h
2）風壓：388Pa
3）轉速：1440 r/min
4）功率：2.2kW
可調風速：0～13級連續可（kě）調（diào）
變頻器：采（cǎi）用（yòng）2.2KW矢量變頻器（qì）
5、風光控製器（qì）係統：
1）工作電壓：12/24VDC可選
2）充電功率（lǜ）Pmax ：1000W
3）光伏功率Pmax ：300W
4）風機功（gōng）率Pmax ：700W
5）充電方式：PWM脈寬調製
6）充電（diàn）最大電流 35A
7）過放保護電壓 11V
8）過放恢複電壓 12.6V
9）輸出保護電壓（yā） 16V
10）卸載開始電壓（出廠（chǎng）值）15.5V
11）卸載開始電流（出廠值） 15A
控製器設有蓄電池過充、過放（fàng）電保護、蓄電池開路（lù）保護、負載過電壓保護、夜間防反充電保護、輸出短路保護、電池接反保護、欠壓和過（guò）壓防震蕩保護、均衡充電（diàn）、溫（wēn）度補償、光控開關功（gōng）能；
12）負載為（wéi）100W以下的12V直流負載，控製單元一（yī）通道為常開輸（shū）出（chū），另一通道（dào）為多類定時輸出（光控開、光控關，定時開、定時關（guān），）。
13）使用32們高速單片機，實現智能控製，自動識別12/24V係統。 采用串聯式PWM充電控製方式，使充電回路的電壓損失較原二極管充電方式降低一半，充電效（xiào）率（lǜ）較非PWM高（gāo）3－6%;過放（fàng）恢複的（de）提升（shēng）充電，正常的直充，浮充自動控製方式有利於提高蓄電池壽命。
14）多種保護功（gōng）能，包括蓄電（diàn）池反（fǎn）接（jiē）、蓄電池過、欠壓保護、太陽能電池組件短路（lù）保護，具有自動恢的輸出過流保護功能（néng），輸出短路保護功能。
15）具有（yǒu）豐富的工作模式，如光控，光控＋定時，通用（yòng）控製等模式。
6、並網逆變器
1）輸出電壓：AC 180-260V
2）工作電壓：10.8 - 28V，
3）額定輸出（chū）功率≥400W
4）輸出波形：正弦（xián）波(失真度≤3﹪)
5）輸（shū）出頻率：47-55Hz，
6）LED方式顯示工作狀態，
7）AC標準電壓範圍（wéi）：90V-140V/180V-260VAC ；
8）AC 頻 率 範 圍 ：55Hz~63Hz/45Hz~53Hz；
9）輸出電流總諧波失（shī）真：THDIAC<5%；
10）相 位 差：<1%
並網逆變器具有DC－DC和DC－AC兩級能量變換的結構。DC－DC變換環節調整光伏陣列的工作點使其跟蹤最大功率點；DC－AC逆變環節主要使輸出電流與電網電壓同相位，同時獲得單位功率因數。
7、離網逆變器（qì）
1）直流輸入電壓：9～16VDC 電壓可選
2）額定蔬出功率：300W
3）輸出電壓：110/220VAC
4）輸出波形（xíng）：純正弦波
5）輸出頻率：50Hz
6）工作效率：85%
7）功率因數：>0.88
8）波形失真率≤5%
9）工作（zuò）環境：溫度-20℃～50℃
10）相對濕度：﹤90﹪（25℃）
11）保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護
具有（yǒu）輸出短路、過溫、過載、欠壓（yā）保護及保護具有自動恢複功（gōng）能，采用風機冷卻方（fāng）式，輸入輸出完全隔（gé）離（lí）設計（jì），能快速並行啟動電容、電感負載，三色（sè）指示（shì）燈顯（xiǎn）示，輸入電壓,輸出電壓，負載水（shuǐ）準（zhǔn）和故障情形（xíng），負載控製風（fēng）扇冷卻，過壓/欠壓/短路/過載/超溫保（bǎo）護
8、PLC控製係統
采用海為公（gōng）司32點位PLC，性能（néng）穩定運行速率快，擴展靈活，PLC采用24V電源供電，該PLC是小（xiǎo）型PLC，電源、CPU和其他模（mó）塊（kuài）都是獨立的，可以通過U形總線把電源（PS）、CPU和其他模塊緊密（mì）固定在標準軌道上。每個模塊都有一個（gè）總線連接器（qì），後者插在各（gè）模塊的背（bèi）後。電源模塊總是（shì）安（ān）裝在機架的最左邊，CPU模塊緊靠（kào）電源模塊。CPU的右邊是可以選擇的IM接口模塊，如果隻用主架導軌而沒有（yǒu）使用（yòng）擴展支架可以不選擇IM接（jiē）口模塊。
9、監控係統（工業（yè）觸摸（mō）屏）
1）尺寸(英寸) 10.2
2）液晶屏：TFT液晶顯示，LED背光
3）顯（xiǎn）示顏色（sè）：真彩，65535色
4）分辨率：800×480
5）液晶屏亮度：200cd/㎡
6）觸摸屏：電阻式
7）供電電源：24VDC
8）額定功率：5W
9）CPU主板：ARM CPU，400MHz
10）內存：64M
11）存（cún）儲設（shè）備：128M FLASH
12）組態軟件：MCGS嵌（qiàn）入式組態軟件（運行版）
10、環境條件：
1）工作溫度：0℃~45℃
2）工作濕度：5%~90%
3）儲存溫度：-10℃~60℃
4）振動頻率：10-57Hz 57-150Hz
5）振動加速（sù）度：0.075mm 9.8 m/s2
6）振動掃頻速率：Oct/min ≤1
11、產品規格
1）結構：工業（yè）塑料結構
