風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)主要由光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、風力供電裝置、風力供電系統(tǒng)、逆變與負載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)組成,如圖1所示。DB-SWP01型風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)采用模塊式結構,各裝置和系統(tǒng)具有獨立的功能,可以組合成光伏發(fā)電實訓系統(tǒng)、風力發(fā)電實訓系統(tǒng)。
產(chǎn)品簡介
詳細介紹
風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置
設備組成
BOP-SWP01型風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)主要由光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、風力供電裝置、風力供電系統(tǒng)、逆變與負載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)組成,如圖1所示。DB-SWP01型風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)采用模塊式結構,各裝置和系統(tǒng)具有獨立的功能,可以組合成光伏發(fā)電實訓系統(tǒng)、風力發(fā)電實訓系統(tǒng)。
(1)、 設備尺寸:光伏供電裝置1610×1010×1550mm
風力供電裝置1578×1950×1540mm
實訓柜 3200×650×2000mm
(2)、 場地面積:20平方米
風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置
各單元介紹
1、 光伏供電裝置
(1)、 光伏供電裝置的組成
光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運動機構、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動機、電容器、直流電動機、接近開關、微動開關、底座支架等設備與器件組成。
4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣,光線傳感器安裝在光伏電池方陣中央。2盞300W的投射燈安裝在擺桿支架上,擺桿底端與減速箱輸出端連接,減速箱輸入端連接單相交流電動機。電動機旋轉(zhuǎn)時,通過減速箱驅(qū)動擺桿作圓周擺動。擺桿底端與底座支架連接部分安裝了接近開關和微動開關,用于擺桿位置的限位和保護。水平和俯仰方向運動機構由水平運動減速箱、俯仰運動減速箱、直流電動機、接近開關和微動開關組成。直流電動機旋轉(zhuǎn)時,水平運動減速箱驅(qū)動光伏電池方陣作向東方向或向西方向的水平移動、俯仰運動減速箱驅(qū)動光伏電池方陣作向北方向或向南方向的俯仰移動,接近開關和微動開關用于光伏電池方陣位置的限位和保護。
(2)、 光伏電池組件
光伏電池組件的主要參數(shù)為:
額定功率 20W
額定電壓 17.2V
額定電流 1.17A
開路電壓 21.4V
短路電流 1.27A
尺寸 430mm×430mm×28mm
2、 光伏供電系統(tǒng)
(1)、 光伏供電系統(tǒng)的組成
光伏供電系統(tǒng)主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、西門子S7-200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調(diào)電阻、斷路器、12V開關電源、網(wǎng)孔架等組成。如圖3所示。
(2)、 控制方式
光伏供電控制單元的追日功能有手動控制盒自動控制兩個狀態(tài),可以進行手動或自動運行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態(tài)、燈運動操作。
(3)、 DSP控制單元和接口單元
蓄電池的充電過程及充電保護由DSP控制單元、接口單元及程序完成,蓄電池的放電保護由DSP控制單元、接口單元及繼電器完成,當蓄電池放電電壓低于規(guī)定值,DSP控制單元輸出信號驅(qū)動繼電器工作,繼電器常閉觸點斷開,切斷蓄電池的放電回路。
(4)、 蓄電池組
蓄電池組選用4節(jié)閥控密封式鉛酸蓄電池,主要參數(shù):
容量 12V 18Ah/20HR
重量 1.9kg
尺寸 345mm×195mm×20mm
3、 風力供電裝置
(1)、 風力供電裝置的組成
風力供電裝置主要由葉片、輪轂、發(fā)電機、機艙、尾舵、側風偏航控制機構、直流電動機、塔架和基礎、測速儀、測速儀支架、軸流風機、軸流風機支架、軸流風機框罩、單相交流電動機、電容器、風場運動機構箱、護欄、連桿、滾輪、萬向輪、微動開關和接近開關等設備與器件組成。
葉片、輪轂、發(fā)電機、機艙、尾舵和側風偏航控制機構組裝成水平軸永磁同步風力發(fā)電機,安裝在塔架上。風場由軸流風機、軸流風機支架、軸流風機框罩、測速儀、測速儀支架、風場運動機構箱體、傳動齒輪鏈機構、單相交流電動機、滾輪和萬向輪等組成。軸流風機和軸流風機框罩安裝在風場運動機構箱體上部,傳動齒輪鏈機構、單相交流電動機、滾輪和萬向輪組成風場運動機構。當風場運動機構中的單相交流電動機旋轉(zhuǎn)時,傳動齒輪鏈機構帶動滾輪轉(zhuǎn)動,風場運動機構箱體圍繞風力發(fā)電機的塔架作圓周旋轉(zhuǎn)運動,當軸流風機輸送可變風量風時,在風力發(fā)電機周圍形成風向和風速可變的風場。
在可變風場中,風力發(fā)電機利用尾舵實現(xiàn)被動偏航迎風,使風力發(fā)電機輸出zui大電能。測速儀檢測風場的風量,當風場的風量超過安全值時,側風偏航控制機構動作,使尾舵?zhèn)蕊L45?,風力發(fā)電機葉片轉(zhuǎn)速變慢。當風場的風量過大時,尾舵?zhèn)蕊L90?,風力發(fā)電機處于制動狀態(tài)。
4、 風力供電系統(tǒng)
(1)、 風力供電系統(tǒng)的組成
風力供電系統(tǒng)主要由風電電源控制單元、風電輸出顯示單元、觸摸屏、風力供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、西門子S7-200PLC、繼電器組、接線排、可調(diào)電阻、斷路器、網(wǎng)孔架等組成。
(2)、 控制方式
風力供電控制單元的偏航功能有手動和自動兩個狀態(tài),可以進行手動或自動可變風向操作。
可變風量是由變頻器控制軸流風機實現(xiàn)。手動操作變頻器操作面板上的有關按鍵,使變頻器的輸出頻率在0-50Hz之間變化,軸流風機轉(zhuǎn)速在0至額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)變化,實現(xiàn)可變風量輸出。
(3)、 DSP控制單元和側風偏航
