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ZRFG-PV03风光互补发电实训系统

风光互补发电实训系统,风光互补发电系统实验台4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵,光线传感器安装在光伏电池方阵中央。2盏300W的投射灯安装在摆杆支架上。

小编
一、 基础简介
ZRFG-PV03风光互补发电实训系统主要采用光伏供电装置、风力供电系统、逆变 与 负载系统、监控系统构成,
风光互补发电实训系统应用模型块式构造,各装置和系统具有单独的功能,可以结合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。
二、 设备构成
ZRFG-PV03型风光互补发电实训系统主要采用光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统构成,如图1所示。ZRFG-PV03型风光互补发电实训系统应用模型块式构造,各装置和系统具有单独的功能,可以结合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。
(1)、 设备尺寸:光伏供电装置1610×1010×1550mm
风力供电装置1578×1950×1540mm
实训储物柜 3200×650×2000mm
(2)、 场地面积:25平方米
三、 各单元简介
1、 光伏供电装置
(1)、 光伏供电装置的构成
光伏供电装置主要采用光伏电池结合套件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向动作机构、摆杆、摆杆减慢速度箱、摆杆支架、一相交流AC电动机、电容器、直线DC电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件构成,如图2所示。
4块光伏电池结合套件并联构成光伏电池方阵,光线传感器装配在光伏电池方阵中央。2盏300W的投射灯装配在摆杆支架上,摆杆底端与减慢速度箱输出端连接,减慢速度箱写入端连接一相交流AC电动机。电动机旋转时,经过减慢速度箱驱动摆杆作圆周摆动。摆杆底端与底座支架连接部分装配了接近开关和微动开关,用来摆杆位置的限位和保护。水平和俯仰方向动作机构由水平动作减慢速度箱、俯仰动作减慢速度箱、直线DC电动机、接近开关和微动开关构成。直线DC电动机旋转时,水平动作减慢速度箱驱动光伏电池方阵作向东方向或向西方向的水平位移、俯仰动作减慢速度箱驱动光伏电池方阵作向北方向或向南方向的俯仰位移,接近开关和微动开关用来光伏电池方阵位置的限位和保护。
(2)、 光伏电池结合套件
光伏电池结合套件的主要功能数值为:
规格限定功率 20W
规格限定电压(V) 17.2V
规格限定电流(A) 1.17A
开路电压(V) 21.4V
短路电流(A) 1.27A
尺寸 430mm×430mm×28mm
2、 光伏供电系统
(1)、 光伏供电系统的构成
光伏供电系统主要采用光伏电源控制单元、光伏输出显露单元、触摸屏、光伏供电控制单元、DSP控制单元、连接口单元、西门子S7-200plc、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、12V开关电源、网孔架等构成。如图3所示。
(2)、 控制方式
光伏供电控制单元的追日功能有手动控制盒自动控制两个状态,可以实行手动或自动运行光伏电池结合套件双轴跟踪、灯状态、灯动作实操。
(3)、 DSP控制单元和连接口单元
蓄电池的充电过程及充电保护由DSP控制单元、连接口单元及程序完成,蓄电池的放电保护由DSP控制单元、连接口单元及继电器完成,当蓄电池放电电压(V)低于规定值,DSP控制单元输出信号驱动继电器作业,继电器常闭触点断开,切断蓄电池的放电线路。
(4)、 蓄电池组
蓄电池组选用4节阀控密封式铅酸蓄电池,主要功能数值:
容量 12V 18Ah/20HR
重量 1.9kg
尺寸 345mm×195mm×20mm
3、 风力供电装置
(1)、 风力供电装置的构成
