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风光互补发电实验系统|风力发电技术及应用实训装置

风光互补发电实验系统|风力发电技术及应用实训装置
风光互补发电实验系统|风力发电技术及应用实训装置

风光互补发电实验系统|风力发电技术及应用实训装置
本设备是全国职业院校技能大赛指定产品SPV01型光伏发电实训系统的同系列产品。设备由光源模拟跟踪装置、风源模拟发电装置、风光互补模拟发电控制系统、能量转换控制存储系统、离网逆变负载系统、监控系统六个部分组成,各功能部分通过通讯电缆和连接电缆进行连接,形成一套能够展示并动手设计、安装、调试的新能源发电工厂应用的设备。

产品型号:BPTEP-SW61型

联系方式

021-62985523/62981816

产品介绍

风光互补发电实验系统|风力发电技术及应用实训装置

风光互补发电实验系统|风力发电技术及应用实训装置产品描述

本设备是全国职业院校技能大赛指定产品SPV01型光伏发电实训系统的同系列产品。设备由光源模拟跟踪装置、风源模拟发电装置、风光互补模拟发电控制系统、能量转换控制存储系统、离网逆变负载系统、监控系统六个部分组成,各功能部分通过通讯电缆和连接电缆进行连接,形成一套能够展示并动手设计、安装、调试的新能源发电工厂应用的设备。

产品涉及专业

面向高等院校、高职院校的电气工程及自动化、机电一体化技术、计算机控制技术、电力系统自动化技术、电子信息工程、能源动力等领域。

特点及优势

    完整展示了太阳能电池板跟踪模拟光源,太阳能电池板给蓄电池充电,风力发电机模拟风源,风力发电机给蓄电池充电,通过逆变器给交流220V负载供电,并通过监控软件监测和控制相关设备。模块化设计让学生能够充分掌握整个系统的工作原理。

系统参数

l  输入电源:AC220V±10% 50Hz;

l  整机功率:4Kw

l  外形尺寸:5000×800×2000mm

l  工作环境:温度-5℃~40℃

l  湿度:<80%(25℃)

l  海拔:<4000m

基本组成

l  光源模拟跟踪装置

l  风源模拟发电装置

l  风光互补模拟发电控制系统

l  能量转换存储控制系统

l  离网逆变负载系统

l  监控系统

实验实训内容

l  光源跟踪模拟控制系统相关实验

l  风源模拟控制系统相关实验

l  风光互补控制系统相关实验;

l  离网逆变负载系统相关实验;

l  监控系统相关实验;

一、   光源模拟跟踪装置及系统

单元功能

利用支架上的三盏投光灯来模拟太阳(晨日太阳、午日太阳、夕日太阳)的运行轨迹,太阳光跟踪传感器采集模拟太阳光位置信息。通过PLC编程,根据传感器信息,控制二维执行机构动作,实现太阳能电池板正对着模拟太阳光。同时留有RS485端口,方便监控软件对PLC进行监控。

单元特点

l     二维运动机构,实现太阳能电池板对光源的准确跟踪;

l     PLC编程,实现对模拟太阳光源的跟踪;

l     太阳光跟踪传感器的使用。

单元参数

l  太阳能电池规格: 20W/18V*4;

l  模拟光源功率:300W*3;

l  跟踪方式:二维跟踪;

l  跟踪精度:< ±1.5°;

l  电机功耗:< 16W;

l  电机工作电压:DC12V;

l  抗风等级:10级;

l  机械寿命:>25年;

l  外形尺寸: 1100mm*1240mm*1710mm。

l  PLC:西门子S7-200

主要实验

l  PLC编程实验;

l  太阳能电池板跟踪实验;

l  PLC通信监控实验;

l  太阳能跟踪传感器使用实验;

l  太阳能电池板发电原理实验。

二、   风源模拟发电装置及控制系统

单元功能

通过PLC编程控制无级调速的变频器及电机来带动风力发电机,来模拟不同环境下的风场,同时留有RS485端口,风速、风向以及PLC检测状态可以通过组态软件进行监控。

单元特点

l  实物一体化设计,真实的展现风力发电的系统构成。利用辅助设备来实现风源的模拟输出,通过不同的负载较真实的反映风力发电系统的运行状况;

l  在风力发电机运行中,系统出现故障时,有防止风力发电机空转、飞车的保护功能;

l  具有蓄电池防反接保护,蓄电池防脱节保护,蓄电池损坏保护功能;

l  过风速,充电电流过大时,控制器自动对风力发电机卸荷,小电流对蓄电池充电;

l  蓄电池充足后(当蓄电池电压充至额定电压125%),控制器自动将风力发电机刹车,停止对蓄电池充电;

l  当蓄电池电压降至额定电压108%时,风力发电机自动恢复对蓄电池充电;

