風光互補發電教學實驗實訓平台

一、功能要求

風光互補發電係統教學實訓台是集於太陽能發電及風力發電為一體的教學實驗係統。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。

1、係統實驗平台需集成室內溫/濕度儀，風速測量、光照度測量係統。

2、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。

3、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。

4、係統麵板上采用直觀的數字表和液晶顯示，能夠了解當前係統工作狀態。

5、係統上的離網電源可以提供交流110V/220V純正弦波交流電能。

6、風光互補發電實訓係統，可以自行拆裝移動，無噪音、無汙染。

7、係統需含市電與風光互補發電切換模塊和分布式供電原理與實驗電路.

二、主要技術規格參數

1、係統規格

係統工作電壓：12/24VDC,220VAC

係統最大電流：≥50A

係統最大功率：≥900W

2、單晶矽太陽能電池規格

功率：90W×2

工作電壓：17.05±0.5V×2

工作電流：5.2±0.10A，×2

短路電流：5.3±0.10A，×2

開路電壓：21±0.5V

模擬太陽光：220VAC,500W金鹵燈或1000W自然色太陽投光燈

3、風機力發電機參數

額定功率：≥400(W)

額定電壓：12/24(V)

額定電流：33.3/16.7（A）

風輪直徑：≥1.65(m)

啟動風速：≥1.5(m/s)

額定風速：≥9.6(m/s)

安全風速：35(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）

風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料

電機材料：鋁合金或不鏽鋼

4、模擬風洞模塊

風量：≥32073 mз/h

風壓：≥388Pa

轉速：≥1440 r/min

功率：≥5.5kW

可調風速：0～13級連續可調

5、風光互補控製器規格

工作電壓：24VDC

充電功率：1000W

光伏功率：≥350W

風機功率：≥650W

充電方式：PWM脈寬調製

充電最大電流 35A

過放保護電壓 11V

過放恢複電壓 12.6V

輸出保護電壓 16V

卸載開始電壓（出廠值）15.5V

卸載開始電流（出廠值）15A

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：19～28VDC

額定蔬出功率：600W

輸出電壓：110/220VAC

輸出波形：純正弦波

輸出頻率：50Hz

工作效率：85%

功率因數：>0.88

波形失真率≤5%

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

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：400W.1000

輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%

相 位 差： <1%

孤島效應保護： VAC;f AC

輸出短路保護： 限流

顯示方式： LED

待機功耗： <2W

夜間功耗： <1W

環境溫度範圍： -25 ℃～60℃

環境濕度： 0～99%(Indoor Type Design)

8、測風係統模塊

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。

記錄間隔：1分鍾～240分鍾連續可設置

內部存儲：4M bit

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：× 2個，20A， 顯示模式︰0.5”LED

直流電壓表：× 2個，50V， 顯示模式︰0.5”LED

交流電壓表：× 2個，500V，顯示模式︰0.5”LED

交流電流表：× 2個，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(R,G,B)，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，輸出功率可設置

11、電池：閥控式密封鉛酸蓄電池

額定電壓：12V

額定容量：100Ah

充電方法（恒壓），循環︰最大充電電流為5.6A

12、監測係統：

高性能風光互補智能控製器，含PC端Zigbee無線監控模塊，與太陽能教學模塊Zigbee發射模塊，透過IEEE802.15.4標準無線協定截取I(電流)V(電壓)值至PC端顯示以便監控。

12、係統外形尺寸；長1400×寬550×高1700（㎜）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。

四、配套無線智能考核係統

1.無線網絡智能考核係統，由教師電腦軟件係統自動設置，通過無線網絡傳送到智能人機平台（學生機），智能人機平台上采用7寸觸摸屏控製，考題分為中英文顯示，直觀地進行人機對話。

（1）可由教師機通過電腦統一設置故障，由網絡輸至學生實訓台進行排故訓練，故障點設置快捷、方便，訓練考核成績自動記錄、排序、打印。

（2）可由電腦統一設置故障，能客觀的科學判斷實訓考核結果。

（3）所有的元器件都安裝在麵板正麵，可直觀地看動作情況。

2、無線網絡智能型考核係統組成及功能

（1）係統由1台教師用計算機和智能人機平台，通過無線網絡聯網組成智能實訓考核係統。

（2）教師在計算機上編輯試卷，按照實訓考核要求編輯故障點，將設置好的故障點通過智能考核係統發送到每台學生實訓考核裝置上的人機平台，並在電氣線路上自動產生設定的故障點。

（3）答題功能:根據係統設置的故障點，電路運行後產生相應的故障現象，考生根據現象檢測判斷故障點，將判斷結果輸入學生機，當學生答完試題並按交卷按鈕後，係統會根據該考生試卷上的答案立刻給出考試分數，並將成績保存在該考生的檔案裏。

（4）教師在電腦上可對考生考試過程進行監控，監控每個學生的答題情況。對每個學生的學號、班級、答題結果、故障的誤碼排次數、考試時間自動保存。考試結束後對學生的成績進行排序、保存、打印。

（5）具有故障點自動恢複功能，按事先設置的故障點順序排列，由學生根據電氣原理及故障現象查找故障，當查找一個故障點由學生確認結束後，無論考生對此故障的答案對或錯，係統都會將此故障點恢複進行下一個故障點的排除考試。

五、係統配置清單：

1、風力發電機1台，三葉片，風能利用係數0.32，額定輸出電壓12VAC，額定輸出功率300W；

2、風速傳感器1個，輸入電壓5V，碼盤結構輸出；

3、風向傳感器1個，輸入電壓5V，電壓值輸出；

4、鼓風機1台，額定功率2.2KW,額定電壓380V額定轉速1440r/min；

5、太陽能電池板4塊，工作功率10W，工作電壓17.5V，工作電流0.65A光照強度AM1.5，1000W/M2，T25℃；

6、智能電壓表2個，DC，0-200V；

7、智能電流表2個，顯示DC20A；

8、電能計量模塊2個，2個電參數測量、運行時間、超載報警，功率報警門限預置、掉電數據保存；

9、風速風向儀1套，風速：0～45m±0.3m/s，風向：0～360°±3°，通訊：RS232，RS485，USB口；

10、風光互補控製器1台，帶監控功能；

11、電源逆變器1台，輸入電壓12VDC，輸出電壓220VAC，額定功率300W；

12、開關電源1個，輸出電壓12V，輸出電流10A；

13、模擬太陽燈5套，500W，250VAC，50HZ/60HZ；

14、直流感性負載1套，風扇、電機、蜂鳴器，電壓12V；

15、直流阻性負載1套，交通燈、LED燈、電阻箱，電壓12V；

16、交流感性負載1套，風扇電壓AC220V；

17、交流阻性負載1套，LED燈路燈模組，交通燈電壓AC220V；

18、變頻器1台，額定功率2.2KW 額定電壓380VAC；

19、直流減速電機1個，12V；

20、時間、溫度模塊1個，-20～+100℃；

21、工控一體機1台， Intel®1037\1.8GHz，22nm雙核處理器及以上cpu，4GDDR3，1333超高速內存及以上；

22、船型開關5個，KCD4；

23、按鈕3個，L38-11；

24、儲能蓄電池2個，12V，55AH；

25、控製櫃、監控櫃1台，尺寸≥1700mm*750mm*1650mm。