风力供电装置主要采用叶片、轮毂、发电动机、机舱、尾舵、侧风偏航控制机构、直线DC电动机、塔架和基础、测速仪、测速仪支架、轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、一相交流AC电动机、电容器、风场动作机构箱、护栏、连杆、滚轮、万能转向轮、微动开关和接近开关等设备与器件构成,如图3所示。
叶片、轮毂、发电动机、机舱、尾舵和侧风偏航控制机构组装成水平轴永磁同步风力发电动机,装配在塔架上。风场由轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、测速仪、测速仪支架、风场动作机构箱体、传动齿轮链机构、一相交流AC电动机、滚轮和万能转向轮等构成。轴流风机和轴流风机框罩装配在风场动作机构箱体上部,传动齿轮链机构、一相交流AC电动机、滚轮和万能转向轮构成风场动作机构。当风场动作机构中的一相交流AC电动机旋转时,传动齿轮链机构带动滚轮转动,风场动作机构箱体围绕风力发电动机的塔架作圆周旋转动作,当轴流风机输送可变风量风时,在风力发电动机周围形成风向和风速可变的风场。
在可变风场中,风力发电动机运用尾舵完成被动偏航迎风,使风力发电动机输出电能。测速仪检验测试风场的风量,当风场的风量超过安全值时,侧风偏航控制机构动作,使尾舵侧风45º,风力发电动机叶片转动速度变慢。当风场的风量过大时,尾舵侧风90º,风力发电动机处于限制动作状态。
4、 风力供电系统
(1)、 风力供电系统的构成
风力供电系统主要采用风电电源控制单元、风电输出显露单元、触摸屏、风力供电控制单元、DSP控制单元、连接口单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、可调电阻、断路器、网孔架等构成。
(2)、 控制方式
风力供电控制单元的偏航功能有手动和自动两个状态,可以实行手动或自动可变风向实操。
可变风量是由变频器控制轴流风机完成。手动实操变频器实操面板上的有关按键,使变频器的输出频率在0-50Hz之间改变,轴流风机转动速度在0至规格限定转动速度界限内改变,完成可变风量输出。
(3)、 DSP控制单元和侧风偏航
风力发电动机风轮叶片在气流作用下产生力矩驱动风轮转动,经过轮毂将扭矩写入到传动系统。当风速多加超过规格限定风速时,风力发电动机风轮转动速度过快,发电动机可能因超负荷而烧毁。
对于定桨距风轮,当风速多加超过规格限定风速时,如果气流与叶片分离,风轮叶片将处于"失速"状态,风力发电动机不会因超负荷而烧毁。
对于变桨距风轮,当风速多加时,可按照风速的改变调节气流对叶片的攻角。当风速超过规格限定风速时,输出功率可平稳地保持在规格限定功率上。特别是在大风的现象下,风力机处于顺桨状态,使桨叶和整机的受力状况大为改善。
小型风力发电动机多数是定桨距风轮,在大风的现象下,应用侧风偏航控制使气流与叶片分离,使风轮叶片处于"失速"状态,安全地保护风力发电动机。--还可以经过侧风偏航控制风力发电动机保持恒定功率输出。
5、 逆变与负载系统
(1)、 逆变与负载系统的构成
逆变与负载系统主要采用逆变电源控制单元、逆变输出显露单元、逆变器、逆变器功能数值检验测试模型块、变频器、三相交流AC电动机、发光管舞台灯光模型块、警示灯、接线排、断路器、网孔架等构成。
1)、 逆变电源控制单元
逆变电源控制单元主要采用断路器、+24V开关电源、AC220V电源插座、指示灯、接线端子DT14和DT15等构成。
2)、 逆变输出显露单元
逆变输出显露单元主要采用交流AC电流(A)表、交流AC电压(V)表、接线端子DT16和DT17等构成。
3)、 逆变与负载系统主电子回路
逆变与负载系统主要采用逆变器、交流AC调节速度系统、逆变器测试模型块、发光管舞台灯光模型块和警示灯构成。
逆变器的写入由光伏发电系统、风力发电系统或蓄电池提供,逆变器输出一相220V、50Hz的交流AC电源。交流AC调节速度系统由变频器和三相交流AC电动机构成,逆变器的输出AC220V电源是变频器的写入电源,变频器将一相AC220V变换为三相AC220V供三相交流AC电动机使用。逆变电源控制单元的AC220V电源由逆变器提供,逆变电源控制单元输出的DC24V供发光管舞台灯光模型块使用。逆变器测试模型块用来检验测试逆变器的死区、基波、SPWM波动线。
(2)、 逆变器
