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风力发电及景物互补实验实训装备
风力发电及景物互补实验系统
主要功效
1、开放式双馈风力发电仿真平台实验内容
1、双馈风力发电机平台认知实验
2、三相交流负载实验
3、三相异步电机电动实验
4、三相交流变频输出实验
5、风力机转速转变模拟控制实验
6、双馈电念头电动实验
7、亚同步并网实验
8、同步并网实验
9、超同步并网实验
10、亚同步离网实验
11、风力发电控制战略及编程实验
12、最大风能跟踪实验
13、最大功率跟踪MPPT原理及控制实验
14、有功、无功解耦控制实验
15、并网及功率运送实验
16、电能质量剖析实验
景物互补实验系统实验内容：
1、太阳能电池板追日跟踪系统设计调试与编程设计实验 ；
2、光伏组件伏安特征测试实验 ；
3、情形对光伏能量转换影响实验 ；
4、风速与输出功率关系实验 ；
5、发电机转速与输出电压、电流、功率关系实验 ；
6、景物互补控制器事情原理及性能测试实验 ；
7、景物互补控制器手动调理占空比丈量光伏和输出电压、电流实验 ；
8、景物互补最大功率跟踪系统设计实验 ；
9、景物互补控制器清静� ；ぜ吧杓剖笛� ；（包括风机电压、太阳能电池板电压、蓄电池电压、蓄电池充放电电流、蓄电池的荷电状态显示）
10、景物互补控制器通讯丈量实验 ；
11、PWM输出实验 ；
12、功率开关MOS管控制负载驱动实验 ；
13、蓄电池充电控制算法实验 ；
14、蓄电池过放� ；に惴ㄊ笛� ；
15、蓄电池过充� ；に惴ㄊ笛� ；
16、直流负载输出控制实验 ；
17、时控负载输出实验 ；
18、光控负载输出实验 ；
19、时控+光控负载输出实验 ；
20、风机自动卸荷� ；に惴ㄊ笛� ；
21、风电转变自动功率跟踪实验 ；
22、光伏转变自动功率跟踪实验 ；
23、离网逆变器装置调试与系统设计实验 ；
24、离网逆变器参数设置与电能质量剖析实验 ；
25、离网逆变器清静� ；ぜ吧杓剖笛� ；
26、离网逆变器通讯丈量实验 ；
27、并网逆变器装置调试与系统设计实验 ；
28、并网逆变器参数设置与电能质量剖析 ；
29、并网逆变器清静� ；ぜ吧杓剖笛� ；
30、并网逆变器通讯丈量实验 ；
31、孤岛效应实验 ；
32、太阳能发电系统运行与联调实验 ；
33、风电场发电系统运行与联调实验 ；
34、景物互补综合MPPT算法设计实验 ；
35、风力发电机侧风偏航控制程序设计实验 ；
36、景物互补发电能源监控治理系统组态设计实验
2、主要的建设内容
随着现代化建设的一直生长，手艺标准及施工工艺都在爆发转变，一直有新的手艺规范出台。社会上急需一大批具备适度基础理论知识，适用手艺知识面宽，工程实践能力强，能顺应电气领域手艺生长需要的高等手艺应用型人才。“风力发电和景物互补”手艺是现代电气工程手艺职员必需掌握的内容之一。
3、建设目的等
该装置能知足高等院校“电机与电力拖动”、“电力系统剖析”等课程的实训教学的要求，同时能够让学生自力自主举行下手实训和结业设计。
主要手艺参数
一、开放式双馈风力发电仿真平台系统要求
3kw双馈模拟风机组手艺要求
1、接纳一台变频调速三相异步电机发动一台双馈发电机运行。
2、异步电念头功率为3-6kw，异步电机变频器功率：3-6kw。双馈发电机的功率为3-6kw。
