風光儲發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)

一、概述

風光儲發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)-是集風力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能于一體的新型教學演示及實驗系統(tǒng)。可完成風力發(fā)電、光伏發(fā)電、風光互補混合發(fā)電及儲能、電源管理相關(guān)實驗及教學演示。系統(tǒng)主要提供于職高、大學、研究生、企業(yè)技工以太陽能發(fā)電為主課題的研究和培訓。可以幫助學生，進一步理解風光互補發(fā)電站整個系統(tǒng)的原理學習并探討工程實際應用技能。
二、系統(tǒng)特點：
1）系統(tǒng)實驗平臺集成了室內(nèi)溫/濕度，風速、風向等測量系統(tǒng)，讓使用者操作起來更直觀。
2）系統(tǒng)功率模塊采用數(shù)字DSP技術(shù)，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。
3）系統(tǒng)同步電源，采用日本三菱IGBT模塊（IPM）組裝。具有高功率因數(shù)輸出。
4）系統(tǒng)面板上采用直觀的數(shù)字表和液晶顯示，方便用戶了解系統(tǒng)當前工作狀態(tài)。
5）系統(tǒng)上的離網(wǎng)電源可以為用戶提供交流220V純正弦波交流電能。
6）風光互補儲能發(fā)電實訓系統(tǒng)，可以讓實訓學生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無污染。
7）系統(tǒng)監(jiān)控柜集成高性能一體計算機，可監(jiān)控系統(tǒng)運行參數(shù)、并將運行數(shù)據(jù)長期保存或打印
8）實驗臺面板設(shè)置有切換開關(guān)（按鈕）可實現(xiàn)離網(wǎng)、并網(wǎng)兩種模式自由切換
三、技術(shù)參數(shù)：
（一）太陽能電池組件
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際測試；
2、可承受風壓2400Pa,雪壓7200Pa；
3、優(yōu)秀的弱光環(huán)境發(fā)電性能，陰天也能發(fā)電；
4、輸出功率年衰減率小于0.7%，第25年不低于組件初始功率的80.70%?
組件型號：ZM250P-29b 多晶
最大功率（W）：250
開路電壓（V）：35.9
短路電流（A）：7.27
最大功率點的工作電壓（V）：28.1
最大功率點的工作電流（Ａ）：6.7
轉(zhuǎn)化效率：17.12%?開路電壓溫度系數(shù)：-0.292%/K
短路電流溫度系數(shù)：+0.045%/K
功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K
最大系統(tǒng)電壓（V）：1000
組件尺寸（長×寬×高）：1650×990×40mm
重量：19.1kg
框架：陽極氧化鋁
玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm
電池片封裝：EVA?背板：復合薄膜
太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）
接線盒
（1）6個旁路二極管
（2）絕緣材料：PPO
（3）防水等級：IP65
連接器：
（1）常規(guī)額定電流：30A
（2）耐電壓：DC1000V
（3）接觸電阻：<2mΩ
（4）絕緣電阻：＞500MΩ
（5）適用單芯電纜截面：2.5-6mm2
（6）電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm
（7）環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃
（8）防護等級：IP67
（9）安全等級：Ⅱ
（10）殼體：PC料，黑色
（11）接觸件：紫銅CN，鍍錫SN
（12）接線方式：壓接
電纜：
（1）長度：450mm,
（2）規(guī)格：1×4mm2
（3）顏色：紅、黑
溫度范圍系數(shù)：-40°C to+85°C
抗冰雹系數(shù)：最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
最大表面負荷：7200pa
（二）太陽能組件固定支架系統(tǒng)：
 支架設(shè)計容量為1KW，采用標準工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，10塊100Wp太陽能光伏組件，固定于C型鋼架上，與室外陽臺相結(jié)合，為保護實驗過程中的安全，該系統(tǒng)采用10塊串聯(lián)方式連接。
（三）風力發(fā)電機：
（1）額定功率：500(W)
（2）額定電壓：48(V)?額定電流：10.7（A）
（3）風輪直徑：1.65(m)
（4）啟動風速：2.5(m/s)
（5）額定風速：9.6(m/s)
（6）安全風速：35(m/s)
（7）工作形式：永磁同步發(fā)電機
風葉旋轉(zhuǎn)方向：順時針
風葉數(shù)量：3（片） 
風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料
電機材料：鋁合金
（四）模擬風洞模塊
（1）風量：32073 mз/h?風壓：388Pa
（2）轉(zhuǎn)速：1440 r/min
（3）功率：2.2kW
（4）可調(diào)風速：0～13級連續(xù)可調(diào)
（五）風光互補智能型控制器    
（1）工作電壓：48VDC
（2）充電功率Pmax：1200W
（3）適用光伏功率Pmax：500W
（4）適用風機功率Pmax：550W
（5）充電方式：PWM脈寬調(diào)制
（6）充電最大電流 25A
（7）過放保護電壓 40.2V  
（8）過放恢復電壓 46.6V
（9）輸出保護電壓 66V  
（10）卸載開始電壓（出廠值）62V
（11）卸載開始電流（出廠值） 20A
（12）控制器設(shè)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、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償功能；
（六）離網(wǎng)逆變電源
（1）直流輸入電壓：48VDC
（2）額定蔬出功率：1000W
（3）輸出電壓：220VAC
（4）輸出波形：純正弦波
（5）輸出頻率：50Hz
（6）工作效率：85%
（7）功率因數(shù)：>0.88
（8）波形失真率≤5%
（9）工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃
（10）相對濕度：﹤90﹪（25℃）?保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護
（10）其它功能：交直流切換功能、光伏發(fā)電及供電優(yōu)先，儲能電池耗盡后切換到市電供電 
（七）同步并網(wǎng)逆變電源
（1）AC標準電壓范圍：90V～140V/180V～260VAC
（2）AC頻率范圍： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz
（3）并網(wǎng)輸出功率：600W
（4）輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%
（5）相位差：<1%
（6）孤島效應保護：VAC;f AC
（7）輸出短路保護：限流
（8）顯示方式：LED?待機功耗： <2W    
（9）夜間功耗：<1W
（10）環(huán)境溫度范圍：-25℃～60℃
（11）環(huán)境濕度： 0～99%(Indoor Type Design) 
（八）測風系統(tǒng)
（1）測量范圍：風速：0～60m/s  風向：0～360°
（2）精度：±0.1m/s ± 3°  
（3）工作電源：AC 220V±20% 50HZ，DC12V、5V或其他供電。
（4）記錄間隔：1分鐘～240分鐘連續(xù)可設(shè)置
（5）內(nèi)部存儲：4M bit
（6）通訊接口：RS-232/485/USB通訊
（7）環(huán)境溫度：-40℃～50℃  
（8）轉(zhuǎn)速傳感器：0～5000 風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速檢測顯示（室內(nèi)） 
（九）數(shù)字電壓、電流、功率因數(shù)表、溫濕度表
（1）直流電壓表：0-200V×3只
（2）交流電流表：5A×1只
（3）交流電壓表：0-500V、交流電流表5A各一只
（4）交流電能計量模塊：電參數(shù)測量、運行時間、超載報警、功率報警門限預置、掉電數(shù)據(jù)保存
（5）溫度、濕度表:溫度測量范圍：-50℃-+70℃  濕度測量范圍：20%-90% 
（十）蓄電池
（1）單體電壓：12V
（2）過充保護電壓：14.8V
（3）截至放電電壓：10.5V
（4）單體容量：100AH
（5）采用4節(jié)串聯(lián)連接方式，組串后電池組電壓48V 
（十一）環(huán)境監(jiān)測模塊技術(shù)指標
含有照度計、溫度表、濕度表，單片機時鐘系統(tǒng)，實現(xiàn)時間的顯示 
（十二）工控一體機
（1）CPU:Intel 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器
（2）主板:Intel M11工控固態(tài)節(jié)能主板
（3）內(nèi)存:1G DDR3 1333超高速內(nèi)存,支持1333/1066MHz內(nèi)存,最大可支持8GB。
（4）硬盤:24G SSD固態(tài)硬盤
（5）顯卡:集成Intel HD Graphics核心顯卡,提供VGA、LVDS、雙HDMI顯示輸出,LVDS支（7）持雙通道24bit,支持單獨顯示、雙顯復制、雙顯擴展。
（8）聲卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器
（9）網(wǎng)卡:集成1個RTL千兆網(wǎng)卡,支持網(wǎng)絡喚醒、PXE功能。
（10）電源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）
（11）顯示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600
（12）觸摸屏:中國臺灣軍工Touchkit 4線觸摸屏，透光率高；性能穩(wěn)定，觸摸靈敏
（13）整機接口:4* USB 2.0接口,其中兩個可支持USB3.0(需定制)，
（14）1*HDMI接口:1*VGA接口,1*RJ-45網(wǎng)絡接口,1*Line out（綠色）,1*Mic（紅色)
（15）2*COM串口,1* 12V DC_JACK輸入接口  
系統(tǒng)狀態(tài)：
（1）輸入電壓、電流、功率的數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示
（2）輸出電壓、電流、功率的數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示
（3）蓄電池：電壓數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示
（十三）負載單元
1、直流負載五組。（感性負載3組，阻性負載2組）  
1）感性負載有：直流風扇、直流電機、蜂鳴器  
2）阻性負載有：交通燈、LED燈
2、AC220V交流負載四組。（感性負載1組，阻性負載3組）  
1）感性負載有：220V直流風扇  
2）阻性負載：220V交通燈.220V 3WLED燈、220V28WLED燈
3、可調(diào)穩(wěn)壓電源（0-30V，0-2A）。
4、可調(diào)電阻箱技術(shù)參數(shù)如下：  
1）阻值范圍：10歐-99.99K  
2）誤差范圍：±1%（5）USB接口電壓輸出：可為電子設(shè)備提供5V直流穩(wěn)壓電源。