逆变器是将低压直线DC电源变换成高压交流AC电源的装置,逆变器的种类很多, 各自的具体作业原理、作业过程不尽相同。本实训装置使用的逆变器由DC-DC升压PWM控制芯片单元、驱动+升压功率MOS管单元、升压变压器、SPWM芯片单元、高压驱动芯片单元、全桥逆变功率MOS管单元、LC滤波器构成。
6、 监控系统
(1)、 监控系统构成
监控系统主要采用一体机、键盘、鼠标、接线排、电源插座、通信线、微软实操系统系统、力控组态系统构成。
(2)、 监控系统功能
1)、 通信
监控系统与控制器、PLC、仪表实行通信。
2)、 界面
①、 监控系统具有主界面,光伏供电系统界面,风力供电系统界面,逆变与负载系统界面,风光互补能量变换界面,分别显露各自的运行状态功能数值。
②、 光伏供电系统界面设定相应的按钮,完成光伏电池方阵自动跟踪。
③、 风力供电系统界面设定相应的按钮,完成风力发电动机侧风偏航控制。
④、 具有光伏发电收集报表和风力发电集报表,记录光伏输出电压(V)、电流(A),风力发电动机的输出电压(V)、电流(A);逆变与负载系统的逆变输出电压(V)、电流(A)、功率等数值并打印数值报表。
7、建筑大楼与智能楼宇电气装配虚拟拟真系统
基于unity3d设计,用户自行按照电脑配备选用不一样的交互界面大小,可选六级画质等级。系统内模型可实行360°旋转、放大、缩小、平移。系统使用过程有小助手提醒,内容如下:
A、湿式报警系统
1、系统基础简介:湿式报警系统基础简介
2、设备认知:设定有视角、设备详情(显露该设备的简介或功能数值)、练习(内置6道选用题,选用正确与错误均有提醒)、原理图(可从原理图中进入到设备中)。设备有:喷头、水流指示器、信号蝶阀、排气阀、火灾报警控制、高管压力表、高位水箱、威亚控制储物柜、稳压罐、流量开关、末端试水装置、排水设施、水泵接合器、水力警铃、延时器、湿式报警器、蝶阀、止回阀、消防泵、安全稳压阀、消防水浸池。
3、原理展示:展示湿式报警系统的作业原理,三维(3D)动画演示,三维(3D)模型半透明化,可以见内部水流。配备装备练习模型块(内置4道选用题,选用正确与错误均有提醒)
4、设计布置:设定有选用题、计算题,每题均有计分,提供并上交后显露正确答案与得分
B、气体灭火系统
1、系统基础简介:气体灭火系统基础简介
2、设备认知:设定有视角、设备详情(显露该设备的简介或功能数值)、练习(内置8道选用题,选用正确与错误均有提醒)、原理图(可从原理图中进入到设备中)。设备有:喷头、HFC-227储瓶、瓶头阀、七氟丙烷单向阀、高压软管、气体单向阀、安全阀、称重报警仪、电磁启动器、选用阀、烟感报警器、火灾报警控制器。
3、原理展示:展示气体灭火系统的作业原理,三维(3D)动画演示,三维(3D)模型半透明化,可以见内部气体。配备装备练习模型块(内置3道选用题,选用正确与错误均有提醒)
4、设计布置:设定有6道选用题,每题均有计分,提供并上交后显露正确答案与得分
C、逃生演练:应用趣味游戏的形式实行教学,在限定的时间内逃出着火房间,选用失误将直接进入分数界面。
四、 主要实训实训内容
(1)光伏发电系统实训
(2)风力发电系统实训
(3)风光互补发电系统实训
(4)PLC能源管理系统实训
(5)单晶硅光伏电池单体的作业原理实训
(6)太阳能电池结合套件方阵设计实训
(7)光伏供电装置及系统的装配、接线与调节测试;
(8)光伏电池方阵输出特性测试;
(9)风力供电装置及系统的装配、接线与调节测试;
(10)逆变与负载系统的装配、接线与调节测试以及相关功能数值测量、下载;
(11)蓄电池组充放电检验测试及功能数值的测量;
(13)MCGS 触摸屏及MCGS通用版与各单元的通信测试
(14)MCGS 触摸屏组态界面实操;
(15)MCGS通用版上位机系统实操练习)
(16)RS232 和RS485等通讯连接线的焊接练习;
(17)太阳能电池结合套件方阵设计及装配、测试;
(18)光伏供电装置及系统的构成与控制实训;
(19)PLC 编程手动、自动控制光伏电池追踪太阳实训;
(20)光敏电阻、电压(V)对比器的作业特性测试;
(21)光伏电池的 I-U 特性及输出功率测试;
(22)风力发电动机及供电系统装配及输出特性测试;
(23)风力发电动机被动偏航与主动偏航功能调节测试;
(24)风力供电系统电气控制原理实训;
(25)PLC 编程手动、自动控制风力发电动机偏航实训;
