SB-FGT-B2.5KW風光互補發(fā)電教學實驗系統(tǒng)

　

一、產(chǎn)品概述
本產(chǎn)品是集于太陽能發(fā)電及風力發(fā)電為一體的新型教學演示實驗系統(tǒng)�？赏瓿娠L力發(fā)電和太陽能發(fā)電及基站的供電及并網(wǎng)逆變電源系統(tǒng)集成的相關實驗及教學演示。
1.1系統(tǒng)主要應用范圍
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、產(chǎn)品特點

◆ 系統(tǒng)實驗平臺集成了室內(nèi)溫/濕度儀，風速測量、光照度測量系統(tǒng)，讓使用者操作起來更直觀。

◆ 系統(tǒng)采用32位數(shù)字化DSP技術(shù)，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。

◆ 系統(tǒng)內(nèi)置DC-AC電源，具有小體積、高效率及高功率因數(shù)輸出。

◆ 系統(tǒng)面板上采用直觀的數(shù)字表和液晶顯示，讓用戶了解當前系統(tǒng)工作狀態(tài)。

◆ 系統(tǒng)上的離網(wǎng)電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能。

◆ 風光互補發(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。

◆ 系統(tǒng)增加市電與風光互補發(fā)電切換模塊，讓實驗更具操作性，讓負載永不斷電。

◆ 增加分布式供電原理與實驗電路，讓學生增加對新知識的理解

太陽能電池

永磁同步風力發(fā)電機

模擬風洞

風光互補控制器

離網(wǎng)逆變電源

并網(wǎng)同步逆變電源

雙軸跟蹤支架

測風系統(tǒng)

三、主要技術(shù)規(guī)格參數(shù)

  1、系統(tǒng)規(guī)格

◆ 系統(tǒng)工作電壓：48V DC  220VAC

◆ 系統(tǒng)最大電流：75A

◆ 系統(tǒng)最大功率：3000W

  2、單晶硅太陽能電池規(guī)格

◆ 組件尺寸(L*W*H)：990*1480*46mm×10

◆ 最佳功率：200W

◆ 最佳工作電壓：27±0.5V

◆ 最佳工作電流：7.6±0.20A

◆ 短路電流：8.2±0.10A

◆ 開路電壓：35±0.5V                            

◆ 連接方式：2串，5并，

◆ 系統(tǒng)開路電壓：72V

  3、風機力發(fā)電機參數(shù)(室內(nèi))

◆ 額定功率：400(W)

◆ 額定電壓：48(V)

◆ 額定電流：11（A）

◆ 風輪直徑：1.65(m)

◆ 啟動風速：1.5(m/s)

◆ 額定風速：9.6(m/s)

◆ 安全風速：35(m/s)

◆ 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&不銹鋼

  4、風光互補控制器規(guī)格

◆ 工作電壓：48VDC

◆ 充電功率：2500W

◆ 光伏功率：2100W

◆ 風機功率：650W

◆ 充電方式：PWM脈寬調(diào)制

◆ 充電最大電流 55A

◆ 過放保護電壓 42V 

◆ 過放恢復電壓 50V

◆ 輸出保護電壓 71V                               

◆ 卸載開始電壓（出廠值）59.5V

◆ 卸載開始電流（出廠值） 52A

◆ 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、電池接反保護、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償、光控開關功能；

  5、離網(wǎng)逆變電源

◆ 直流輸入電壓：40～75 VDC

◆ 額定蔬出功率：1000W

◆ 輸出電壓：220VAC

◆ 輸出波形：純正弦波

◆ 輸出頻率：50Hz

◆ 工作效率：88%

◆ 功率因數(shù)：>0.88

◆ 波形失真率≤5%                                   

◆ 工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃

◆ 相對濕度：﹤90﹪（25℃）

◆ 保護功能：短路、過熱、過載保護

  6、測風系統(tǒng)模塊

◆ 測量范圍   風速：0～60m/s    風向：0～360°

◆ 精 度      ±0.1m/s  ± 3° 

◆ 工作電源：AC 220V±20%  50HZ， DC12V、5V或其他供電。

◆ 記錄間隔：  1分鐘～480分鐘連續(xù)可設置

◆ 內(nèi)部存儲：  4M bit

◆ 通訊接口：  RS-232/485/USB通訊

◆ 環(huán)境溫度：   -40℃～50℃  

◆ 轉(zhuǎn)速傳感器：0～5000 風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速檢測顯示（室內(nèi)）         