風力發(fā)電機風輪葉片在氣流作用下產(chǎn)生力矩驅(qū)動風輪轉(zhuǎn)動,通過輪轂將扭矩輸入到傳動系統(tǒng)。當風速增加超過額定風速時,風力發(fā)電機風輪轉(zhuǎn)速過快,發(fā)電機可能因超負荷而燒毀。
對于定槳距風輪,當風速增加超過額定風速時,如果氣流與葉片分離,風輪葉片將處于“失速"狀態(tài),風力發(fā)電機不會因超負荷而燒毀。
對于變槳距風輪,當風速增加時,可根據(jù)風速的變化調(diào)整氣流對葉片的攻角。當風速超過額定風速時,輸出功率可穩(wěn)定地保持在額定功率上。特別是在大風的情況下,風力機處于順槳狀態(tài),使槳葉和整機的受力狀況大為改善。
小型風力發(fā)電機多數(shù)是定槳距風輪,在大風的情況下,采用側風偏航控制使氣流與葉片分離,使風輪葉片處于“失速"狀態(tài),安全地保護風力發(fā)電機。另外,還可以通過側風偏航控制風力發(fā)電機保持恒定功率輸出。
5、 逆變與負載系統(tǒng)
(1)、 逆變與負載系統(tǒng)的組成
逆變與負載系統(tǒng)主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、逆變器、逆變器參數(shù)檢測模塊、變頻器、三相交流電機、發(fā)光管舞臺燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網(wǎng)孔架等組成。
1)、 逆變電源控制單元
逆變電源控制單元面板如圖19所示,逆變電源控制單元主要由斷路器、+24V開關電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子DT14和DT15等組成。
2)、 逆變輸出顯示單元
逆變輸出顯示單元主要由交流電流表、交流電壓表、接線端子DT16和DT17等組成。
3)、 逆變與負載系統(tǒng)主電路
逆變與負載系統(tǒng)主要由逆變器、交流調(diào)速系統(tǒng)、逆變器測試模塊、發(fā)光管舞臺燈光模塊和警示燈組成。
逆變器的輸入由光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)或蓄電池提供,逆變器輸出單相220V、50Hz的交流電源。交流調(diào)速系統(tǒng)由變頻器和三相交流電動機組成,逆變器的輸出AC220V電源是變頻器的輸入電源,變頻器將單相AC220V變換為三相AC220V供三相交流電動機使用。逆變電源控制單元的AC220V電源由逆變器提供,逆變電源控制單元輸出的DC24V供發(fā)光管舞臺燈光模塊使用。逆變器測試模塊用于檢測逆變器的死區(qū)、基波、SPWM波形。
(2)、 逆變器
逆變器是將低壓直流電源變換成高壓交流電源的裝置,逆變器的種類很多, 各自的具體工作原理、工作過程不盡相同。本實訓裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅(qū)動+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅(qū)動芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。
6、 監(jiān)控系統(tǒng)
(1)、 監(jiān)控系統(tǒng)組成
監(jiān)控系統(tǒng)主要由一體機、鍵盤、鼠標、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統(tǒng)軟件、力控組態(tài)軟件組成。
(2)、 監(jiān)控系統(tǒng)功能
1)、 通信
監(jiān)控系統(tǒng)與控制器、PLC、儀表進行通信。
2)、 界面
①、 監(jiān)控系統(tǒng)具有主界面,光伏供電系統(tǒng)界面,風力供電系統(tǒng)界面,逆變與負載系統(tǒng)界面,風光互補能量轉(zhuǎn)換界面,分別顯示各自的運行狀態(tài)參數(shù)。
②、 光伏供電系統(tǒng)界面設置相應的按鈕,實現(xiàn)光伏電池方陣自動跟蹤。
③、 風力供電系統(tǒng)界面設置相應的按鈕,實現(xiàn)風力發(fā)電機側風偏航控制。
④、 具有光伏發(fā)電采集報表和風力發(fā)電集報表,記錄光伏輸出電壓、電流,風力發(fā)電機的輸出電壓、電流;逆變與負載系統(tǒng)的逆變輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)并打印數(shù)據(jù)報表。
四、 主要實驗實訓內(nèi)容
1)、 離網(wǎng)型風光互補發(fā)電系統(tǒng)規(guī)劃;
2)、 根據(jù)功率要求,光伏電池組件的選擇、安裝和連接;
3)、 根據(jù)功率要求,風力發(fā)電機的選擇、安裝和連接;
4)、 基于MCU的光伏電池組件zui大功率跟蹤程序設計;
5)、 基于MCU的風力發(fā)電機zui大功率跟蹤的程序設計;
6)、 蓄電池容量匹配計算與選型;;
7)、 蓄電池充放電參數(shù)設置、保護參數(shù)設置;
8)、 逆變器參數(shù)設置;
9)、 監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)及操作;
10)、 光伏供電系統(tǒng)的調(diào)試;
11)、 風力供電系統(tǒng)的調(diào)試;
12)、 風光互補發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)試;
13)、 電能質(zhì)量的監(jiān)測、調(diào)試和分析。
風力發(fā)電技術及應用實訓裝置系列產(chǎn)品
風力發(fā)電機特性實驗箱|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BP-FL33 | |
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500W風光互補并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)教學實訓臺|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BP-TYN07 | |
風光互補發(fā)電、充電、逆變實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BP-FG02 | |
風光互補發(fā)電實驗臺|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-GF05型 | |
風力發(fā)電系統(tǒng)| 風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPKJ-2000B | |
輪轂旋轉(zhuǎn)變槳機艙跟蹤發(fā)電整流逆變實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL-FL233 | |
風光互補微網(wǎng)機電實訓系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-F500B | |
BPP-SWP01 | ||
風光互補路燈實驗系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-T12 | |