3、异步电念头和双馈发电机装置在统一个底座上，使用联轴器相毗连。采双馈4极发电机，测速接纳用增量式光电编码器实时丈量电机转速和转子位置。
4、机组接纳单独的风机调速器，调速器配合上位机、整流器、变频器用来实现定桨距变速恒频发电机功率最大追踪。须详细形貌调速器的事情原理，通讯拓扑结构等。
模拟双馈励磁控制柜（含代码开放）
1、机侧PWM励磁控制柜为转子绕组提供励磁电流，接纳DSP控制器，运行电网电压定向矢量控制模子。
2、PWM变换器可以凭证需要事情在整流状态或逆变状态，能量可以双向流动，定子侧电流和网侧电流的巨细和功率因数都是可调的，整个双PWM变换器可以事情在四象限状态。
3、励磁控制柜通过PWM励磁变频器在电机转子绕组中施加三相低频交流电实现的。调理励磁电流频率，可以确保定子侧输出频率坚持恒定 ；投标文件手艺计划中须详细叙述整个机侧控制的实现原理和拓扑结构。
4、励磁控制柜：须提供全套硬件原理图和pcb图纸和底层驱动源代码，CCS主程序工程文件（可直接编译、仿真、烧写等），开放控制DSP仿真接口，可以举行二次开发。提供厂家源代码开放允许书以及源代码开放列表。
5、柜体接纳标准电力柜。
模拟双馈网侧逆变柜（含代码开放）
1、变流柜功率为3KW，接纳工频隔离变压器设计，� ；すπ晟�，系统可靠性高，�？榛杓票阌谧爸梦�。
2、需接纳32位专用MCU芯片，具备浮点运算功效，手艺计划中无功功率可调，功率因数规模超前0.9至滞后0.9。投标文件手艺计划中必需详细叙述整个网侧逆变的实现原理和拓扑结构。
3、接纳智能功率�？�，转换效率高。先进的MPPT控制算法，适时追踪最大输出功率。
4、纯粹弦波输出，自动同步并网，电流谐波含量小，对电网无污染、无攻击 ；自动+被动的双重检测手艺，实现反孤岛运行控制，完善的� ；ず捅ňπ�，可配备RS232/RS485通讯接口，实现远程数据收罗和监视。
5、逆变柜：必需提供全套硬件原理图和pcb图纸和底层驱动源代码，CCS主程序工程文件（可直接编译、仿真、烧写等），开放控制DSP仿真接口，可以举行二次开发。投标文件须提供厂家源代码开放允许书以及源代码开放列表。
6、控制界面：主机接纳工控机，500G硬盘，2G内存，8串口、1网口 ；显示器接纳19英寸液晶显示屏 ；具备统管整个系统的功效，设置总开关、脱离关、启动、阻止等按键。
7、柜体柜体接纳标准电力柜。
双馈式风力能源监控软件
1、主界面，显示系统事情的运行信息以及运行状态、所有实验控件、系统的启�？丶⒁约笆凳钡牡缪沟缌鞑ㄐ慰丶� ；
2、实时波形收罗界面，显示发电机组输出电流波形、整流器输出直流电压和直流电流波形、逆变器输出交流电压和交流电流波形。
3、SVPWM算法界面，用户在此界面可以举行SVPWM算法验证，同时可以对SVPWM算法结构一目了然。包括对整流测SVPWM算法结构和逆变侧SVPWM算法结构。
4、MPPT实验界面，MPPT实验包括可控整流和不可控整流，用户可以比照二者的区别 ；
5、历史生涯界面，用户可以将波形或者运行信息等数据生涯起来，以供后续处置惩罚。
6、上位机给出桨距角、叶片半径、转动惯量等值后，调速器会凭证最大风能使用系数推到出对应的发电机转速和变频器输出转矩，进而实现MPPT历程。投标文件手艺计划必需给出风机模拟上位机界面图片，风机模拟软件的详细使用先容，并详细叙述怎样由这些风能系数推算出需要的电机转速和转矩。
7、接纳MODBUS协议，可直接通过监控软件操作系统装备。