7、西門子S7-300 PLC

S7-300 PLC是模擬式中小型PLC，電源、CPU和其他模塊都是獨立的，可以通過U形總線把電源（PS）、CPU和其他模塊緊密固定在西門子S7-300的標準軌道上。每個模塊都有一個總線連接器，后者插在各模塊的背后。電源模塊總是安裝在機架的最左邊，CPU模塊緊靠電源模塊。CPU的右邊是可以選擇的IM接口模塊，如果只用主架導軌而沒有使用擴展支架可以不選擇IM接口模塊。

S7編程軟件組態(tài)主架導軌硬件時，電源，CPU和IM分別放在導軌的1號槽、2號槽和3號槽上。一條導軌共有11個槽號：1號槽至11號槽，其中4號槽至11號槽可以隨意放置除電源、CPU和IM以外的其他模塊。如：DI（數(shù)字量輸入）、DO（數(shù)字量輸出）、AI（模擬量輸入）、AO（模擬量輸出）、FM（功能模塊）和CP（通信模塊）等

8、監(jiān)控系統(tǒng)（工業(yè)觸摸屏）

  ◆ 尺寸(英寸) 10.2

  ◆ 液晶屏：TFT液晶顯示，LED背光

  ◆ 顯示顏色：真彩，65535色

  ◆ 分辨率：800×480

  ◆ 液晶屏亮度：200cd/㎡

  ◆ 觸摸屏：電阻式

  ◆ 供電電源：24VDC

  ◆ 額定功率：5W

  ◆ CPU主板：ARM CPU，400MHz

  ◆ 內(nèi)存：64M

  ◆ 存儲設備：128M FLASH

  ◆ 組態(tài)軟件：MCGS嵌入式組態(tài)軟件（運行版）

外部接口：　

  ◆ 串口：1×RS232、1×RS485

  ◆ USB ：1主1從

產(chǎn)品規(guī)格

  ◆ 結(jié)構(gòu)：工業(yè)塑料結(jié)構(gòu)

  ◆ 顏色：工業(yè)灰

  ◆ 面板尺寸：226.5mm×163mm

  ◆ 機柜開孔：215mm×152mm

  9、電表規(guī)格

◆ 直流電流表：× 2個，20A， 顯示模式︰0.5”LED

◆ 直流電壓表：× 2個，50V， 顯示模式︰0.5”LED

◆ 交流電壓表：× 2個，500V，顯示模式︰0.5”LED

◆ 交流電流表：× 2個，5A，  顯示模式︰0.5”LED

◆ 時間、溫/濕度表：× 1個，-20～99.9℃  顯示時間，室內(nèi)溫、濕度

 10、負載：

 直流負載

◆ 28LED路燈：×1個，帶PWM調(diào)光功能，額定電壓、24VDC，工作電流、1.35A，功率、28W

◆ 風  扇：×1個，額定電壓、24V，工作電流、0.25A，功率、3W

◆ 交通燈：2組(R,G,B)，額定電壓、24V，工作電流：0.25A，功率、3W

  交流負載

  ◆ 節(jié)能燈：×1個，額定電壓、220V，工作電流、0.15 A

  ◆ 馬  達：×1個，額定電壓、220V，工作電流、0.2 A

  11、電池：閥控式密封膠體蓄電池

◆ 額定電壓：12V

◆ 額定容量：150Ah

◆ 蓄電池數(shù)量：4節(jié)

 12、監(jiān)測系統(tǒng)：

 高性能風光互補智能控制器，含PC端Zigbee無線監(jiān)控模塊，與太陽能教學模塊Zigbee發(fā)射模塊，透過IEEE802.15.4標準無線協(xié)定截取I(電流)V(電壓)值至PC端顯示以便監(jiān)控。