2）顏色：工業灰
3）麵板尺寸：226.5mm×163mm
4）機櫃開孔：215mm×152mm
12、外部接口：
1）串口：1×RS232、1×RS485
2）USB ：1主1從
13、其它功能
1）係統實驗時的備（bèi）用電源（2路0-30V/2A直流（liú）可調（diào）穩壓電源）；
2）有光伏、市電（diàn）互補切換
11、電表規格：
1）電流表（biǎo）：× 2個，DC20A， 顯示模式︰0.5”LCD液晶顯（xiǎn）示
2）電壓表：× 2個，DC50V，顯示模式︰0.5”LCD液晶顯（xiǎn）示
3）電流表：× 2個，AC5A， 顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示
4）電壓表：× 2個，AC220V，顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示
5）溫度表：× 1個（gè），0～99.9℃
6）多功能網（wǎng）絡電（diàn）參數表：×1個，AC220V，顯示模式︰0.5”LCD液（yè）晶顯示，包（bāo）含RS485，RS232通訊功能，
12、負載：
1）風扇：×1個，額定電壓：12/24V，
2）LED燈：額定電壓：12V，
3）蜂鳴（míng）器：×1個，馬達：×1個，額（é）定電壓：12/24V，
4）交流線性電阻負載：0～2.2KΩ 50W
5）白（bái）熾燈40W AC220V。
13、測風係統模塊：
1）測量風速範圍：0～60m/s
2）風向：0～360°
3）精 度（dù）： ±0.1m/s±3°
4）工作（zuò）電源：AC 220V±20% 50HZ， DC24V、12V、5V或其他供電
5）記錄間（jiān）隔（gé）：1分鍾～240分鍾（zhōng）連續可設（shè）置
6）內部存儲（chǔ）：4M bit
7）通訊接口： RS-232/485/USB通訊
8）環境溫度（dù）：-40℃～50℃
14、電池：
太陽能專用閥控式密封膠體蓄電池，額定電壓（yā）：12V，額定容量(20Ah),充電（diàn）方法（恒壓）；
具有如（rú）下特點：自（zì）放電率低（dī），使用壽命長，深放電能力強，充電效率高，工作溫度範圍寬
電池數量：4組
15、係統外形尺寸；長1200×寬780×高1800（㎜）附滾輪方便推動至戶外教學。
二、風光互補發電實驗係統（tǒng）,風光互補發電實驗裝置,風光互補發電實驗設備實（shí）訓內容：
1、太陽光電實習教學模塊實驗內容：
實驗一 太陽（yáng）能電池發電原理（lǐ）實驗
實驗1-1 太陽能光電板能量轉換實驗
實驗1-2 環境對光電轉換（huàn）影響實驗
實驗二 太陽能電池光（guāng）電係統直接（jiē）負載實驗
實驗（yàn）三 光電控製型（xíng）太陽能係統發電實（shí）驗
實驗3-1 光電型控製單元工作原理實驗
實（shí）驗3-2 光（guāng）電型（xíng）控製單元充放電保護實驗
實驗四 交通警示燈（dēng）模塊設計實驗
實驗五 太陽能係統負載實驗
實驗六（liù） 綜合實驗
實驗七 太（tài）陽能電池基本（běn）特性測試實驗
實驗八 外部擴充DC轉AC外接電器實驗
實驗九 單（dān）晶太陽能電（diàn）池I-V特性曲線（xiàn）實驗（yàn）
實驗十 離網逆變器設計實驗
實驗十一 離網逆變器工作特性實驗
實驗十二（èr） 離網逆變器（qì）帶（dài）載及保護實驗
實驗十三 並網逆（nì）變器設計實驗（yàn）
實驗十（shí）四 並網實驗
2、風力（lì）電實習教學模塊實驗內容：
實（shí）驗一、風力發電基（jī）礎理論原理性實（shí）驗
實驗二（èr）、風力發電係統設計實驗
實驗三、風力發電控製技術實驗
實驗（yàn）四、風力發電（diàn）相關測量技術實驗（yàn）
實（shí）驗五、風力發（fā）電基（jī）礎理論與應用技術仿真實驗（yàn）
實驗六、發電機轉速與輸出電壓關係實驗
實驗七、發電機轉速與輸出電流關係（xì）實驗
實驗八、發電機轉速與輸出（chū）頻率關（guān）係（xì）實驗
實驗九、風速即轉速與（yǔ）與出功率關係實驗
3、PLC實訓內容
實驗一 STEP 7軟件安裝及注意事項
實驗（yàn）二 SIMATIC管理（lǐ）器
實驗三 SIMATIC Manager自定（dìng）義
實驗四 PG/PC接口設置
實驗五 用PLC控製三相交流（liú）異（yì）步電動機起/停（tíng）
實驗六 PLC係統的（de）硬件組態及（jí）程序編製
實驗（yàn）七 基本邏輯指令的應用
實驗八 定時器（qì）、計數器（qì）的應用
實驗九 技能訓練，人行橫道控製
實驗十 模擬量的控（kòng）製
實驗十一 順序控製係統（tǒng）控製（zhì）方法的設計
實驗十二 步與步的動作
實驗十三 PLC通信
4、觸摸屏實訓內容
實驗一 組態軟件應用及界麵（miàn）設計
實驗二 上傳（chuán）、下載文件
實驗（yàn）三 曲線圖、柱狀圖（tú）、圓形圖、動態圖
實驗四 數（shù）字輸入和文（wén）數字顯示
實驗五 曆（lì）史資料顯示
實驗六 係統控製讀寫
實驗七 控製係統中觸摸屏的畫麵
實（shí）驗八 狀態（tài）圖
實驗九 控製係統中PLC的（de）程序