(26)可经过上位机系统keil5修改相关功能数值通讯实训
(27)逆变器不一样负载设计连接实训;
(28)上位机与各单元通信方式与连接、协议设定实训;
(29)MCGS通用版系统的应用及研发流程实训实训
(30)光伏路灯系统拟真设计;
(31)光伏水泵系统拟真设计;
(32)光伏离网系统拟真设计;
五、 主要技术功能数值

一、光伏供电装置
序号 名称 技术功能数值 数量
1 电池结合套件 功率:≥20W
误差:±5%
输出电压(V):17.2V
输出电流(A):1.17A
开路电压(V):21.4V
短路电流(A):1.27A
作业环境温度:45℃±2℃
尺寸:430*430*28mm
4
2 追日传感器 输出电压(V):0-5V
跟踪精度:1°
构造:电阻分压
1
3 投射灯 摆臂机构:涡轮蜗杆构造(2个减慢速度箱)
电压(V):220V
频率:50Hz
电流(A):1.36A
功率:500W
2
4 追日机构 构造:涡轮蜗杆构造(减慢速度箱)
驱动:直线DC电动机
轴数:双轴二维
1
二、光伏供电系统
序号 名称 技术功能数值 数量
1 光伏电源控制单元 含漏电保护断路器,AC220V和DC24V状态指示灯、AC220V电源插座,接线端子排 1
2 光伏输出显露单元 精度等级:0.5级
显露方式:LED
相数:一相
写入方式:直线DC信号写入
通信连接口:RS485(Modbus RTU协议)
1
3 光伏供电控制单元 电池板跟踪方向:东、南、西、北
投光灯控制:灯1、灯2
投光灯动作方向:东西、西东、停止
自动控制:启动、急停
1
4 触摸屏 7",彩色 1
5 充、放电控制器 核心板,连接口底层基板,信号处置整理板 1
6 PLC S7-200 smart CPU SR40
作业电源:AC 220V
写入:24路
输出:16路
输出类型:继电器型
1
7 可调电阻 可调界限:0~2000O欧姆连续可调
规格限定功率:100W
允许偏差:±5%
外型:圆盘
1
三、风力供电装置
序号 名称 技术功能数值 数量
1 水平轴永磁同步风力发电动机 输出功率:300W
输出(整流)电压(V):> +12V
叶片旋转直径:1m
叶片数量:3个
叶片材料:玻璃纤维
启动风速:1m/s
切入风速:1.5m/s
安全风速:25 m/s
偏航:程序控制自动偏航
偏航电动机:作业电压(V)(DC 24V)、转动速度(25rpm)
1
2 风速仪 输出电压(V):0~5V
风碗数:3个
1
3 轴流通风机 流量:2100m3/h
电压(V):380V(由变频器控制)
全压:215Pa
频率:50Hz
功率:0.37Kw
转动速度:1400r/min
轴流风机支架
轴流风机框罩
1
4 风向控制电动机 减慢速度比:1:40
电压(V):AC220V
和动作机构的链接机构:链轮
1
四、风力供电系统
序号 名称 技术功能数值 数量
1 风力电源控制单元 含漏电保护断路器,AC220V和DC24V状态指示灯、电源插座 1
2 风力输出显露单元 精度等级:0.5级
显露方式:LED
相数:一相
写入方式:直线DC信号写入
通信连接口:RS485(Modbus RTU协议)
1
3 风力供电控制单元 风场动作方向:顺时、逆时
偏航控制:偏航、停止
自动控制:启动、急停
1
4 触摸屏 7",彩色 1
5 充、放电控制器 核心板,连接口底层基板,信号处置整理板 1
6 PLC S7-200 smart CPU SR40
作业电源:AC 220V
写入:24路
输出:16路
输出类型:继电器型
1
7 变频器 V20
电压(V):1AC220V~240V
规格限定输出功率:0.37KW
1
8 可调电阻 可调界限:0~1000欧姆,连续可调
规格限定功率:100W
允许偏差:±5%
外型:圆盘
1
五、逆变与负载系统
序号 名称 技术功能数值 数量
1 逆变电源控制单元 含漏电保护断路器,AC220V和DC24V状态指示灯、电源插座 1
2 逆变输出显露单元 精度等级:0.5级
显露方式:LED
相数:一相
写入方式:交流AC信号写入
通信连接口:RS485(Modbus RTU协议)
1
3 逆变装置 写入电压(V):DC12V
写入电压(V)界限:DC9.5V-15.5V
输出电压(V):AC180~220V可调±5%
