JT-WS60智能風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電測量控制及實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
一、 系統(tǒng)教學(xué)規(guī)劃
主要目的 | 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電綜合應(yīng)用實(shí)習(xí) |
針對(duì)人群 | 專業(yè)課剛開始—高職專科 |
完成能力 |
2、了解光伏/風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)配置情況 |
配合課程 | 1.電工基礎(chǔ) 2.光伏逆變技術(shù)及應(yīng)用 3.新能源發(fā)電技術(shù) 4.風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電 5.智能風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)制作 6.風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)集成與設(shè)計(jì) 7.風(fēng)光互補(bǔ)電站維護(hù)與檢修 8.風(fēng)力逆變技術(shù)及應(yīng)用 9.新能源發(fā)電技術(shù) 10.智能光伏系統(tǒng)制作 11.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)集成與設(shè)計(jì) 12.風(fēng)力電站維護(hù)與檢修 13.變頻技術(shù)與PLC 14.CAD |
每臺(tái)適用學(xué)生數(shù)量 | 5人 |
二. 主要特點(diǎn)
1)采用模塊化設(shè)計(jì),使每一個(gè)模塊都具有獨(dú)立的功能,功能更清晰;
2)能有效的模擬實(shí)際風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的實(shí)際自然場景,包括光伏電池板自動(dòng)跟蹤太陽旋轉(zhuǎn)、太陽輻照度
的變化;風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)速及風(fēng)向的變化等都能按照相應(yīng)的程序?qū)嵭凶詣?dòng)控制,有效地模仿自然環(huán)境;
3)能模仿風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的全過程,包括風(fēng)光發(fā)電、蓄電池儲(chǔ)能,電源逆變、智能監(jiān)控等功能;
4)有效的培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,設(shè)備的安裝、電器件的連接;
5)電器柜采用鋁型材制作,便于安裝,具有外形美觀,電器元件全部安裝在面板上,清晰明了;
三、主要實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
1)單晶硅光伏電池單體的工作原理實(shí)驗(yàn)
2)太陽能電池組件方陣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
3)光伏供電裝置的組成與控制實(shí)驗(yàn)
4)PLC編程手動(dòng)、自動(dòng)控制光伏電池追蹤太陽實(shí)驗(yàn)
5)光敏電阻、電壓比較器的工作特性實(shí)驗(yàn)
6)光線傳感器工作原理實(shí)驗(yàn)
7)光伏供電系統(tǒng)電氣控制原理設(shè)計(jì)
8)光伏電池的I-U特性測試實(shí)驗(yàn)
9)光伏電池的輸出功率特性實(shí)驗(yàn)
10)DSP控制器對(duì)蓄電池的脈寬調(diào)制充電過程實(shí)驗(yàn)
11)DSP控制器對(duì)蓄電池的放電保護(hù)實(shí)驗(yàn)
12)蓄電池實(shí)際充電檢測實(shí)驗(yàn)
13)蓄電池模擬充電實(shí)驗(yàn)
14)水平軸永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組成安裝實(shí)驗(yàn)
15)模擬風(fēng)場的設(shè)計(jì)與搭建實(shí)驗(yàn)
*16)風(fēng)力發(fā)電機(jī)被動(dòng)偏航與主動(dòng)偏航原理實(shí)驗(yàn)
17)水平軸永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)被動(dòng)偏航中側(cè)風(fēng)偏航機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
18)風(fēng)力供電系統(tǒng)的組成及工作原理
19)可變風(fēng)向和可變風(fēng)量控制實(shí)驗(yàn)
20)風(fēng)力供電系統(tǒng)電氣控制原理實(shí)驗(yàn)
*21)風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航手動(dòng)、自動(dòng)控制方式實(shí)驗(yàn)