 13、監(jiān)控軟件

◆ PC監(jiān)控模塊：監(jiān)控主機、監(jiān)控軟件。

◆ 顯示內(nèi)容：蓄電池電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率，能量模擬圖，當前風速（米/秒），當前風向（度），當前風力資源平估。

 

風力發(fā)電系統(tǒng)工作主界面             風力電系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)主界面（可切換不同曲線界面）

當前風資源數(shù)據(jù)主界面

二、教學及研究實訓項目

2、1、永磁同步風力發(fā)電機系統(tǒng)運行過程風能量變換演示和實驗

實驗1、風力發(fā)電基礎理論原理性實驗

實驗2、風力發(fā)電系統(tǒng)設計實驗

實驗3、風力發(fā)電控制技術(shù)實驗

實驗4、風力發(fā)電相關測量技術(shù)實驗

實驗5、風力發(fā)電基礎理論與應用技術(shù)仿真實驗

實驗6、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電壓關系實驗

實驗7、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電流關系實驗

實驗8、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出頻率關系實驗

實驗9、風速即轉(zhuǎn)速與出功率關系實驗

2、2、太陽能電池控制運行過程光能量變換演示和實驗

實驗1、光伏電池的伏安特性；

實驗2、光伏發(fā)電的負載特性測試；

實驗3、光伏電池輸出功率與入射角的關系；

實驗4、輸出功率與光照強度的關系；

實驗5、最大功率點跟蹤實驗測試；

實驗6、控制器原理實驗；

實驗7、蓄電池充放電控制實驗；

實驗8、蓄電池保護實驗；

實驗9、光伏陣列設計實驗；

實驗10、太陽能照明系統(tǒng)設計；

實驗11、太陽能系統(tǒng)電器負載實驗；

實驗12、綜合實驗；

實驗13 太陽能電池基本特性測試實驗

實驗14 外部擴充DC轉(zhuǎn)AC外接電器實驗

實驗15單晶太陽能電池I-V特性曲線實驗

實驗16 離網(wǎng)逆變器設計實驗

實驗17 離網(wǎng)逆變器工作特性實驗

實驗18 離網(wǎng)逆變器帶載及保護實驗

實驗19 并網(wǎng)逆變器設計實驗

實驗20 并網(wǎng)實驗

  2、3、PLC實訓內(nèi)容

實驗一 STEP 7軟件安裝及注意事項

實驗二 SIMATIC管理器

實驗三 SIMATIC Manager自定義

實驗四  PG/PC接口設置

實驗五 用PLC控制三相交流異步電動機起/停

實驗六 PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)及程序編制

實驗七 基本邏輯指令的應用

實驗八 定時器、計數(shù)器的應用

實驗九 技能訓練，人行橫道控制

實驗十 模擬量的控制

實驗十一 順序控制系統(tǒng)控制方法的設計

實驗十二 步與步的動作

實驗十三 PLC通信

 2、4、觸摸屏實訓內(nèi)容

實驗一 組態(tài)軟件應用及界面設計

實驗二 上傳、下載文件

實驗三 曲線圖、柱狀圖、圓形圖、動態(tài)圖

實驗四 數(shù)字輸入和文數(shù)字顯示

實驗五 歷史資料顯示

實驗六 系統(tǒng)控制讀寫

實驗七 控制系統(tǒng)中觸摸屏的畫面

實驗八 狀態(tài)圖

實驗九 控制系統(tǒng)中PLC的程序

三、主要設備清單

序號	名     稱	型  號	數(shù) 量	單 位
1	風光互補發(fā)電系統(tǒng)控制臺		1	臺
2	電源柜		1	臺
3	PLC 西門子300		1	臺
4	12寸工控一體機		1	臺
5	400W永磁同步發(fā)電機		1	臺
6	1000W永磁同步發(fā)電機		1	臺
7	風力發(fā)電機塔架		1	套
8	風速儀（含支架）		1	臺
9	風向儀（含支架）		1	臺
10	風光互補控制器		1	臺
11	100W太陽能電池組件模塊		10	套
12	蓄電池組150Ah		4	組
13	實驗附件		1	套
14	上位軟件		1	套