西藏農牧學院水利土木工程學院-TW-SNY35B風光互補發電教學實驗實訓平台

一、產品概述

風光互補發電教學實驗實訓平台是集於太陽能發電及風力發電為一體的新型教學實驗係統。可完成風力發電和太陽能發電及基站的供電及並網逆變電源係統集成的相關實驗及教學演示。可以幫助學生，進一步理解風力發電及太陽能光伏發電係統的理念、係統集成原理、單元組成、部件認知等方麵的學習和工程實際應用技能。

二、產品特點

◆ 係統實驗平台集成了室內溫/濕度儀，風速測量、光照度測量係統，讓使用者操作起來更直觀。

◆ 係統采用32位數字化DSP技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。

◆ 係統DC-AC並網同步電源，采用高頻脈衝調製技術。具有小體積、高效率及高功率因數輸出。

◆ 係統麵板上采用直觀的數字表和液晶顯示，讓用戶了解當前係統工作狀態。

◆ 係統上的離網電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能。

◆ 風光互補並網發電實訓係統，可以讓實訓學生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無汙染。

◆ 係統增加市電與風光互補發電切換模塊，讓實驗更具操作性。

◆ 增加分布式供電原理與實驗電路，讓學生增加對新知識的理解

三、主要技術規格參數

1、係統規格

◆ 係統工作電壓：12/24V DC  220VAC

2、單晶矽太陽能電池規格

◆ 組件尺寸(L*W*H)：1020*665*30mm

◆ 功率：120Wp

◆ 工作電壓：22.5±0.5V

◆ 工作電流：5.6±0.5A

◆ 短路電流：6.7±0.5A

◆ 開路電壓：22.5±0.5V

◆ 模擬小太陽模塊：220VAC  500W金鹵燈或1000W自然色太陽投光燈

3、永磁同步風機力發電機參數

◆ 額定功率：400(W)

◆ 額定電壓：12/24(V)

◆ 風輪直徑：1.3(m)

◆ 啟動風速：2(m/s)

◆ 額定風速：13(m/s)

◆ 工作形式：永磁同步發電機

◆ 風葉旋轉方向：順時針

◆ 風葉數量：3（片）

◆ 電機材料：鋁合金&不鏽鋼

4、模擬風洞模塊

◆ 風量：38800 mз/h

◆ 風壓：330Pa

◆ 轉速：1450 r/min

◆ 功率：4kW

◆ 可調風速：無極調速

5、風光互補控製器規格

風光互補控製器

◆ 工作電壓：12VDC

◆ 充電功率：520W

◆ 光伏功率：120W

◆ 風機功率：400W

◆ 充電方式：PWM脈寬調製

◆ 充電最大峰值電流 35A

◆ 過放保護電壓 11V

◆ 過放恢複電壓 12.6V

◆ 輸出保護電壓 16V

◆ 控製器設有蓄電池過充、過放電保護、蓄電池開路保護、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、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償、光控開關功能；

◆ 負載為100W以下的12V/24V直流負載，控製單元一通道為常開輸出，另一通道為多類定時輸出（光控開、光控關，定時開、定時關，）。

6、離網逆變電源

◆ 直流輸入電壓：10～15VDC

◆ 額定蔬出功率：300W

◆ 輸出電壓：110/220VAC

◆ 輸出波形：純正弦波

◆ 輸出頻率：50Hz

◆ 工作環境：溫度-20℃～50℃

◆ 相對濕度：﹤90﹪（25℃）

◆ 保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護

7、並網同步逆變電源

並網同步逆變電源

◆ AC標準電壓範圍：90V～140V/180V～260VAC

◆ AC頻率範圍： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz

◆ 並網輸出功率：500W

◆ 輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%

◆ 輸出短路保護： 限流

◆ 顯示方式： LED

◆ 待機功耗： <2W

◆ 環境溫度範圍： -25 ℃～60℃

◆ 環境濕度： 0～99%(Indoor Type Design)

8、測風係統

◆ 測量範圍   風速：0～60m/s    風向：0～360°

◆ 精 度      ±0.1m/s  ± 3°

◆ 工作電源：AC 220V±20%  50HZ， DC12V、5V或其他供電。

◆ 通訊接口：  RS-232/485/USB通訊

◆ 環境溫度：   -40℃～50℃

◆ 轉速傳感器：0～5000 風力發電機轉速檢測顯示（室內）

9、電表規格

◆ 直流電流表：20A， 顯示模式︰0.5”LED

◆ 直流電壓表：50V， 顯示模式︰0.5”LED

◆ 交流電壓表：500V，顯示模式︰0.5”LED

◆ 交流電流表：5A，  顯示模式︰0.5”LED

◆ 時間、溫/濕度表：× 1個，-20～99.9℃  顯示時間，室內溫、濕度

10、負載：

◆ 風扇：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.25A，功率：3W

◆ 交通燈：1組，額定電壓：12/24V，工作電流：0.25A，功率：3W

◆ 蜂鳴器：×1個

◆ 馬達：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.35A，功率：5W  轉速：20rmp/min