風光互補發(fā)電充電逆變實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-FG01 | |
輪轂旋轉(zhuǎn)變槳機艙跟蹤實訓裝置 (豪華型)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-FL30 | |
風向跟蹤風力發(fā)電實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-FX02型 | |
風力發(fā)電教學實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-FL09 | |
300W風光互補離網(wǎng)發(fā)電實驗系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-FD11 | |
大型雙饋風力發(fā)電實驗系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-FN02型 | |
風力發(fā)電機特性實驗箱|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-FL33 | |
風力發(fā)電整流逆變實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-FL01型 | |
500W風光互補并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)教學實訓臺|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-TYN07 | |
10KW風光互補微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)教學實訓臺(室內(nèi)外)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-TYN06 | |
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400W風力發(fā)電教學實驗實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-FJ400A | |
軸流風機|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPZL-35-1 | |
風光互補發(fā)電測量與控制實訓系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-F500 | |
風光互補發(fā)電充電、逆變實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPP-FG03 | |
輪轂旋轉(zhuǎn)變槳機艙跟蹤發(fā)電整流逆變實訓裝置 (型|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL800 | |
輪轂旋轉(zhuǎn)變槳機艙跟蹤實訓裝置 (高檔型)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL700 | |
輪轂旋轉(zhuǎn)變槳機艙跟蹤實訓裝置 (普通型)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL608 | |
風向跟蹤風力發(fā)電實訓裝置4|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL607 | |
風向跟蹤風力發(fā)電實訓裝置3|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL604 | |
風向跟蹤風力發(fā)電實訓裝置2|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL602 | |
雙聯(lián)風力發(fā)電整流逆變實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL601 | |
室內(nèi) | BPFL600 | |
風能轉(zhuǎn)換發(fā)電測試實驗箱|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL508 | |
2200W風光互補發(fā)電實驗實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL506 | |
風光互補發(fā)電系統(tǒng)教學實驗實訓裝置(并網(wǎng))|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL505 | |
4KW風光互補微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)實驗實訓裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL504 | |
1KW風力發(fā)電并網(wǎng)實驗系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL503 | |
1KW風力發(fā)電離網(wǎng)系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL501 | |
1KW風光互補發(fā)電并網(wǎng)實驗系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL500 | |
風光互補發(fā)電測控實訓系統(tǒng)|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPFL409 | |
小型風力發(fā)電教學實驗平臺|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPTEP-WP61 | |
風光互補基本實驗平臺(室內(nèi))|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPT-22型 | |
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大型風力發(fā)電機在線檢測裝置|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPTEP-WINSKF | |
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風力發(fā)電機液壓實驗臺|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPTEP-WINPH | |
風光互補電力電子裝置開發(fā)實驗平臺|風力發(fā)電技術及應用實訓裝置 | BPTEP-ELEXPE | |
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