風光互補發(fā)電系統(tǒng)

風光互補發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏模擬裝置、光伏充放電系統(tǒng)、風力模擬裝置、風力充放電系統(tǒng)、逆變與負載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)組成。風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)采用獨立網(wǎng)孔面板結構、模塊化結構設計，各裝置和系統(tǒng)既可以獨立運行，也可以組成光伏發(fā)電實訓系統(tǒng)、風力發(fā)電實訓系統(tǒng)或風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)。風力發(fā)電由模擬風場和風力發(fā)電機組成，尾舵偏航控制與風場運動均由PLC控制實現(xiàn)；光伏發(fā)電由模擬光源與跟蹤系統(tǒng)組成，模擬光源采用擺臂式，手動或自動化模擬太陽從升起到日落過程，電池板采用4塊單晶組件組成，跟蹤裝置采用雙軸二維跟蹤系統(tǒng)，既可手動跟蹤，也可PLC自動跟蹤，使光伏組件正對光源輸出最大功率；環(huán)境采集模塊可實時采集組件表面光 照強度、溫度及濕度，方便測試環(huán)境變化對光伏發(fā)電性能影響；儀表單元實時采集系統(tǒng)發(fā)用電信息，并傳遞給觸摸屏，進行綜合監(jiān)測；匯流單元將多路電池組件并聯(lián)后匯成一路輸出，具有防反、過流與防雷功能；光伏控制器、風機控制器與離網(wǎng)逆變器采用原理與結構外露的形式，核心驅動板均采用高性能ARM處理器，控制器采用PWM充電技術，逆變器用高頻隔離的全橋正弦逆變拓撲結構，所有驅動信號波形可在線進行測試，方便學生深入了解控制器和逆變器的結構與原理；上位機采用工業(yè)計算機，通過上位機軟件對系統(tǒng)發(fā)用電數(shù)據(jù)進行監(jiān)測、查詢。

實訓項目包括：風力發(fā)電機結構與原理；風力發(fā)電機輸出特性；風力發(fā)電機偏航工作原理與控制；風速檢測與控制；太陽能電池發(fā)電原理與特性曲線；太陽能電池組件串并聯(lián)輸出特性；PLC編程與控制；光伏自動跟蹤原理與編程控制；離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成；蓄電池的充放電特性；風機控制器的原理與功能；太陽能控制器的原理與功能；離網(wǎng)逆變器的原理與功能；儀表監(jiān)測與通訊；觸摸屏組態(tài)軟件監(jiān)控與編程；上位機軟件開發(fā)與通訊；

設備詳細技術參數(shù)：

系統(tǒng)參數(shù)
1)太陽能電池組件：單晶組件，最大輸出功率20W，數(shù)量4塊；
2)模擬光源：500W鹵鎢燈，由蝸桿減速機擺動，模擬太陽升起至日落運動；
3)模擬光源拖動電機：交流電機；模擬光源拖動減速機：減速機，減速比3000:1；
4)光伏跟蹤傳感器：采用四象限高精度光敏傳感器結構，6路模擬量信號輸出,跟蹤探頭采用無色透明外殼，方便學生觀察；
5)太陽能跟蹤系統(tǒng)：采用雙軸二維跟蹤方式，水平270±5°，俯仰75±5°，精度±0.5°；
6)跟蹤控制單元：手動/自動模擬光源運動與光伏跟蹤控制采用PLC主控模塊；
7)光照及溫濕度傳感器模塊：光照度0-20K(LUX)，溫度-40-80℃，濕度0-99.9%RH；
8)風力發(fā)電機：水平軸永磁同步風力發(fā)電機；輸出電壓12V、葉片數(shù)量3片；
9)尾舵偏航系統(tǒng)：采用尾舵迎風與側風偏航控制，偏航角度0°-90°；采用DC24V直流同步電機驅動；
10)模擬風源：采用變頻軸流通風機，電壓380V、功率0.37KW、轉速1400rpm；采用變頻器驅動；
11)模擬風場：模擬風源在電機的拖動下繞風力發(fā)電機做圓弧運動，運動角度60±5°,風力發(fā)電機四周采用隔離網(wǎng)布置，確保學生實訓安全；
12)模擬風場拖動電機：額定輸出功率100W、額定轉速1400rpm、減速比140：1；
13)風速傳感器：測量模擬風源風速，脈沖輸出，電源DC5V，輸出1.5脈沖m/s；
14)光伏匯流單元：2路光伏輸入1路光伏輸出；具有防反、防雷保護等；
15)模擬風場控制單元：手動/自動風場運動與尾舵偏航控制采用PLC主控模塊；
16)儀表單元：直流電壓表DC0-50V；直流電流表DC0-5A；交流電壓表AC0-300V；交流電流表AC0-2A ；
17)蓄電池：鉛酸電池12V/12AH；
18)太陽能控制器：DC12V、DC5A、PWM方式充電；電路模塊化開放設計，方便充電波形與電路測試；有充放電、電池狀態(tài)指示、溫度補償；蓄電池反接、夜間防反沖、防雷、限流、過充、過放、負載過載、短路等保護；
19)風機控制器：電壓DC12V(整流)、最大電流25A、PWM(脈沖寬度調制)方式充電；電路模塊化開放設計，方便充電波形與相關電路電氣測試；具有風速檢測、偏航控制信號或剎車信號輸出功能；有充放電指示、電池狀態(tài)指示、溫度補償?shù)裙δ埽痪哂行铍姵胤唇印⒎览住L機限流、過充、過放、負載過載、短路等保護功能；
20)離網(wǎng)逆變器：DC12V；AC220V±10%、50HZ、300VA、純正弦波；高頻變壓器隔離；電路模塊化開放設計，升壓驅動波形、SPWM逆變驅動波形、逆變輸出電壓電流波形與電路電氣測試；有欠壓、過載等保護；
21)功率電阻模塊：0-2000歐連續(xù)可調,功率100W；直流阻性、直流感性負載；交流阻性、交流感性負載；
22)觸摸屏：采用一體化觸摸屏；實時監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)電、用電與環(huán)境參數(shù)等信息；具有歷史曲線顯示；
23)工控機：采用觸摸屏工控一體機；
24)監(jiān)控軟件：實時監(jiān)測并存儲系統(tǒng)發(fā)電、用電與環(huán)境參數(shù)等信息，實時對模擬光源、光伏跟蹤等進行控制；具有曲線顯示等功能；

實驗項目
1)風力發(fā)電機結構與原理；
2)風力發(fā)電機輸出特性；
3)風力發(fā)電機偏航工作原理與控制；
4)風速檢測與控制；
5)太陽能電池發(fā)電原理與特性曲線；
6)太陽能電池組件串并聯(lián)輸出特性；
7)PLC編程與控制；
8)光伏自動跟蹤原理與編程控制；
9)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成；
10）蓄電池的充放電特性；
11）風機控制器的原理與功能；
12）太陽能控制器的原理與功能；
13）離網(wǎng)逆變器的原理與功能；
14）儀表監(jiān)測與通訊；
15）觸摸屏組態(tài)軟件監(jiān)控與編程；
16）上位機軟件開發(fā)與通訊；