8、上位监控软件需要接纳QT语言编写，开放所有源程序代码，以便举行二次开发。电能质量剖析实验
二、开放式景物互补发电实验系统 手艺要求
1、模拟追日光伏发电系统：
接纳靠近太阳光光谱的模拟太阳光源追日系统，实现现场白天仿真实验情形和智能控制，使得实验随时都可以举行，而不需要受天气转变的限制。
1.1光伏电池组件
接纳4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵。
额定功率：Pm=4*20W 事情电压：Vmp=18.0V
开路电压：Voc=22.30V 短路电流：Isc=1.30A
一连过载能力：不低于110%
瞬时过载能力：不低于140%，10秒
1.2追日装置
模拟光源功率：2*300W
追日方法：双轴，俯仰±60°，旋转360°
追日精度：大于±0.3°
追日传感器：不小于精度0.1°，接纳PE滤光质料
2、偏航变换风电场系统 ；（风向、风速转变及控制）
2.1风力发电机
额定功率：300W
输出（整流）电压：＞ +12V
叶片旋转直径：1.1-1.4m
叶片数目：3个
启动风速：1m/s，切入风速：1.5m/s ，清静风速：25 m/s。
偏航：程序控制自动偏航 ；
偏航电机：事情电压（DC 12V）、转速（5rpm）
2.2侧风偏航系统
接纳可变尾翼控制，凭证风力巨细实现侧风偏航，自动实现最优的风力发电角度，0-90°变换。
2.3风源模拟装置
流量：2100m?/h
电压：380V（由变频器控制）
全压：215Pa
频率：50Hz
功率：0.3-0.5Kw
转速：1400r/min
轴流风机支架，轴流风机框罩
3、风电场控制系统：
接纳PLC控制器，实现控制整个侧风偏航，控制风场的运动。
4、开放式景物互补控制器系统 ；
4.1、RS485通讯功效：
支持包括MODBUS在内的多种通讯协议并能与上位机举行通讯的参考程序，上位机可通过RS485通讯接口从控制器读取目今电池电压、电池输入输出电流、电池电量状态、风电输入电压、风电输入电流、系统时间、风力发电机板温度、风电输入功率、光伏输入电压、光伏输入电流、系统时间、电池板温度、光伏输入功率数据 ；上位机还可以通过RS485通讯接口对控制器举行一些主要参数的设置如：电池标称容量、过放� ；ぜ薜缪埂⒐浔 ；ぜ薜缪埂⑾低呈奔洹⒆氨刚竞诺�。
4.2、液晶显示和参数设置功效：
接纳自力的控制器系统，设置LCD显示屏，通过按键在屏幕上切换显示电池电压、电池输入输出电流、电池电流状态、风电输入电压、风电输入电流、系统时间、风力发电机板温度、风电输入功率、光伏输入电压、光伏输入电流、系统时间、电池板温度、光伏输入功率数据 ；实现控制器主要参数的设置如：电池标称容量、过放� ；ぜ薜缪埂⒐浔 ；ぜ薜缪埂⑾低呈奔洹⒆氨刚竞诺�。设置手动改变控制风电和光伏输入的信号的占空比功效，进而改变风电和光伏输入电压电流。提供控制风力发电机制动启停功效。
4.3、系统� ；ず捅ňπВ�
设置蓄电池反接� ；ぁ⑿畹绯毓涔疟 ；ぁ⒊浞诺绻鞅 ；ぁ⒎缌Ψ⒌缁氖侄羝戎贫πА⑾低撤览追览擞抗πА⒐卤 ；げ⑻峁┖斓票ň�。
设置系统辅助� ；さ缏饭π�，由自力的CPU控制，对控制器系统举行须要的� ；��？趴刂破鹘沟憧刂瞥绦蚓傩卸慰⑹�，提供系统的硬件� ；�。
4.4、开放式自力焦点板设计：
控制器控制单支持DSP、单片机等，可升级的自力焦点板模式设计。支持二次开发平台，开放底层硬件结构，软件设计流程。
