SB-FGT-B2.5KW風光互補發電教學實驗系統
一、產品概述
本產品是集于太陽能發電及風力發電為一體的新型教學演示實驗系統。可完成風力發電和太陽能發電及基站的供電及并網逆變電源系統集成的相關實驗及教學演示。
1.1系統主要應用范圍
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、產品特點
◆ 系統實驗平臺集成了室內溫/濕度儀，風速測量、光照度測量系統，讓使用者操作起來更直觀。
◆ 系統采用32位數字化DSP技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。
◆ 系統內置DC-AC電源，具有小體積、高效率及高功率因數輸出。
◆ 系統面板上采用直觀的數字表和液晶顯示，讓用戶了解當前系統工作狀態。
◆ 系統上的離網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。
◆ 系統增加市電與風光互補發電切換模塊，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
永磁同步風力發電機
模擬風洞
風光互補控制器
離網逆變電源
并網同步逆變電源
雙軸跟蹤支架
測風系統
三、主要技術規格參數
1、系統規格
◆ 系統工作電壓：48V DC 220VAC
◆ 系統最大電流：75A
◆ 系統最大功率：3000W
2、單晶硅太陽能電池規格
◆ 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，
◆ 系統開路電壓：72V
3、風機力發電機參數(室內)
◆ 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&不銹鋼
4、風光互補控制器規格
◆ 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：>0.88
◆ 波形失真率≤5%
◆ 工作環境：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分鐘連續可設置
◆ 內部存儲： 4M bit
◆ 通訊接口： RS-232/485/USB通訊
◆ 環境溫度： -40℃～50℃
◆ 轉速傳感器：0～5000 風力發電機轉速檢測顯示（室內）
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（數字量輸入）、DO（數字量輸出）、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、監控系統（工業觸摸屏）
◆ 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
◆ 內存：64M
◆ 存儲設備：128M FLASH
◆ 組態軟件：MCGS嵌入式組態軟件（運行版）
外部接口：
◆ 串口：1×RS232、1×RS485
◆ USB ：1主1從
產品規格
◆ 結構：工業塑料結構
◆ 顏色：工業灰
◆ 面板尺寸：226.5mm×163mm
◆ 機柜開孔：215mm×152mm
9、電表規格
◆ 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，室內溫、濕度
10、負載：
直流負載
◆ 28LED路燈：×1個，帶PWM調光功能，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
◆ 蓄電池數量：4節
12、監測系統：
高性能風光互補智能控制器，含PC端Zigbee無線監控模塊，與太陽能教學模塊Zigbee發射模塊，透過IEEE802.15.4標準無線協定截取I(電流)V(電壓)值至PC端顯示以便監控。
13、監控軟件
◆ PC監控模塊：監控主機、監控軟件。
◆ 顯示內容：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。
風力發電系統工作主界面 風力電系統工作數據主界面（可切換不同曲線界面）
當前風資源數據主界面
二、教學及研究實訓項目
2、1、永磁同步風力發電機系統運行過程風能量變換演示和實驗
實驗1、風力發電基礎理論原理性實驗
實驗2、風力發電系統設計實驗
實驗3、風力發電控制技術實驗
實驗4、風力發電相關測量技術實驗
實驗5、風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗
實驗6、發電機轉速與輸出電壓關系實驗
實驗7、發電機轉速與輸出電流關系實驗
實驗8、發電機轉速與輸出頻率關系實驗
實驗9、風速即轉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、太陽能照明系統設計；
實驗11、太陽能系統電器負載實驗；
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 離網逆變器設計實驗
實驗17 離網逆變器工作特性實驗
實驗18 離網逆變器帶載及保護實驗
實驗19 并網逆變器設計實驗
實驗20 并網實驗
2、3、PLC實訓內容
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系統的硬件組態及程序編制
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、觸摸屏實訓內容
實驗一 組態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、動態圖
實驗四 數字輸入和文數字顯示
實驗五 歷史資料顯示
實驗六 系統控制讀寫
實驗七 控制系統中觸摸屏的畫面
實驗八 狀態圖
實驗九 控制系統中PLC的程序
三、主要設備清單
|
序號 |
名 稱 |
型 號 |
數 量 |
單 位 |
|
1 |
風光互補發電系統控制臺 |
|
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永磁同步發電機 |
|
1 |
臺 |
|
6 |
1000W永磁同步發電機 |
|
1 |
臺 |
|
7 |
風力發電機塔架 |
|
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 |