◆ 交流線性電阻負載：3～100W連續可調

◆ 直流模擬負載：12V/24V/28WLED路燈板，帶PWM調光功能

◆ 實驗台麵板設置有直流輸出端口，設有阻性，感性負載，方便完成不同負載

11、電池：閥控式密封鉛酸蓄電池

◆ 額定電壓：12V

◆ 額定容量：55Ah

◆ 充電方法（恒壓），循環︰峰值充電電流為5.6A

12、監測係統：

高性能風光互補智能控製器，含PC端監控模塊，軟件與係統聯機後可以實現遠程監控,包括風能、太陽能、蓄電池的數據實時顯示、數據存儲、數據轉存，對風能、太陽能、蓄電池的參數進行配置，對風機的運行狀態進行控製等。數據以圖形曲線、實時數據表、模擬圖等多種形式顯示。運行狀態以報警形式提醒用戶，報警內容存儲備查。係統具有使用簡單，存儲容量大，功能全，多語言版本等特點。

嵌入式多功能網絡虛擬儀器（要求一體嵌入式，不需電腦配套使用，規格：28*25*20CM，與開放實驗室信息管理係統配套使用）

A、終端部分采用7寸彩色觸摸屏（裝學生實驗屏上）同時配有虛擬示波器、虛擬邏輯分折儀、虛擬頻譜儀、虛擬三用表、虛擬數字量輸入輸出模塊。

B、基於LabVIEW虛擬儀器程序的編程方法，學生可自行設計各種虛擬儀器。

C、儀器包括

1）、雙蹤存貯示波器，多種同步方式，存貯深度可編程；

通道數：2路

帶寬：20MHZ

分辨率：8位

電壓範圍：-10~+10V

存貯深度：64K

2）、頻譜分折儀；

3）、數字三用表，可測電阻、電流、電壓等；

數字IO口

通道數：8路IO

輸入電平：TTL

輸出電平：TTL

電流驅動：20mA/通道

4）、四路智能遠程電源控製

5）、數據具有上傳與保存功能並能通過服務器顯示

6)、提供LabVIEW虛擬儀器軟件（拷貝版）

13、係統外形尺寸：

長1470×寬800×高1570（㎜）附滾輪方便推動至戶外教學。

14、監控軟件

◆ PC監控模塊：監控主機、監控軟件。

◆ 顯示內容：蓄電池電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率，能量模擬圖，當前風速（米/秒），當前風向（度），當前風力資源平估。

風力發電係統工作主界麵

風力電係統工作數據主界麵（可切換不同曲線界麵）

當前風資源數據主界麵

四、教學及研究實訓項目

一 光伏發電係統基本認識實驗

（一）、實驗目的

（二）、實驗設備

（三）、實驗原理

1.1 光伏發電係統組成部分基本認識實驗

1.2、控製櫃基本認識：

（一）、實驗目的

（二）、實驗設備

（三）、實驗原理

（四）、實驗內容

2.1 太陽能電池板開路電壓測試實驗

2.2 太陽能電池板短路電流測試實驗

2.3 太陽能電池板IV特性測試實驗

2.4 太陽能電池板最大功率輸出特性實驗

2.5 太陽能電池板填充因子計算實驗

2.6 太陽能電池板轉換效率計算實驗

2.7 開路電壓與相對光強的函數關係

2.8 短路電流與相對光強的函數關係

2.9 太陽能電池板PV特性測試實驗

2.10 太陽能電池板暗伏安特性測試實驗

2.11 太陽能電池板輸出特性測試實驗

2.12 串聯電阻對填充因子的影響實驗

2.13 並聯電阻對填充因子的影響實驗

2.14 太陽能電池光譜特性測試實驗

2.15 太陽能電池串聯開路電壓測試實驗

2.16 太陽能電池串聯短路電流測試實驗

2.17 太陽能電池並聯開路電壓測試實驗

2.18 太陽能電池並聯短路電流測試實驗

2.19 負載特性實驗

三、太陽能蓄電池控製器實驗係列

（一）、實驗目的：

（二）、實驗設備

（三）、實驗原理

（四）、實驗內容

3.1 太陽能蓄電池充電控製實驗

3.2 太陽能蓄電池放電實驗

3.3 蓄電池電流電壓測量實驗

3.4 蓄電池電量估測實驗

3.5 控製環境溫度測量實驗

3.6  MPPT閉環給定實驗

3.7  DC-DC升壓實驗

3.8  DC-DC降壓實驗

四 太陽能應用實驗係列

（一）、實驗目的

（二）、實驗設備

（三）、實驗原理

（四）、實驗內容

4.1 太陽能LED顯示實驗

4.2 太陽能直流風扇實驗

4.3 太陽能直流電機實驗

4.4 太陽能交流燈源實驗

（五）、實驗要求

五 太陽能發電控製器阻抗變換實驗9

（一）、實驗目的

（二）、實驗設備

（三）、實驗原理

（四）、實驗內容

（五）、實驗要求

六 太陽能光伏逆變器實驗係列

（一）、實驗目的

（二）、實驗設備

（三）、實驗原理

（四）、實驗要求

七 太陽能發電係統綜合設計實驗

（一）、實驗目的

（二）、實驗設備

（三）、實驗原理

（四）、實驗內容

（五）、實驗要求

八 太陽能電池板方陣安裝實訓

九 風機部分

五、主要設備清單