风光互补离(并)网发电实训装置

风光互补离(并)网发电实训装置主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载、开关控制模块、环境监测模块、仪表显示等部分组成，通过触摸屏和变频器作为控制核心，带有A/D、D/A模块、模拟量输入/输出模块、交流电机变频调速系统。系统于风能发电、光伏发电为一体的教学实训系统；各系统通过连接电缆进行连接，形成一套可完成风力及光伏发电、同步并网、离网电源的实验及教学演示。帮助学生理解太阳能并网、离网及风力发电系统的原理，从而起到学习工程实际应用技能的作用。主要面向职高、大学、研究生、企业技工以风力发电和太阳能离网、并网发电为主课题的研究和培训。

一、主要技术规格参数：

1、系统规格

系统电压：DC12V，AC220V/50Hz

系统最电流：50A

系统功率：600W

2、太阳能电池板

太阳能电池板采用阵列组装形式，主要采用4块（或更多）小型太阳能电池板组建，可实现太阳能电池板的并接方式和串接方式，进而提供大电流或大电压的两种太阳能电池板组网方式。

电池板：多晶硅

输出功率：100W

开路电压：21.24V

工作电压：17.5V

短路电流：5.56A

模拟光源：1-2KW 卤素灯

3、风力发电机

额定功率：300(W)

额定电压：12(V)

额定电流：33.3

风轮直径：1.65(m)

启动风速：2.5(m/s)

额定风速：9.6(m/s)

安全风速：35(m/s)

工作形式：永磁同步发电机

风叶旋转方向：顺时针

风叶数量：3（片）    

风叶材料：玻璃增强聚丙烯材料

电机材料：铝合金

4、模拟风洞模块

风量：32073 m^з/h

风压：288Pa

转速：1440 r/min

功率：2.2kW     

可调风速：0～13级连续可调

5、风光控制器系统：

工作电压：12VDC

充电功率Pmax ：600W 

光伏功率Pmax ：150W

风机功率Pmax ：450W

充电方式：PWM脉宽调制

充电电流 35A

过放保护电压 11V  

过放恢复电压 12.6V

输出保护电压 16V   

卸载开始电压（出厂值）15.5V

卸载开始电流（出厂值） 15A

控制器设有蓄电池过充、过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护、电池接反保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿、光控开关功能；

负载为100W以下的12V直流负载，控制单元一通道为常开输出，另一通道为多类定时输出（光控开、光控关，定时开、定时关，）。

使用32们高速单片机，实现智能控制，自动识别12/24V系统。 采用串联式PWM充电控制方式，使充电回路的电压损失较原二极管充电方式降低一半，充电效率较非PWM高3－6%;过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式有利于提高蓄电池寿命。

多种保护功能，包括蓄电池反接、蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护，具有自动恢的输出过流保护功能，输出短路保护功能。

具有丰富的工作模式，如光控，光控＋定时，通用控制等模式。

5、并网逆变器

输出电压：AC 180-260V

工作电压：10.8 - 28V，

额定输出功率≥400W

输出波形：正弦波(失真度≤3﹪)

输出频率：47-55Hz，

LED方式显示工作状态，

并网逆变器具有DC－DC和DC－AC两级能量变换的结构。DC－DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点；DC－AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获得单位功率因数。

6、离网逆变器

直流输入电压：9～16VDC 电压可选

额定蔬出功率：300W

输出电压：110/220VAC

输出波形：纯正弦波

输出频率：50Hz

工作效率：85%

功率因数：>0.88

波形失真率≤5%

工作环境：温度-20℃～50℃

相对湿度：﹤90﹪（25℃）

保护功能：极性反接、短路、过热、过载保护

具有输出短路、过温、过载、欠压保护及保护具有自动恢复功能，采用风机冷却方式，输入输出隔离设计，能快速并行启动电容、电感负载，三色指示灯显示，输入电压,输出电压，负载水准和故障情形，负载控制风扇冷却，过压/欠压/短路/过载/超温保护