22)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出特性測試
23)逆變器工作原理實(shí)驗(yàn)
24)SG3525實(shí)驗(yàn)原理
*25)逆變器基波、SPWM、死區(qū)等波形檢測實(shí)驗(yàn)
*26)上位機(jī)下載逆變幾波頻率、死區(qū)時(shí)間、調(diào)制比等參數(shù)實(shí)驗(yàn)
27)逆變器不同負(fù)載設(shè)計(jì)連接實(shí)驗(yàn)
28)上位機(jī)與各單元通信方式與連接實(shí)驗(yàn)
29)通信協(xié)議設(shè)定實(shí)驗(yàn)
30)亞控主態(tài)王軟件的基本開發(fā)流程實(shí)驗(yàn)
31)DSP與ARM系統(tǒng)通訊實(shí)驗(yàn)
32)鎖相、信號(hào)檢測與處理實(shí)驗(yàn)(含軟件和硬件)
33)ARM人機(jī)界面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
34)MPPT實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)原理和算法)
35)孤島檢測與保護(hù)實(shí)驗(yàn)(硬件結(jié)構(gòu)和孤島檢測算法)
36)單相并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)(并網(wǎng)原理與實(shí)現(xiàn),SPWM、SVPWM、三角波比較和瞬時(shí)之比較等算法)
*37)發(fā)電機(jī)超速保護(hù)試驗(yàn)。
*38)發(fā)電機(jī)限速保護(hù)實(shí)驗(yàn)。
*39)模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)被動(dòng)偏航的原理實(shí)驗(yàn)
四. JT-WS60主要技術(shù)參數(shù)
序號(hào) | 項(xiàng) 次 | 主要參數(shù) | 數(shù)量 | |
1 | 風(fēng)力供電裝置裝置系統(tǒng)
| 水平軸永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī) | 1)輸出功率:300W 2)輸出(整流)電壓:DC12V 3)葉片旋轉(zhuǎn)直徑:1.16m 4)葉片數(shù)量:3個(gè) 5)葉片材質(zhì):玻璃纖維 6)啟動(dòng)風(fēng)速:1.5m/s 7)切入風(fēng)速:2m/s 8)安全風(fēng)速:25 m/s | 1套 |
風(fēng)速傳感器 | 1)輸出電壓:4-20MA 2)風(fēng)杯數(shù):3個(gè) 3)測量范圍:0-60m/s, 4)測量精度±0.3M/S | 1套 | ||
風(fēng)向傳感器 | 1)輸出電壓:4-20MA | 1套 | ||
軸流風(fēng)機(jī) | 1)技術(shù)參數(shù) 風(fēng)量:31325m3/h 全壓:353Pa 電壓:AC380V 頻率:0-50Hz(由變頻器控制) 功率:4Kw 轉(zhuǎn)速:1450r/min 2)輔助系統(tǒng): 配置軸流風(fēng)機(jī)支架和軸流風(fēng)機(jī)防護(hù)框罩 | 1套 | ||
模擬風(fēng)向控制機(jī)構(gòu) | 1)減速電機(jī):減速比:326:1 2)直流減速電機(jī):DC24V ,100W 3)驅(qū)動(dòng)鏈輪機(jī)構(gòu) 4)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu): | 1套 | ||
主動(dòng)偏航機(jī)構(gòu) | 1)回轉(zhuǎn)式減速機(jī):速比:62:1 2)直流減速電機(jī):工作電壓,DC24V、功率30w ,速比:575:1 | 1套 | ||
防護(hù)裝置 | 鋁型材及鋼絲網(wǎng),1m*1.8m | 1套 | ||
2 | 光伏供電系統(tǒng) | 單晶硅太陽電池組件 | 功率:20W 誤差:±5% 輸出電壓:17.2V 輸出電流:1.17A 開路電壓:21.4V 短路電流:1.27A 工作環(huán)境溫度:45℃±2℃ 尺寸:450×340×25mm 總功率:40W | 2塊 |
追日傳感器 | 1)輸出電壓:0-5V 2)跟蹤精度:1度 3)結(jié)構(gòu):4電橋(四象限) | 1臺(tái) | ||
太陽模擬器 | 1)擺臂機(jī)構(gòu):立式回轉(zhuǎn)式蝸輪蝸桿減速機(jī) 2)電壓:DC24V 3)電流:1.2A 4)大功率:30W 5)燈光亮度調(diào)節(jié)器 | 2臺(tái) | ||
太陽追日機(jī)構(gòu) | 1)結(jié)構(gòu):一體式雙軸蝸輪蝸桿減速機(jī) 2)驅(qū)動(dòng):交流電機(jī) AC220V 3)軸數(shù):雙軸二維 | 1套 | ||
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| *輻射傳感器 | 1)須采用由中國氣象局氣象探測中心和工程技術(shù)研究中心組織的“太陽能資源觀測利用氣象傳感器的研制項(xiàng)目”驗(yàn)收測試報(bào)告中規(guī)定的合格產(chǎn)品,并提供相關(guān)證明材料。 2)光譜范圍 305-2800 nm 3)響應(yīng)時(shí)間 15s 4)零點(diǎn)偏移 <10W/㎡ 5)方位誤差 <20W/㎡(1000W/㎡到80°) 6)工作溫度 -40℃~+80℃ 7)大輻照度 0~2000W/㎡ 8)靈敏度 7 - 14μV/W/m² 9)靈敏度溫度誤差 <0.1%/℃ |
