风光互补发电实验系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载、开关控制模块、环境监测模块、仪表显示等部分组成,通过PLC控制、触摸屏和变频器作为控制核心,带有A/D、D/A模块、模拟量输入/输出模块、交流电机变频调速系统。系统于风能发电、光伏发电为一体的教学实训系统;各系统通过连接电缆进行连接,形成一套可完成风力及光伏发电、同步并网、离网电源的实验及教学演示。帮助学生理解太阳能并网、离网及风力发电系统的原理,从而起到学习工程实际应用技能的作用。
应用范围:主要面向职高、大学、研究生、企业技工以风力发电和太阳能离网、并网发电为主课题的研究和培训。
二、主要技术规格参数:
3)系统最大电流:50A
4)系统最大功率:600W
太阳能电池板采用阵列组装形式,主要采用4块单晶小型太阳能电池板组建,可实现太阳能电池板的并接方式和串接方式,进而提供大电流或大电压的两种太阳能电池板组网方式。
光伏电池组件:25W*4块
5)短路电流:1.27A。
6)摆臂机构:涡轮蜗杆结构(2个减速箱)
10)最大功率:300W。
12)结构:涡轮蜗杆结构(减速箱)
14)轴数:双轴二维。
3)额定电流:33.3
8)工作形式:永磁同步发电机
9)风叶旋转方向:顺时针
10)风叶数量:3(片)
11)风叶材料:玻璃增强聚丙烯材料
12)电机材料:铝合金
13)护栏网:专业围栏,高度约1.0米
可调风速:0~13级连续可调
变频器:采用2.2KW矢量变频器
5)充电方式:PWM脉宽调制
6)充电最大电流 35A
7)过放保护电压 11V
9)输出保护电压 16V
10)卸载开始电压(出厂值)15.5V
11)卸载开始电流(出厂值) 15A
控制器设有蓄电池过充、过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护、电池接反保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿、光控开关功能;
12)负载为100W以下的12V直流负载,控制单元一通道为常开输出,另一通道为多类定时输出(光控开、光控关,定时开、定时关,)。
13)使用32们高速单片机,实现智能控制,自动识别12/24V系统。 采用串联式PWM充电控制方式,使充电回路的电压损失较原二极管充电方式降低一半,充电效率较非PWM高3-6%;过放恢复的提升充电,正常的直充,浮充自动控制方式有利于提高蓄电池寿命。
14)多种保护功能,包括蓄电池反接、蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护,具有自动恢的输出过流保护功能,输出短路保护功能。
15)具有丰富的工作模式,如光控,光控+定时,通用控制等模式。
3)额定输出功率≥400W
4)输出波形:正弦波(失真度≤3﹪)
6)LED方式显示工作状态,
并网逆变器具有DC-DC和DC-AC两级能量变换的结构。DC-DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点;DC-AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位,同时获得单位功率因数。
1)直流输入电压:9~16VDC 电压可选
2)额定蔬出功率:300W
4)输出波形:纯正弦波
5)输出频率:50Hz
9)工作环境:温度-20℃~50℃
10)相对湿度:﹤90﹪(25℃)
11)保护功能:极性反接、短路、过热、过载保护
具有输出短路、过温、过载、欠压保护及保护具有自动恢复功能,采用风机冷却方式,输入输出完全隔离设计,能快速并行启动电容、电感负载,三色指示灯显示,输入电压,输出电压,负载水准和故障情形,负载控制风扇冷却,过压/欠压/短路/过载/超温保护
采用海为公司32点位PLC,性能稳定运行速率快,扩展灵活,PLC采用24V电源供电,该PLC是小型PLC,电源、CPU和其他模块都是独立的,可以通过U形总线把电源(PS)、CPU和其他模块紧密固定在标准轨道上。每个模块都有一个总线连接器,后者插在各模块的背后。电源模块总是安装在机架的最左边,CPU模块紧靠电源模块。CPU的右边是可以选择的IM接口模块,如果只用主架导轨而没有使用扩展支架可以不选择IM接口模块。
9、监控系统(工业触摸屏)
2)液晶屏:TFT液晶显示,LED背光
3)显示颜色:真彩,65535色
5)液晶屏亮度:200cd/㎡
12)组态软件:MCGS嵌入式组态软件(运行版)
1)工作温度:0℃~45℃
3)储存温度:-10℃~60℃
1)结构:工业塑料结构
1)系统实验时的备用电源(2路0-30V/2A直流可调稳压电源);
2)有光伏、市电互补切换
1)电流表:× 2个,DC20A, 显示模式︰0.5”LCD液晶显示
2)电压表:× 2个,DC50V,显示模式︰0.5”LCD液晶显示
3)电流表:× 2个,AC5A, 显示模式︰0.5”LCD液晶显示
4)电压表:× 2个,AC220V,显示模式︰0.5”LCD液晶显示
5)温度表:× 1个,0~99.9℃
6)多功能网络电参数表:×1个,AC220V,显示模式︰0.5”LCD液晶显示,包含RS485,RS232通讯功能,
1)风扇:×1个,额定电压:12/24V,
2)LED灯:额定电压:12V,
3)蜂鸣器:×1个,马达:×1个,额定电压:12/24V,
4)交流线性电阻负载:0~2.2KΩ 50W
1)测量风速范围:0~60m/s
5)记录间隔:1分钟~240分钟连续可设置
8)环境温度:-40℃~50℃
太阳能专用阀控式密封胶体蓄电池,额定电压:12V,额定容量(20Ah),充电方法(恒压);
具有如下特点:自放电率低,使用寿命长,深放电能力强,充电效率高,工作温度范围宽
15、系统外形尺寸;长1200×宽780×高1800(㎜)附滚轮方便推动至户外教学。
三、风光互补发电实验系统实训内容:
1、太阳光电实习教学模块实验内容:
实验一 太阳能电池发电原理实验
实验1-1 太阳能光电板能量转换实验
实验1-2 环境对光电转换影响实验
实验二 太阳能电池光电系统直接负载实验
实验三 光电控制型太阳能系统发电实验
实验3-1 光电型控制单元工作原理实验
实验3-2 光电型控制单元充放电保护实验
实验四 交通警示灯模块设计实验
实验五 太阳能系统负载实验
实验七 太阳能电池基本特性测试实验
实验八 外部扩充DC转AC外接电器实验
实验九 单晶太阳能电池I-V特性曲线实验
实验十 离网逆变器设计实验
实验十一 离网逆变器工作特性实验
实验十二 离网逆变器带载及保护实验
实验十三 并网逆变器设计实验
2、风力电实习教学模块实验内容:
实验一、风力发电基础理论原理性实验
实验二、风力发电系统设计实验
实验三、风力发电控制技术实验
实验四、风力发电相关测量技术实验
实验五、风力发电基础理论与应用技术仿真实验
实验六、发电机转速与输出电压关系实验
实验七、发电机转速与输出电流关系实验
实验八、发电机转速与输出频率关系实验
实验九、风速即转速与与出功率关系实验
实验一 STEP 7软件安装及注意事项
实验四 PG/PC接口设置
实验五 用PLC控制三相交流异步电动机起/停
实验六 PLC系统的硬件组态及程序编制
实验七 基本逻辑指令的应用
实验八 定时器、计数器的应用
实验九 技能训练,人行横道控制
实验十一 顺序控制系统控制方法的设计
实验十二 步与步的动作
实验一 组态软件应用及界面设计
实验二 上传、下载文件
实验三 曲线图、柱状图、圆形图、动态图
实验四 数字输入和文数字显示
实验七 控制系统中触摸屏的画面
实验九 控制系统中PLC的程序