四、風光儲發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)可完成的實驗課目及內(nèi)容：
 實驗一：風光互補智能控制實驗
1、控制器充、放電保護實驗
2、運行過程蓄電池電壓、電流測量實驗
3、蓄電池電量估測實驗
4、控制器環(huán)境溫度測量實驗
5、控制器光控-時控輸出實驗
6、光伏發(fā)電對儲能電池充電實驗
7、風力發(fā)電對儲能電池充電實驗
8、風光互補發(fā)電對儲能電池充電檢測與實驗   
實驗二：離、并網(wǎng)逆變器實驗
1、逆變器的工作原理分析實驗；
2、輸出電壓、電流測試實驗；
3、最大輸出功率的估算實驗；
4、過載或短路保護演示實驗；
5、輸入電壓防反接演示實驗；
6、輸入電壓范圍測試實驗；
7、轉(zhuǎn)換效率計算實驗；
8、風力發(fā)電系統(tǒng)與離網(wǎng)逆變匹配對接實驗
9、風力發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)逆變匹配對接實驗   
實驗三：風力發(fā)電機運行過程與風能量變換演示實驗
1、風力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實驗
2、風力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實驗
3、風力發(fā)電控制技術(shù)實驗
4、風力發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)實驗
5、風力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應用技術(shù)仿真實驗
6、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實驗
7、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實驗
8、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出頻率關(guān)系實驗
9、風速即轉(zhuǎn)速與出功率關(guān)系實驗
10、變頻器調(diào)速實驗