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3 | 風(fēng)力供電系統(tǒng) | 電源控制單元 | 由漏電保護(hù)斷路器,AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈、電源插座組成 | 1組 |
風(fēng)電控制電源單元 | 由漏電保護(hù)斷路器,AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈組成 | 1組 | ||
威倫通液晶觸摸屏 | 1)尺寸:10.1" 2)TFT 彩色液晶 LED背光 | 2塊 | ||
充放電控制器 | ²1)可靠性: 智能化、模塊化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)簡單,功能強(qiáng)大;工業(yè)級(jí)的優(yōu)質(zhì)元器件和嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝,適合于高溫、低溫等相對(duì)惡劣的工作環(huán)境并具有可靠的性能和使用壽命。 ²2)PWM無級(jí)卸載:在風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池板發(fā)出的能量超過蓄電池的需要時(shí),控制系統(tǒng)將釋放多余的能量。普通的控制方式是將整個(gè)卸荷全部接入,此時(shí)蓄電池一般沒有充滿,而能量卻全部消耗在卸荷上,造成資源的極大浪費(fèi);即使采用分階段卸荷,一般只能做到五六級(jí)左右,效果仍然不理想。我公司采用PWM(脈寬調(diào)制)方式進(jìn)行無級(jí)卸載,即可以分上千個(gè)階段進(jìn)行卸載,邊對(duì)蓄電池充電,邊把多余的能量卸除,有效延長蓄電池的使用壽命。 ²3)采用限壓限流充電模式:當(dāng)蓄電池的電壓大于設(shè)定的卸載開始電壓點(diǎn)時(shí),采用PWM限壓充電模式,控制器將多余的能量卸除,以延長蓄電池的使用壽命;當(dāng)風(fēng)機(jī)的充電電流大于設(shè)定的風(fēng)機(jī)剎車電流點(diǎn)時(shí),控制器將啟動(dòng)自動(dòng)剎車以保護(hù)蓄電池。
每路輸出均有多種控制方式可供選擇。包括:常開;常關(guān);常半功率;光控開、光控關(guān);光控開、時(shí)控關(guān);光控開、時(shí)控半功率、光控關(guān);光控開、時(shí)控半功率、時(shí)控關(guān)。通過液晶按鍵可以設(shè)定三種輸出控制方式:常開;光控開、光控關(guān);光控開、時(shí)控關(guān)。
LCD以直觀的數(shù)字和圖形形式顯示系統(tǒng)狀態(tài)和參數(shù)。如:蓄電池電壓、風(fēng)機(jī)電壓、光伏電壓、風(fēng)機(jī)電流、光伏電流、風(fēng)機(jī)功率、光伏功率、負(fù)載電流,輸出控制方式,時(shí)控輸出關(guān)斷時(shí)間,光控開、光控關(guān)電壓點(diǎn),白天或夜晚指示,負(fù)載狀態(tài)指示,蓄電池過壓、欠壓指示等狀態(tài)。
| 1套 | ||
直流輸入單元 | 1)電流表: DC 0-5A 2)電壓表: DC 0-500V 3)數(shù)據(jù)接口:RS485 | 1組 | ||
風(fēng)力供電控制單元 | 1)風(fēng)場運(yùn)動(dòng)方向:順時(shí)、逆時(shí) 2)軸流風(fēng)機(jī)控制:給風(fēng) 3)偏航控制:主動(dòng)、被動(dòng)偏航和停止 4)自動(dòng)控制:啟動(dòng)和急停 | 1組 | ||
自動(dòng)PLC控控儀 | 三菱 FX3U ,用于直接連接傳感器和編碼器. | 1套 | ||
變頻器 | 1)交流三相AC380,50HZ,0.75KW,9A; 2)采用高性能DSP微處理器并采用現(xiàn)代先進(jìn)的IGBTA輸出器件,脈沖寬度調(diào)制開關(guān)頻率可選, 3)采用V/F控制和無感矢量控制技術(shù) 4)具有內(nèi)置通訊串口,可以和威綸通觸摸屏直接通訊,功能強(qiáng)大。 | 1套 | ||
電阻 | 1)范圍:0-1000Ω 2)帶刻度,可無級(jí)可調(diào) | 1套 | ||
4 | 光伏供電系統(tǒng) | 電源控制單元 | 由漏電保護(hù)斷路器,AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈、電源插座組成 | 1套 |
光伏控制電源單元 | 由漏電保護(hù)斷路器,AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈組成 | 1套 | ||
威倫通液晶觸摸屏 | 1)尺寸:10.1" 2)TFT 彩色液晶 LED背光 | 1套 | ||
充放電控制器 | 同上 | 1套 | ||