4.5、富厚的波形测试功效：
支持PWM波形、功率等测试平台。
5、开放式离网逆变器系统：
5.1、RS485通讯功效：
具备RS485通讯接口，能支持包括MODBUS在内的多种通讯协议并能与上位机举行通讯的参考程序，上位机可通过RS485通讯接口从控制器读取目今电池电压、电池输入输出电流、电池电量状态、风电输入电压、风电输入电流、系统时间、风力发电机板温度、风电输入功率数据 ；上位机也可以通过RS485通讯接口对控制器举行一些主要参数的设置如：电池标称容量、过放� ；ぜ薜缪埂⒐浔 ；ぜ薜缪埂⑾低呈奔洹⒆氨刚竞诺�。
5.2、液晶显示和参数设置功效：
控制器设置LCD显示屏，通过按键在屏幕上切换显示电池电压、电池输入输出电流、电池电流状态、风电输入电压、风电输入电流、系统时间、风力发电机板温度、风电输入功率数据 ；实现控制器主要参数的设置如：电池标称容量、过放� ；ぜ薜缪埂⒐浔 ；ぜ薜缪埂⑾低呈奔洹⒆氨刚竞诺�。设置手动改变控制风电输入的信号的占空比功效，进而改变风电输入电压电流。提供控制风力发电机制动启停功效。
5.3、系统� ；ず捅ňπВ�
设置蓄电池反接� ；ぁ⑿畹绯毓涔疟 ；ぁ⒊浞诺绻鞅 ；ぁ⒎缌Ψ⒌缁氖侄羝戎贫πА⑾低撤览追览擞抗πА⒐卤 ；げ⑻峁┖斓票ň�。
设置系统辅助� ；さ缏饭π�，由自力的CPU控制，对控制器系统举行须要的� ；��？趴刂破鹘沟憧刂瞥绦蚓傩卸慰⑹�，提供系统的硬件� ；�。
5.4、开放式自力焦点板设计：
控制器控制单支持DSP、单片机等，可升级的自力焦点板模式设计。支持二次开发平台，开放底层硬件结构，软件设计流程。
5.5、富厚的波形测试功效：
支持SPWM波形、死区时间、基波等测试平台。
5.6、市电互补功效：
新能源爆发的电(如太阳能,风能爆发的电)与市电配合接,大都情形下不使用市电,在另外的一种能源爆发的电不可包管使用的情形下自动切换到市电,实现节能功效。
5.7、手艺参数：
1）额定输入电压：24V±3%
2）额定输出电压：AC200V-240V，50Hz±3Hz
3）额定输出功率：不大于300W
4）� ；すπВ汗亍⒐埂⒍搪贰⒌脱埂⒏呶隆⒎唇�
5）测试点：SPWM波形、死区时间、基波等测试
6、并网逆变器系统：
1）最大输入电压：不低于直流 30V ；
2）输入电压规模：DC12-28V
3）标准电压规模：180V～260V ；
4）频率规模：50HZ±5% ；
5）输出功率：不大于200W
6）反相� ；�，孤岛效应� ；�
7、PLC可编程控制�？椋�
8、数据收罗和显示系统：
面板提供系统原理，设置：直流仪表�？椋ǖ缪贡怼⒌缌鞅怼⒕哂型ㄑ督涌冢⒔涣饕潜砟？椋ǖ缪贡怼⒌缌鞅怼⒐β时砣弦弧⒕哂型ㄑ督涌冢⒖攀嚼胪姹淦鞑问粤ο允尽⒖攀讲⑼姹淦鞑问粤ο允尽⒖攀椒缌刂破鞑问粤ο允�。
9、电力系统监控系统：
设置工业级彩色触摸屏，具备发电系统人机通讯界面平台，支持发电�？椤⑹涞缒？楹透涸啬？榈耐ㄑ恫⒓嗫叵低掣髂？榈脑诵欣�，实现远程监控系统发电。
10、模拟负载�？椋�
直流负载：LED灯12V/3W、 风机12V/3W等
交流负载：LED灯220V/5W、风机220V/5W等
11、模拟电源�？椋菏涑龅缪梗�5V-32V ；额定输出功率：≥50 W
12、蓄电池储能�？椋�12V/17AH×4
13、机柜：接纳标准电力柜，后侧为开放式实验区，前侧为控制与显示区。
沪公网安备: 31011202011929号