l  控制器具有手动紧急刹车开关,用户可根据情况使用。使用此开关,风机将强制性刹车。

单元参数

l  风力发电机:300W,叶轮直径:1m,启动风速:2.3m/s,切入风速:3m/s,额定风速:12m/s,三相交流电输出,支架高度1.5m,总高度2.6m;

l  风速风向仪:风速:0~45M/S, 风向:0~360°,精度±0.3M/S ± 3°,工作电源: AC 220V,50HZ,DC 12V可选。过风速报警、欠风速报警、液晶显示风速、配有与PC通讯的接口:RS-232;

l  可调速的鼓风机:轴流风机(300W)

l  电气操作柜:仪表显示、控制按钮(开关)、户用型控制器、风速仪、鼓风机调速。

l  PLC:西门子S7-200

l  变频器:西门子MM420

主要实验

l  PLC编程实验;

l  风速风向控制实验;

l  PLC通信监控实验;

l  限速机械保护系统原理实验

l  限速电控保护系统原理实验

l  风力发电zui大功率点跟踪控制实验

l  风机过功率保护实验

l  风机超速保护实验

l  不同转速下风力发电曲线实验

l  风况检测实验

l  独立风机系统实验

l  变频调速实验

l  综合实验

三、   能量转换控制存储系统

单元功能

通过控制系统将太阳能电池板和风力发电机产生的能量转变成蓄电池的电能存储起来。用户可以通过LCD人机对话单元了解控制系统中的蓄电池参数、风能参数、系统参数、时间参数等相关实时参数,并对控制系统中的相关参数进行设置。单元模块中的可调电位器用来模拟系统的采集参数,以检验系统参数设置是否合理,系统是否能即时响应。网孔板上的可调电阻用来测量当前系统的zui大功率点,用户可以利用可调电阻完成当前系统伏安特性曲线的绘制,找出系统当前的zui佳工作点。

单元特点

n  将风光互补发电控制器分解成独立的功能模块,方便学生了解内部工作原理;

n  通过LCD可以了解太阳能电池、风力发电机、蓄电池等相关参数;

n  通过设置各种保护点,并配合相关实验,方便学生了解相关参数及意义;

n  留有各种测试点,方便学生了解相关电气参数及意义;

n  通过RS485组网通信,实现远程监控。

单元参数

l  蓄电池容量:24V/40AH;

l  工作环境:温度 -10-40℃  湿度≤80%;

l  外形尺寸: 800mm*610mm*2000mm;

l  控制器额定输出电压、电流:24V/10A。

主要实验

l  太阳能电池板参数设置实验;

l  风力发电机参数设置实验;

l  蓄电池参数设置实验;

l  系统参数设置实验;

l  控制器系统通信实验;

l  控制系统充电实验;

l  伏安特性曲线绘制实验;

l  zui佳功率点跟踪实验。

 

四、   离网逆变负载系统

单元功能

通过逆变系统将蓄电池的直流24V转变成交流220V来供交流负载使用。用户可以通过LCD人机对话单元了解逆变系统中的蓄电池参数、逆变器参数、系统参数、时间参数等相关实时参数,并对逆变系统中的相关参数进行设置。

单元特点

l  将逆变器系统分解成多个独立的功能模块,方便学生了解内部原理;

l  通过LCD人机界面,方便学生了解逆变器及蓄电池的相关参数;

l  通过设置参数并配合相关实验,方便学生了解相关参数及意义;

l  通过设置保护点并配合相关实验,方便学生了解相关电气保护的工作原理;

l  留有各种测试点,方便学生了解相关电气参数;

l  通过RS485组网通信,实现远程监控。

单元参数

l  额定输入电压:DC24V;

l  额定输出电压:220V±10%、50Hz±1Hz;

l  额定功率:200VA;

l  输出功率因数:≥0.80(感性负载、容性负载);

l  逆变效率:≥80%;

l  电压调整率:线性负载≤3%,非线性负载≤5%;

l  外形尺寸: 800mm*610mm*2000mm。

主要实验

l  逆变器参数设置实验;

l  SPWM波形测试实验;

l  逆变器保护实验;

l  逆变器输出电压PID调节实验;

l  交流负载实验。

 

五、   监控系统

单元功能

    实现对光源模拟跟踪装置及系统、风源模拟发电装置及系统、能量转换存储控制系统、离网逆变负载系统的监控,实时显示相关参数,以及实现风速风向系统的控制、风能能控制器的启动与停止、逆变器的启动与停止。能够绘制相关曲线,生成和打印相关报表。

