风光互补发电教学实验实训平台

一、功能要求

风光互补发电系统教学实训台是集于太阳能发电及风力发电为一体的教学实验系统。可完成风力发电和太阳能发电及基站的供电及并网逆变电源系统集成的相关实验及教学演示。

1、系统实验平台需集成室内温/湿度仪，风速测量、光照度测量系统。

2、系统采用32位数字化DSP技术，对蓄电池充放电进行全智能化的管理。

3、系统DC-AC并网同步电源，采用高频脉冲调制技术。具有小体积、高效率及高功率因数输出。

4、系统面板上采用直观的数字表和液晶显示，能够了解当前系统工作状态。

5、系统上的离网电源可以提供交流110V/220V纯正弦波交流电能。

6、风光互补发电实训系统，可以自行拆装移动，无噪音、无污染。

7、系统需含市电与风光互补发电切换模块和分布式供电原理与实验电路.

二、主要技术规格参数

1、系统规格

系统工作电压：12/24VDC,220VAC

系统最大电流：≥50A

系统最大功率：≥900W

2、单晶硅太阳能电池规格

功率：90W×2

工作电压：17.05±0.5V×2

工作电流：5.2±0.10A，×2

短路电流：5.3±0.10A，×2

开路电压：21±0.5V

模拟太阳光：220VAC,500W金卤灯或1000W自然色太阳投光灯

3、风机力发电机参数

额定功率：≥400(W)

额定电压：12/24(V)

额定电流：33.3/16.7（A）

风轮直径：≥1.65(m)

启动风速：≥1.5(m/s)

额定风速：≥9.6(m/s)

安全风速：35(m/s)

工作形式：永磁同步发电机

风叶旋转方向：顺时针

风叶数量：3（片）

风叶材料：玻璃增强聚丙烯材料

电机材料：铝合金或不锈钢

4、模拟风洞模块

风量：≥32073 mз/h

风压：≥388Pa

转速：≥1440 r/min

功率：≥5.5kW

可调风速：0～13级连续可调

5、风光互补控制器规格

工作电压：24VDC

充电功率：1000W

光伏功率：≥350W

风机功率：≥650W

充电方式：PWM脉宽调制

充电最大电流 35A

过放保护电压 11V

过放恢复电压 12.6V

输出保护电压 16V

卸载开始电压（出厂值）15.5V

卸载开始电流（出厂值）15A

控制器设有蓄电池过充、过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护、电池接反保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿、光控开关功能；

负载为100W以下的12V/24V直流负载，控制单元一通道为常开输出，另一通道为多类定时输出（光控开、光控关，定时开、定时关，）

6、离网逆变电源

直流输入电压：19～28VDC

额定蔬出功率：600W

输出电压：110/220VAC

输出波形：纯正弦波

输出频率：50Hz

工作效率：85%

功率因数：>0.88

波形失真率≤5%

工作环境：温度-20℃～50℃

相对湿度：﹤90﹪（25℃）

保护功能：极性反接、短路、过热、过载保护

7、并网同步逆变电源

AC标准电压范围：90V～140V/180V～260VAC

AC频率范围： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz

并网输出功率：400W.1000

输出电流总谐波失真：THDIAC <5%

相 位 差： <1%

孤岛效应保护： VAC;f AC

输出短路保护： 限流

显示方式： LED

待机功耗： <2W

夜间功耗： <1W

环境温度范围： -25 ℃～60℃

环境湿度： 0～99%(Indoor Type Design)

8、测风系统模块

测量范围:风速：0～60m/s,风向：0～360°

精 度: ±0.1m/s,± 3

工作电源：AC 220V±20%,50HZ，DC12V、5V或其他供电。

记录间隔：1分钟～240分钟连续可设置

内部存储：4M bit

通讯接口：RS-232/485/USB通讯

环境温度：-40℃～50℃

转速传感器：0～5000 风力发电机转速检测显示（室内）

9、电表规格

直流电流表：× 2个，20A， 显示模式︰0.5”LED

直流电压表：× 2个，50V， 显示模式︰0.5”LED

交流电压表：× 2个，500V，显示模式︰0.5”LED

交流电流表：× 2个，5A， 显示模式︰0.5”LED

时间、温/湿度表：× 1个，-20～99.9℃  显示时间，室内温、湿度

10、负载：

风扇：×1个，额定电压：12/24V，工作电流：0.25A，功率：3W

交通灯：1组(R,G,B)，额定电压：12/24V，工作电流：0.25A，功率：3W

蜂鸣器：×1个

马达：×1个，额定电压：12/24V，工作电流：0.35A，功率：5W  转速：20rmp/min

交流线性电阻负载：3～100W连续可调

直流模拟负载：12V/24V/28WLED路灯板，带PWM调光功能，输出功率可设置

11、电池：阀控式密封铅酸蓄电池

额定电压：12V

额定容量：100Ah

充电方法（恒压），循环︰最大充电电流为5.6A

12、监测系统：

高性能风光互补智能控制器，含PC端Zigbee无线监控模块，与太阳能教学模块Zigbee发射模块，透过IEEE802.15.4标准无线协定截取I(电流)V(电压)值至PC端显示以便监控。

