風（fēng）光互補（bǔ）發電實驗係統,風光互補發電（diàn）實驗裝置
2022-07-08 09:32
風光互補發電實驗係統,風光互補（bǔ）發電實驗裝置,風光互補發電實驗（yàn）設備主要由（yóu）風力發電（diàn）機組、太陽（yáng）能光（guāng）伏電池組（zǔ）、控製器、蓄電池、逆變（biàn）器、交（jiāo）流直流負載、開關控（kòng）製模塊、環境監測模塊、儀表顯示等部分組成，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（kuài）、交流電機變頻調速係統。係統於（yú）風能發電、光（guāng）伏（fú）發電為一體（tǐ）的教學實訓係統；各係統通過連接電（diàn）纜進（jìn）行連接，形（xíng）成一套可完成風力及光伏發（fā）電（diàn）、同步並網、離網（wǎng）電源的（de）實驗及教學演示。幫助學生理解太陽能（néng）並（bìng）網、離網及風力發電係統的原（yuán）理，從而起到（dào）學習工程實際應用技能的作用。
應用範圍：主要麵向職高、大學、研究生、企業技工以風力發（fā）電和太陽能離網、並網發電為主課題的研究和培訓。
一、風光互（hù）補發電實驗係統,風（fēng）光互補發電實驗裝置,風光互補（bǔ）發電實驗設備主要技術規格（gé）參數：
1、係統規格
1）輸入電源：三（sān）相，單相AC220V±10% 50Hz
2）係統最大電壓（yā）：DC12V，AC220V/50Hz
3）係統最大電流：50A
4）係統最大功率：600W
2、太陽能電池板（bǎn）
太陽能電池板（bǎn）采用陣列（liè）組裝形式，主要采用4塊單晶小型（xíng）太（tài）陽能電池板組建，可實現太陽能電池板的（de）並接方式（shì）和串接方式，進而提供大電流或（huò）大電壓的兩種太陽能電池板組網方式。
光（guāng）伏電池組件：25W*4塊
1）額定功率：25W
2）額定電壓：17.2V
3）額定電流：1.17A
4）開路電壓：21.4V
5）短路（lù）電流：1.27A。
6）擺臂機構：渦輪蝸杆結構（2個減速箱）
7）電壓：220V
8）頻率：50Hz
9）電流：1.36A
10）最大（dà）功率：300W。
11）追日機構
12）結（jié）構：渦輪蝸杆結構（減速箱）
13）驅動：直（zhí）流電機
14）軸數：雙軸（zhóu）二維。
3、風力發電機
1）額定功率：300(W)
2）額定電壓：12(V)
3）額（é）定電流：33.3
4）風輪直徑：1.65(m)
5）啟動（dòng）風速：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（xíng）式：永磁同步發（fā）電機
9）風（fēng）葉旋轉方（fāng）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（jī）材料：鋁合金
13）護欄網：專業圍欄，高度約1.0米
4、模擬風洞模塊（kuài）
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級連續可調
變頻器：采用2.2KW矢量變頻器
5、風光控製器係（xì）統：
1）工作（zuò）電壓：12/24VDC可選
2）充（chōng）電功（gōng）率Pmax ：1000W
3）光伏功率Pmax ：300W
4）風（fēng）機功率Pmax ：700W
5）充電方式：PWM脈寬（kuān）調（diào）製
6）充電最大電流 35A
7）過放保護電壓 11V
8）過放（fàng）恢複電壓 12.6V
9）輸出保護電壓 16V
10）卸載開（kāi）始電壓（出廠值）15.5V
11）卸載開始電流（liú）（出廠值） 15A
控製器設有蓄電池過（guò）充、過放電保護、蓄電池（chí）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、欠壓和過壓防震（zhèn）蕩保護、均（jun1）衡（héng）充電、溫度補償、光控（kòng）開關功能（néng）；
12）負載為100W以下的12V直流負載，控製單元一通道為常開輸（shū）出，另一通道為多類定時輸出（光控開、光控關，定（dìng）時開、定（dìng）時關，）。