单元特点

l  电力行业专用工控机,提高了系统的可靠性;

l  RS485通信,实现了远程监测和控制;

l  运用组态软件,方便学生编程;

l  电力行业各种专业术语,方便学生了解和掌握。

单元参数

l  计算机:专用工控机;

l  监控方式:力控组态软件;

l  显示屏:工业显示屏。

主要实验

l  RS485组网通信实验

l  风源模拟发电装置及系统监测控制实验;

l  能量转换存储控制系统监测及控制实验;

l  离网逆变负载系统监测及控制实验;

l  风力发电系统曲线绘制实验;

l  风力发电系统报表生成和打印实验。

   六、   主要配置参数

一、风力供电执行单元

序号

名称

技术参数

数量

1

风力发电机

叶片旋转直径:1m
叶片数量:6个
叶片材质: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
偏航电机:工作电压(DC 24V)、转速(25rpm)

1

2

风速仪

输出电压:0-5V
风碗数:3个

1

3

轴流通风机

流量:2100m3/h
电压:220V
全压:215Pa
频率:50Hz
功率:0.25Kw
转速:2800r/min

1

4

风向控制电机

减速比:1:40
电压:AC220V
和运动机构的链接机构:链轮

1

二、光伏供电执行单元

序号

名称

技术参数

数量

1

电池组件

功率:20W
误差:±5%
输出电压:17.2V
输出电流:1.17A
开路电压:21.4V
短路电流:1.27A
工作环境温度:45℃±2℃
尺寸:430×430×28mm

4

2

追日传感器

输出电压:0-5V
跟踪精度:1度
结构:4电桥

1

3

投光灯

电压:220V
频率:50Hz
电流:1.36A
zui大功率:300W

2

4

追日机构

结构:涡轮蜗杆结构
驱动:直流电机
轴数:双轴二维

1

三、风力供电单元

序号

名称

技术参数

数量

1

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

风电控制电源单元

含漏电保护断路器,AC220V和DC24V状态指示灯

1

3

触摸屏

7",彩色

1

4

功能模块

DSP核心板2812,通信控制板,风力发电主电路板

1

5

直流输入单元

电流表:PA1951-AK1G,DC 0-5A
电压表:PZ195U-AK1G,DC 0-500V
接口:RS485

1

6

光伏供电控制单元

风场运动方向:顺时、逆时
轴流风机控制:给风
偏航控制:偏航、停止
自动控制:启动、急停

1

7

PLC

S7-200 CPU226

1

8

可调电阻

范围:0-1000Ω,无级可调(有刻度)

1

四、光伏供电单元

序号

名称

技术参数

数量

1

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

光伏控制电源单元

含漏电保护断路器,AC220V和DC24V状态指示灯

1

3

触摸屏

7",彩色

1

4

功能模块

DSP核心板2812,通信控制板,光伏发电主电路板

1

5

直流输入单元

电流表:PA1951-AK1G,DC 0-5A
电压表:PZ195U-AK1G,DC 0-500V
接口:RS485

1

6

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
投光灯运动方向:东西、西东、停止
自动控制:启动、急停

1

7

变频器

FR-D720S-0.4K

1

8

PLC

S7-200 CPU226

1

9

可调电阻

范围:0-1000Ω,无级可调(有刻度)

1

五、逆变与负载单元

序号

名称

技术参数

数量

1

逆变输出显示单元

电流表:AC 0-5A
电压表:AC 0-500V
接口:RS485

1

2

逆变控制电源单元

含漏电保护断路器,AC220V和DC24V状态指示灯

1

3

触摸屏

7",彩色

1

4

功能模块

DSP核心板2812,通信控制板,IGBT主电路单元,逆变驱动板

1

5

开关电源

型号:DR-120-24
输入电压:AC 220V
输出电压:DC 24V
输出电流:5A

1

6

变频器

FR-D720S-0.4K

1

7

电机负载

功率:25W
电压:AC220V
转速:1300rpm

1

8

模拟舞台灯光负载

二极管字样为“KNT”

1

9

蓄电池:

铅酸电池、12V/20Ah

4

六、监控单元

序号

名称

技术参数

数量

1

直流电机负载

直流单片机负载

1

2

工控机

4个串口,含键盘鼠标

1

3

组态软件

力控

1

4

打印机

HP Deskjt 1000

1

七、实验台

序号

名称

技术参数

数量

1

网孔板实验台

竖式网孔板基本结构:下方为工具箱+4个轮子,上方为竖式网孔板
尺寸:800(长)×600(宽×2000(高)
外框架构成:铝合金型材;
内嵌喷塑钢板
钢板尺寸:1200mm×820mm
钢板厚度:2mm
钢板孔规格:上方孔尺寸6×10mm,孔左右间距为6mm,上下间距为6mm且错位8mm;
网孔板配有推拉式抽屉,抽屉采用型材外框、2mm钢板底部;
网孔架底部装有滑轮。

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