風光儲發電實驗實訓系統

一、概述

風光儲發電實驗實訓系統-是集風力發電、光伏發電、儲能于一體的新型教學演示及實驗系統。可完成風力發電、光伏發電、風光互補混合發電及儲能、電源管理相關實驗及教學演示。系統主要提供于職高、大學、研究生、企業技工以太陽能發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電站整個系統的原理學習并探討工程實際應用技能。
二、系統特點：
1）系統實驗平臺集成了室內溫/濕度，風速、風向等測量系統，讓使用者操作起來更直觀。
2）系統功率模塊采用數字DSP技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。
3）系統同步電源，采用日本三菱IGBT模塊（IPM）組裝。具有高功率因數輸出。
4）系統面板上采用直觀的數字表和液晶顯示，方便用戶了解系統當前工作狀態。
5）系統上的離網電源可以為用戶提供交流220V純正弦波交流電能。
6）風光互補儲能發電實訓系統，可以讓實訓學生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無污染。
7）系統監控柜集成高性能一體計算機，可監控系統運行參數、并將運行數據長期保存或打印
8）實驗臺面板設置有切換開關（按鈕）可實現離網、并網兩種模式自由切換
三、技術參數：
（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、優秀的弱光環境發電性能，陰天也能發電；
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
轉化效率：17.12%?開路電壓溫度系數：-0.292%/K
短路電流溫度系數：+0.045%/K
功率溫度系統：-0.408%/K
最大系統電壓（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）規格：1×4mm2
（3）顏色：紅、黑
溫度范圍系數：-40°C to+85°C
抗冰雹系數：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：
 支架設計容量為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，與室外陽臺相結合，為保護實驗過程中的安全，該系統采用10塊串聯方式連接。
（三）風力發電機：
（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
（四）模擬風洞模塊
（1）風量：32073 mз/h?風壓：388Pa
（2）轉速：1440 r/min
（3）功率：2.2kW
（4）可調風速：0～13級連續可調
（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：>0.88
（8）波形失真率≤5%
（9）工作環境：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、光伏發電及供電優先，儲能電池耗盡后切換到市電供電 
（七）同步并網逆變電源
（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）環境溫度范圍：-25℃～60℃
（11）環境濕度： 0～99%(Indoor Type Design) 
（八）測風系統
（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分鐘連續可設置
（5）內部存儲：4M bit
（6）通訊接口：RS-232/485/USB通訊
（7）環境溫度：-40℃～50℃  
（8）轉速傳感器：0～5000 風力發電機轉速檢測顯示（室內） 
（九）數字電壓、電流、功率因數表、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：電參數測量、運行時間、超載報警、功率報警門限預置、掉電數據保存
（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節串聯連接方式，組串后電池組電壓48V 
（十一）環境監測模塊技術指標
含有照度計、溫度表、濕度表，單片機時鐘系統，實現時間的顯示 
（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工控固態節能主板
（3）內存:1G DDR3 1333超高速內存,支持1333/1066MHz內存,最大可支持8GB。
（4）硬盤:24G SSD固態硬盤
（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）網卡:集成1個RTL千兆網卡,支持網絡喚醒、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  
系統狀態：
（1）輸入電壓、電流、功率的數據顯示及動態曲線顯示
（2）輸出電壓、電流、功率的數據顯示及動態曲線顯示
（3）蓄電池：電壓數據顯示及動態曲線顯示
（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、可調穩壓電源（0-30V，0-2A）。
4、可調電阻箱技術參數如下：  
1）阻值范圍：10歐-99.99K  
2）誤差范圍：±1%（5）USB接口電壓輸出：可為電子設備提供5V直流穩壓電源。

四、風光儲發電實驗實訓系統可完成的實驗課目及內容：
 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、控制器環境溫度測量實驗
5、控制器光控-時控輸出實驗
6、光伏發電對儲能電池充電實驗
7、風力發電對儲能電池充電實驗
8、風光互補發電對儲能電池充電檢測與實驗   
實驗二：離、并網逆變器實驗
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、轉換效率計算實驗；
8、風力發電系統與離網逆變匹配對接實驗
9、風力發電系統與并網逆變匹配對接實驗   
實驗三：風力發電機運行過程與風能量變換演示實驗
1、風力發電基礎理論原理性實驗
2、風力發電系統設計實驗
3、風力發電控制技術實驗
4、風力發電相關測量技術實驗
5、風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗
6、發電機轉速與輸出電壓關系實驗
7、發電機轉速與輸出電流關系實驗
8、發電機轉速與輸出頻率關系實驗
9、風速即轉速與出功率關系實驗
10、變頻器調速實驗