7、监控系统（工业触摸屏）

尺寸(英寸) 10.2

液晶屏：TFT液晶显示，LED背光

显示颜色：真彩，65535色

分辨率：800×480

液晶屏亮度：200cd/㎡

触摸屏：电阻式

供电电源：24VDC

额定功率：5W

CPU主板：ARM CPU，400MHz

内存：64M

存储设备：128M FLASH

组态软件：MCGS嵌入式组态软件（运行版）

环境条件

工作温度：0℃~45℃

工作湿度：5%~90%

储存温度：-10℃~60℃

振动频率：10-57Hz 57-150Hz

振动加速度：0.075mm 9.8 m/s2

振动扫频速率：Oct/min ≤1

产品规格

结构：工业塑料结构

颜色：工业灰

面板尺寸：226.5mm×163mm

机柜开孔：215mm×152mm

外部接口：

串口：1×RS232、1×RS485

USB ：1主1从

8、其它

系统实验时的备用电源（2路0-30V/2A直流可调稳压电源）；

有市电互补切换

LED恒流驱动

提供并网、离网逆变器实套件

 设置电压模块，确保实验过程的安全；

可变电阻，电阻值调整范围为0～999kΩ

DC/DC：5个DC/DC电源模块

支援外接PC计算机量测太阳能电池I-V特性曲线(VB软件or LabView)

9、电表规格：

电流表：× 2个，DC20A， 显示模式︰0.5"LCD液晶显示

电压表：× 2个，DC50V，显示模式︰0.5"LCD液晶显示

电流表：× 2个，AC5A， 显示模式︰0.5"LCD液晶显示

电压表：× 2个，AC220V，显示模式︰0.5"LCD液晶显示

温度表：× 1个，0～99.9℃

多功能网络电参数表：×1个，AC220V，显示模式︰0.5"LCD液晶显示，包含RS485，RS232通讯功能，

10、负载：

直流负载

风扇：×1个，额定电压：12V，工作电流：0.25A，功率：3W

交通灯：2组(R,G,B)，额定电压：12V，工作电流：0.25A，功率：3W

LED灯：1组

交流负载

节能灯：×1个，额定电压：220V，工作电流：0.15 A

马达：×1个，额定电压：220V，工作电流：0.2

11、电池：

太阳能专用阀控式密封胶体蓄电池，额定电压：12V，额定容量(55Ah),充电方法（恒压）；

具有如下特点：自放电率低，使用寿命长，深放电能力强，充电效率高，工作温度范围宽。

12、系统外形尺寸；长1200×宽780×高1800（㎜）附滚轮方便推动至户外教学。

二、风光互补离(并)网发电实训装置-实训内容

1、太阳光电实习教学模块实验内容：  

实验一 太阳能电池发电原理实验

实验1-1 太阳能光电板能量转换实验

实验1-2 环境对光电转换影响实验

实验二 太阳能电池光电系统直接负载实验

实验三 光电控制型太阳能系统发电实验

实验3-1 光电型控制单元工作原理实验

实验3-2 光电型控制单元充放电保护实验

实验四 交通警示灯模块设计实验

实验五 太阳能系统负载实验

实验六 综合实验

实验七 太阳能电池基本特性测试实验

实验八 外部扩充DC转AC外接电器实验

实验九 单晶太阳能电池I-V特性曲线实验

实验十 离网逆变器设计实验

实验十一 离网逆变器工作特性实验

实验十二 离网逆变器带载及保护实验

实验十三 并网逆变器设计实验

实验十四 并网实验

2、风力电实习教学模块实验内容：

实验一、风力发电基础理论原理性实验

实验二、风力发电系统设计实验

实验三、风力发电控制技术实验

实验四、风力发电相关测量技术实验

实验五、风力发电基础理论与应用技术仿真实验

实验六、发电机转速与输出电压关系实验

实验七、发电机转速与输出电流关系实验

实验八、发电机转速与输出频率关系实验

实验九、风速即转速与与出功率关系实验

3、触摸屏实训内容

实验一 组态软件应用及界面设计

实验二 上传、下载文件

实验三 曲线图、柱状图、圆形图、动态图

实验四 数字输入和文数字显示

实验五 历史资料显示

实验六 系统控制读写

实验七 控制系统中触摸屏的画面

实验八 状态图

三、系统基本配置单