13）使用32們高速單片機，實現智能控製，自動識別12/24V係（xì）統。 采用串聯式PWM充電（diàn）控製（zhì）方式，使充電回路的電壓損失較原二極管充電方式降低（dī）一半，充電效率較非（fēi）PWM高3－6%;過放恢複的提升充電，正常的直充，浮充自動控製方式有利於（yú）提高蓄電池壽命。
14）多種保護功能，包括蓄（xù）電池反接、蓄電池過、欠壓保護、太陽能電池組件短路保護，具有自動恢的輸出過流保護功能（néng），輸出短路保護功能。
15）具有豐富的工作模式，如光控，光控＋定時（shí），通用控製等模式。
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（shū）出功率≥400W
4）輸出波形：正（zhèng）弦波（bō）(失真度≤3﹪)
5）輸（shū）出頻率（lǜ）：47-55Hz，
6）LED方式顯示工作狀態，
7）AC標準（zhǔn）電壓範圍：90V-140V/180V-260VAC ；
8）AC 頻 率 範 圍（wéi） ：55Hz~63Hz/45Hz~53Hz；
9）輸出電流總諧波失真：THDIAC<5%；
10）相 位（wèi） 差：<1%
並網逆變器具有DC－DC和DC－AC兩級能量變（biàn）換的結構。DC－DC變換環節調整光伏陣列的工作（zuò）點使其跟蹤最大功率點（diǎn）；DC－AC逆變環節（jiē）主要使輸出電流與電網電壓同相（xiàng）位（wèi），同時獲得單位功率因數（shù）。
7、離網逆變器
1）直流輸入電壓：9～16VDC 電壓可選
2）額（é）定蔬出功率：300W
3）輸出電壓：110/220VAC
4）輸出波形：純正弦（xián）波（bō）
5）輸出（chū）頻率：50Hz
6）工作效率：85%
7）功率因數：>0.88
8）波形（xíng）失真率（lǜ）≤5%
9）工作環境：溫度-20℃～50℃
10）相對（duì）濕度：﹤90﹪（25℃）
11）保護功能：極性（xìng）反接、短路（lù）、過熱、過載保護（hù）
具有輸出短路、過溫（wēn）、過載、欠壓（yā）保護（hù）及保護具有自動恢複功能，采用風機冷卻方式，輸入輸出完全隔離設計，能快速並（bìng）行啟動電（diàn）容、電感負（fù）載，三色指示燈顯示，輸入電壓,輸（shū）出電壓，負載水準和故障情形，負載控製風扇（shàn）冷卻（què），過壓/欠壓/短路（lù）/過載/超溫保護
8、PLC控製係統
采用（yòng）海為公司32點（diǎn）位PLC，性能穩定（dìng）運行速率快，擴展靈活，PLC采用24V電源供電，該PLC是小型PLC，電源（yuán）、CPU和其他模塊都是獨立的，可（kě）以（yǐ）通過U形總線把（bǎ）電源（PS）、CPU和其他模塊緊密固定在標準軌道上（shàng）。每個模塊都有一個（gè）總線連接器，後者插（chā）在各模塊的背後。電源模塊總是安裝在機架的最左（zuǒ）邊，CPU模塊緊靠電源模塊。CPU的右邊是可以選擇的IM接（jiē）口模塊，如果隻用主架導軌而沒（méi）有使用擴展支架可以不選擇IM接口（kǒu）模塊。
9、監控係統（tǒng）（工（gōng）業觸摸屏）
1）尺寸(英寸) 10.2
2）液晶屏：TFT液晶顯示，LED背光
3）顯示顏色：真彩，65535色
4）分辨率（lǜ）：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）存儲設備：128M FLASH
12）組態軟件：MCGS嵌入式組態軟件（運行版）
10、環境條件：
1）工作溫（wēn）度：0℃~45℃
2）工作濕度：5%~90%
3）儲存溫（wēn）度：-10℃~60℃
4）振（zhèn）動頻率：10-57Hz 57-150Hz
5）振（zhèn）動加速度：0.075mm 9.8 m/s2
6）振動掃頻（pín）速率：Oct/min ≤1
11、產品規格
1）結構：工（gōng）業塑料結構（gòu）
2）顏色：工業灰
3）麵板（bǎn）尺寸：226.5mm×163mm
4）機櫃開孔：215mm×152mm
12、外部（bù）接口：
1）串口：1×RS232、1×RS485
2）USB ：1主1從
13、其（qí）它功能
1）係統實驗時的備用電源（2路0-30V/2A直流可調（diào）穩壓電源）；
2）有光（guāng）伏、市電互（hù）補（bǔ）切換
11、電（diàn）表規格（gé）：
1）電流表：× 2個（gè），DC20A， 顯示模式︰0.5”LCD液晶顯（xiǎn）示