规格限定输出电流(A):1.4A
输出频率:50Hz~60Hz可调±0.5Hz
规格限定功率:300VA
输出波动线:正弦波
波动线失真:<5%
变换效率:>85%
1
4 开关电源 型号:DR-120-24
写入电压(V):AC220V
输出电压(V):DC24V
输出电流(A):5A
1
5 变频器 MM420-0.12Kw 1
6 电动机负载 功率:25W
电压(V):AC220V
转动速度:1300rpm
1
7 模仿舞台灯光负载 二极管字样为"KNT"的发光模型块 1
8 铅酸蓄电池 容量:12V/18Ah/20HR
重量:1.9kg
尺寸:345*195*20mm
4
六、监控系统
序号 名称 技术功能数值 数量
1 工控机 含键盘鼠标 1
2 组态系统 力控 1
3 串行口网关服务器 8路 1
4 工业以太网交换机 8路 1
七、新能源光伏系统设计系统
1 新能源光伏系统设计系统 主要功能应包括对光伏电站的系统设计、模仿运行、财务解析和投资估算、经济评价、输出设计方案及可研报告等
能够提供全国各地的权威气象数值,以及各种光伏电站所需产品的数值库。
需含有对光伏路灯、光伏水泵等小型光伏发电系统的设计和对离网光伏发电系统的设计。
对路灯的设计应含有照明设计和灯杆设计。
对水泵的设计应提供直线DC水泵和交流AC变频水泵两种水泵的设计。
提供知名厂商的选型图纸文档实训指导书库,提供按照所选的产品(光伏结合套件、蓄电池、控制器、并网逆变器、离网逆变器、汇流箱等),自动展示该产品的详细技术功能数值。
设计完成后,能够提供详细的经济性解析,包括投资及运行成本等。
设计完成后,能够提供详细的环保效益解析,包括温室气体减排量和标煤节约量等。
可按照给定信息计算出光伏电站的发电量与整体收益,并对电站的整体投资价值实行估算。
中文版界面
教师教学设计系统:系统可以导入3DS、STL文件。并支持经过系统对此文件实行重新编辑,支持AC设定、CA设定、TA设定,将"AC设定"和"CA设定"中的动作实行串连,并可以设定每个动作的启停时间,同时还具备全部重置和全部删除功能。可以经过平台配套control将模型动画文件载入到课件上实行三维(3D)动画教学,完成课件中完全三维(3D)交互。该文件可支持PPT播放。
虚拟频谱仪、逻辑解析仪、示波器、三用表拟真系统:本系统为apk的格式,可在PC端使用,也可在位移端使用,本系统的功能有:电阻的测量、交流AC电压(V)的测量(测量变压器,若变压器测量烧坏多用表时,冒黑烟提醒并可以重置多用表)、晶体管的极性判别、直线DC电压(V)测量(通电流(A)表档时灯光亮)、直线DC电流(A)的测量、以及电容好坏的判别。本系统可随意拖动红色与黑色笔头,2个笔头拖拽至被测物体上定位时显露红圈,如未定位准确无红圈显露,可以在实行错误实操的时(如所选测量范围错误、所测数值错误等等),仪表指针将无反应、提醒错误重新测量等,本多用表可选用交流AC电压(V)档,直线DC电压(V)档,电阻档,电流(A)档,电阻调0,并而且可放大显露数值,可清楚观看所测数值大小。学生可以经过本系统学习掌控把握多用表的正确使用方法。
虚拟多用表功能数值:
交流AC电压(V)测量范围档位分:10、50、250、1000
直线DC电压(V)档位分:0.25、1、2.5、10、50、250、1000
欧姆档分:x1,x10,,100,,1000,,1K,x10K,x100K
电流(A)表档位:50μa、0.5、5、50、500
BATT:1.2-3.6V,RL=12Ω
BUZZ:R×3
红外发射检验测试功能:垂直角度±15°距离1-30cm
三极管测量孔
1
八、实训台
序号 名称 技术功能数值 数量
1 网孔板实训台 竖式网孔板基础构造:下方为工量具箱+4个轮子,上方为竖式网孔板
尺寸:800(长)*600(宽)*2000(高)
外框体结构包括:铝制型材;
内嵌喷塑铁板
铁板尺寸:1200*820mm
铁板厚度:2mm
网孔板配备有推拉式抽屉,抽屉应用型材外框、2mm铁板下部;
网孔架下部装备有滑轮。
4
2 微软实操系统 Window 7 1
3 通讯电缆 网线 1
4 实训指导书 风光互补发电系统实训指导书
1


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