直流輸入單元 | 1)電流表:PA1951-AK1G, DC 0-5A 2)電壓表:PZ195U-AK1G, DC 0-500V 3)通訊接口:RS485 | 1套 | ||
光伏供電控制單元 | 電池板跟蹤方向:東、南、西、北 2)投光燈控制:燈1、燈2 3)投光燈運(yùn)動(dòng)方向:東西、 西東、停止 4)自動(dòng)控制:啟動(dòng)和急停 | 1套 | ||
自動(dòng)PLC控控儀 | 三菱 FX3U ,用于直接連接傳感器和編碼器 | 1套 | ||
電阻 | 1)范圍:0-1000Ω 2)帶刻度,可無級(jí)可調(diào) | 1套 | ||
5
| 逆變與負(fù)載系統(tǒng) | 逆變輸出顯示單元 | 1)電流表:AC 0-5A 2)電壓表:AC 0-500V 3)通訊接口:RS485 |
1套 |
逆變控制電源單元 | 由漏電保護(hù)斷路器,AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈組成 | 1套 | ||
逆變器 | 1)額定直流輸入電壓: 12V 2)直流電壓輸入范圍 9.5-15.5 V 3)持續(xù)功率@25℃:300VA 功率接線端子: 直流輸入為 20-2AWG,交流輸出為 22-14AWG, 4) 5秒鐘功率@25℃:750VA
12.0 V
14.5V
70°C
記錄實(shí)際日期的日?qǐng)?bào)表;
至少5年以上系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù); 19)2個(gè)LED指示燈:顯示蓄電池、交流輸出狀態(tài)及故障等; 20)可以通過撥碼開關(guān)設(shè)置基本的工作模式 21)設(shè)計(jì)使用壽命:15年; | 1套 | ||
開關(guān)電源 | 1)型號(hào):DR-120-24 2)輸入電壓:3)輸出電壓:DC 24VAC 220V
4)輸出電流:5A | 1套 | ||
變頻器 | 1)交流三相AC380,50HZ,0.75KW,9A; 2)采用高性能DSP微處理器并采用現(xiàn)代先進(jìn)的IGBTA輸出器件,脈沖寬度調(diào)制開關(guān)頻率可選, 3)采用V/F控制和無感矢量控制技術(shù) 4)具有內(nèi)置通訊串口,可以和威綸通觸摸屏直接通訊,功能強(qiáng)大。 | 1套 | ||
電機(jī)負(fù)載 | 1)功率:25W 2)電壓:AC220V 3)轉(zhuǎn)速:1300rpm | 1套 | ||
舞臺(tái)燈光負(fù)載 | LED發(fā)光燈泡 | 1套 | ||
閥控密封式鉛酸蓄電池 | 1)容量:12V 18Ah/20HR 2)重量:1.9kg 3)尺寸:345mm×195mm×20mm | 4套 | ||
6 | 監(jiān)控系統(tǒng) | 工控機(jī) | 包括6個(gè)串口和鍵盤鼠標(biāo),微軟Window XP操作系統(tǒng)軟件 | 1臺(tái) |
組態(tài)軟件 | 組態(tài)王 | 1套 | ||
打印機(jī) | HP Deskjt 1000 | 1臺(tái) | ||
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) |
2)多種而方便的外部接口: USB,LAN,RS-232C,LTP
| 1套 | ||
電源分析系統(tǒng) | 1)將光伏電池模塊和風(fēng)力輪機(jī)產(chǎn)生的能量通過功率調(diào)節(jié)器后直流電將轉(zhuǎn)換為交流電。 蓄電池的充電控制單元對(duì)電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換,大限度降低這些轉(zhuǎn)換中的損耗可以提升整個(gè)能源系統(tǒng)的效率。能夠提供多個(gè)通道的功率輸入,可以測量顯示陣列電壓、陣列電流、陣列功率、蓄電池電壓、蓄電池功率、負(fù)載電壓、負(fù)載電流、負(fù)載功率、、風(fēng)光電信息、負(fù)載信息的對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)參數(shù)。 2)分析計(jì)算出實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線CRV 文件,生成I-V/P-V曲線和大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)測試及參數(shù)歷史數(shù)據(jù); | 1套 | ||
7 | 自動(dòng)操作實(shí)驗(yàn)臺(tái) | 1)豎式網(wǎng)孔板基本結(jié)構(gòu): 上方為整體模塊代不銹鋼實(shí)驗(yàn)面板,美觀直接便利; 下方為豎式網(wǎng)孔板,工具箱+4個(gè)滾輪 2)尺寸:800(長)×600(寬×2000(高) 3)外框架構(gòu)成: 鋁合金型材和不銹鋼材料,內(nèi)嵌噴塑不銹鋼板, 鋼板尺寸:1000mm×720mm 鋼板厚度:3mm 鋼板孔規(guī)格: 下方孔尺寸6×10mm,孔左右間距為6mm, 上下間距為6mm且錯(cuò)位8mm; 4)網(wǎng)孔板配有推拉式抽屜,抽屜采用型材外框、2mm鋼板底部; | 4套 | |
8 | 實(shí)驗(yàn)跳線及通訊電纜 | 1)材質(zhì):雙芯屏蔽線 2)紅、綠、蘭、黑等不同色號(hào) | 1批 |