2）電壓（yā）表：× 2個，DC50V，顯示模（mó）式︰0.5”LCD液晶顯示
3）電流表：× 2個，AC5A， 顯示模式（shì）︰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（wēn）度表：× 1個，0～99.9℃
6）多（duō）功能網絡電參（cān）數表：×1個，AC220V，顯示（shì）模式︰0.5”LCD液晶顯示，包含RS485，RS232通訊功能，
12、負載：
1）風扇：×1個（gè），額定電壓：12/24V，
2）LED燈：額（é）定電壓：12V，
3）蜂鳴器：×1個，馬達：×1個，額定電壓：12/24V，
4）交流線性電阻負載：0～2.2KΩ 50W
5）白熾燈40W AC220V。
13、測（cè）風係統模塊：
1）測量風速範圍：0～60m/s
2）風向：0～360°
3）精 度： ±0.1m/s±3°
4）工作電源：AC 220V±20% 50HZ， DC24V、12V、5V或其他供（gòng）電
5）記錄間隔：1分鍾～240分（fèn）鍾連續（xù）可設（shè）置
6）內部存儲：4M bit
7）通訊接口： RS-232/485/USB通訊（xùn）
8）環境溫度：-40℃～50℃
14、電池：
太陽能專用閥（fá）控式密封膠體蓄電池，額定電壓：12V，額定容量(20Ah),充電方法（恒壓）；
具有如下特點：自放電率低，使用壽（shòu）命長，深放電能力強，充電效率高，工作溫度範圍寬
電（diàn）池數量：4組
15、係統外形（xíng）尺寸；長1200×寬780×高1800（㎜）附滾輪（lún）方便推動至戶（hù）外教學。
1、太陽光電實習教學模塊實（shí）驗內容（róng）：
實驗一 太陽能電池發電（diàn）原理實驗
實驗1-1 太陽能光電板能量轉換實驗
實驗1-2 環境對光（guāng）電轉換影（yǐng）響實驗
實驗二 太陽能電池光電係統直接負載實驗
實驗三 光電控製型太陽（yáng）能係（xì）統發（fā）電（diàn）實驗
實驗3-1 光電（diàn）型控製單（dān）元工作原（yuán）理實驗（yàn）
實驗3-2 光電型控製單元充放（fàng）電保護實驗
實驗四 交通（tōng）警示燈模塊設計（jì）實驗
實驗五 太陽能係統負載實（shí）驗
實驗六 綜合實驗
實（shí）驗七 太陽能電池基本特性測試實驗（yàn）
實驗八 外（wài）部擴充DC轉AC外（wài）接電器實驗
實驗九 單晶太陽能電池I-V特性曲線實（shí）驗
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 離網逆變器帶載及保護實驗
實驗（yàn）十三 並網逆變器設計實驗
實驗十四 並網實驗
2、風力電（diàn）實習教學（xué）模塊實驗內（nèi）容：
實驗（yàn）一、風力發電基礎理論原理性實驗
實驗二、風力發電係（xì）統（tǒng）設計實驗
實驗三、風力發電控製技術（shù）實驗
實驗四、風力發電相關測量技術實驗
實驗五、風力發電基礎理論（lùn）與（yǔ）應用（yòng）技術仿真實驗
實驗六、發電機轉速與（yǔ）輸出電壓關係實驗
實驗七、發電機轉速與輸出電流關係實驗
實驗八（bā）、發電機轉速與輸出頻率關（guān）係實驗
實驗九、風速即轉（zhuǎn）速與與出功率關係實驗
3、PLC實（shí）訓內容
實驗（yàn）一 STEP 7軟件安裝及注意事（shì）項
實驗二 SIMATIC管理器（qì）
實驗三（sān） SIMATIC Manager自定義
實驗四 PG/PC接口設置
實驗五 用PLC控製（zhì）三相交流異步電（diàn）動（dòng）機起/停
實驗（yàn）六 PLC係統的（de）硬（yìng）件組態及程序編製
實驗七（qī） 基本邏輯指令的應用（yòng）
實驗八 定時器、計數器的應用
實驗九 技能訓練，人行橫道控製
實驗十 模擬量的控製
實驗十一（yī） 順序控製係（xì）統控（kòng）製方法的設計
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（èr） 上傳、下載文件
實驗（yàn）三 曲線圖、柱狀（zhuàng）圖、圓形圖、動態圖
實驗四 數字輸入和文數字顯示
實驗五 曆史資料（liào）顯示（shì）
實驗六 係統（tǒng）控製讀寫
實驗七 控製係統中觸摸屏的畫麵
實驗八 狀態圖
實驗九 控製係（xì）統中PLC的程序