12、系统外形尺寸；长1400×宽550×高1700（㎜）附滚轮方便推动至户外教学。

14、监控软件

PC监控模块：监控主机、监控软件。

显示内容：蓄电池电压、风机电压、光伏电压、风机电流、光伏电流、风机功率、光伏功率，能量模拟图，当前风速（米/秒），当前风向（度），当前风力资源平估。

四、配套无线智能考核系统

1.无线网络智能考核系统，由教师电脑软件系统自动设置，通过无线网络传送到智能人机平台（学生机），智能人机平台上采用7寸触摸屏控制，考题分为中英文显示，直观地进行人机对话。

（1）可由教师机通过电脑统一设置故障，由网络输至学生实训台进行排故训练，故障点设置快捷、方便，训练考核成绩自动记录、排序、打印。

（2）可由电脑统一设置故障，能客观的科学判断实训考核结果。

（3）所有的元器件都安装在面板正面，可直观地看动作情况。

2、无线网络智能型考核系统组成及功能

（1）系统由1台教师用计算机和智能人机平台，通过无线网络联网组成智能实训考核系统。

（2）教师在计算机上编辑试卷，按照实训考核要求编辑故障点，将设置好的故障点通过智能考核系统发送到每台学生实训考核装置上的人机平台，并在电气线路上自动产生设定的故障点。

（3）答题功能:根据系统设置的故障点，电路运行后产生相应的故障现象，考生根据现象检测判断故障点，将判断结果输入学生机，当学生答完试题并按交卷按钮后，系统会根据该考生试卷上的答案立刻给出考试分数，并将成绩保存在该考生的档案里。

（4）教师在电脑上可对考生考试过程进行监控，监控每个学生的答题情况。对每个学生的学号、班级、答题结果、故障的误码排次数、考试时间自动保存。考试结束后对学生的成绩进行排序、保存、打印。

（5）具有故障点自动恢复功能，按事先设置的故障点顺序排列，由学生根据电气原理及故障现象查找故障，当查找一个故障点由学生确认结束后，无论考生对此故障的答案对或错，系统都会将此故障点恢复进行下一个故障点的排除考试。

五、系统配置清单：

1、风力发电机1台，三叶片，风能利用系数0.32，额定输出电压12VAC，额定输出功率300W；

2、风速传感器1个，输入电压5V，码盘结构输出；

3、风向传感器1个，输入电压5V，电压值输出；

4、鼓风机1台，额定功率2.2KW,额定电压380V额定转速1440r/min；

5、太阳能电池板4块，工作功率10W，工作电压17.5V，工作电流0.65A光照强度AM1.5，1000W/M2，T25℃；

6、智能电压表2个，DC，0-200V；

7、智能电流表2个，显示DC20A；

8、电能计量模块2个，2个电参数测量、运行时间、超载报警，功率报警门限预置、掉电数据保存；

9、风速风向仪1套，风速：0～45m±0.3m/s，风向：0～360°±3°，通讯：RS232，RS485，USB口；

10、风光互补控制器1台，带监控功能；

11、电源逆变器1台，输入电压12VDC，输出电压220VAC，额定功率300W；

12、开关电源1个，输出电压12V，输出电流10A；

13、模拟太阳灯5套，500W，250VAC，50HZ/60HZ；

14、直流感性负载1套，风扇、电机、蜂鸣器，电压12V；

15、直流阻性负载1套，交通灯、LED灯、电阻箱，电压12V；

16、交流感性负载1套，风扇电压AC220V；

17、交流阻性负载1套，LED灯路灯模组，交通灯电压AC220V；

18、变频器1台，额定功率2.2KW 额定电压380VAC；

19、直流减速电机1个，12V；

20、时间、温度模块1个，-20～+100℃；

21、工控一体机1台， Intel®1037\1.8GHz，22nm双核处理器及以上cpu，4GDDR3，1333超高速内存及以上；

22、船型开关5个，KCD4；

23、按钮3个，L38-11；

24、储能蓄电池2个，12V，55AH；

25、控制柜、监控柜1台，尺寸≥1700mm*750mm*1650mm。