SB-FGT-B2.5KW风光互补发电教学实验系统
一、产品概述
本产品是集于太阳能发电及风力发电为一体的新型教学演示实验系统。可完成风力发电和太阳能发电及基站的供电及并网逆变电源系统集成的相关实验及教学演示。
1.1系统主要应用范围
主要提供于职高、大学、研究生、企业技工以太阳能发电为主课题的研究和培训。可以帮助学生，进一步理解风光互补发电站整个系统的原理学习并探讨工程实际应用技能。
二、产品特点
◆ 系统实验平台集成了室内温/湿度仪，风速测量、光照度测量系统，让使用者操作起来更直观。
◆ 系统采用32位数字化DSP技术，对蓄电池充放电进行全智能化的管理。
◆ 系统内置DC-AC电源，具有小体积、高效率及高功率因数输出。
◆ 系统面板上采用直观的数字表和液晶显示，让用户了解当前系统工作状态。
◆ 系统上的离网电源可以为用户提供交流110V/220V纯正弦波交流电能。
◆ 风光互补发电实训系统，可以让实训学生自行拆装移动，使用简便、无噪音、无污染。
◆ 系统增加市电与风光互补发电切换模块，让实验更具操作性，让负载永不断电。
◆ 增加分布式供电原理与实验电路，让学生增加对新知识的理解
太阳能电池
永磁同步风力发电机
模拟风洞
风光互补控制器
离网逆变电源
并网同步逆变电源
双轴跟踪支架
测风系统
三、主要技术规格参数
1、系统规格
◆ 系统工作电压：48V DC 220VAC
◆ 系统最大电流：75A
◆ 系统最大功率：3000W
2、单晶硅太阳能电池规格
◆ 组件尺寸(L*W*H)：990*1480*46mm×10
◆ 最佳功率：200W
◆ 最佳工作电压：27±0.5V
◆ 最佳工作电流：7.6±0.20A
◆ 短路电流：8.2±0.10A
◆ 开路电压：35±0.5V
◆ 连接方式：2串，5并，
◆ 系统开路电压：72V
3、风机力发电机参数(室内)
◆ 额定功率：400(W)
◆ 额定电压：48(V)
◆ 额定电流：11（A）
◆ 风轮直径：1.65(m)
◆ 启动风速：1.5(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&不锈钢
4、风光互补控制器规格
◆ 工作电压：48VDC
◆ 充电功率：2500W
◆ 光伏功率：2100W
◆ 风机功率：650W
◆ 充电方式：PWM脉宽调制
◆ 充电最大电流 55A
◆ 过放保护电压 42V
◆ 过放恢复电压 50V
◆ 输出保护电压 71V
◆ 卸载开始电压（出厂值）59.5V
◆ 卸载开始电流（出厂值） 52A
◆ 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；
5、离网逆变电源
◆ 直流输入电压：40～75 VDC
◆ 额定蔬出功率：1000W
◆ 输出电压：220VAC
◆ 输出波形：纯正弦波
◆ 输出频率：50Hz
◆ 工作效率：88%
◆ 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：短路、过热、过载保护
6、测风系统模块
◆ 测量范围 风速：0～60m/s 风向：0～360°
◆ 精 度 ±0.1m/s ± 3°
◆ 工作电源：AC 220V±20% 50HZ， DC12V、5V或其他供电。
◆ 记录间隔： 1分钟～480分钟连续可设置
◆ 内部存储： 4M bit
◆ 通讯接口： RS-232/485/USB通讯
◆ 环境温度： -40℃～50℃
◆ 转速传感器：0～5000 风力发电机转速检测显示（室内）
7、西门子S7-300 PLC
S7-300 PLC是模拟式中小型PLC，电源、CPU和其他模块都是独立的，可以通过U形总线把电源（PS）、CPU和其他模块紧密固定在西门子S7-300的标准轨道上。每个模块都有一个总线连接器，后者插在各模块的背后。电源模块总是安装在机架的最左边，CPU模块紧靠电源模块。CPU的右边是可以选择的IM接口模块，如果只用主架导轨而没有使用扩展支架可以不选择IM接口模块。
S7编程软件组态主架导轨硬件时，电源，CPU和IM分别放在导轨的1号槽、2号槽和3号槽上。一条导轨共有11个槽号：1号槽至11号槽，其中4号槽至11号槽可以随意放置除电源、CPU和IM以外的其他模块。如：DI（数字量输入）、DO（数字量输出）、AI（模拟量输入）、AO（模拟量输出）、FM（功能模块）和CP（通信模块）等
8、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）
外部接口：
◆ 串口：1×RS232、1×RS485
◆ USB ：1主1从
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
9、电表规格
◆ 直流电流表：× 2个，20A， 显示模式︰0.5”LED
◆ 直流电压表：× 2个，50V， 显示模式︰0.5”LED
◆ 交流电压表：× 2个，500V，显示模式︰0.5”LED
◆ 交流电流表：× 2个，5A， 显示模式︰0.5”LED
◆ 时间、温/湿度表：× 1个，-20～99.9℃ 显示时间，室内温、湿度
10、负载：
直流负载
◆ 28LED路灯：×1个，带PWM调光功能，额定电压、24VDC，工作电流、1.35A，功率、28W
◆ 风 扇：×1个，额定电压、24V，工作电流、0.25A，功率、3W
◆ 交通灯：2组(R,G,B)，额定电压、24V，工作电流：0.25A，功率、3W
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 A
11、电池：阀控式密封胶体蓄电池
◆ 额定电压：12V
◆ 额定容量：150Ah
◆ 蓄电池数量：4节
12、监测系统：
高性能风光互补智能控制器，含PC端Zigbee无线监控模块，与太阳能教学模块Zigbee发射模块，透过IEEE802.15.4标准无线协定截取I(电流)V(电压)值至PC端显示以便监控。
13、监控软件
◆ PC监控模块：监控主机、监控软件。
◆ 显示内容：蓄电池电压、风机电压、光伏电压、风机电流、光伏电流、风机功率、光伏功率，能量模拟图，当前风速（米/秒），当前风向（度），当前风力资源平估。
风力发电系统工作主界面 风力电系统工作数据主界面（可切换不同曲线界面）
当前风资源数据主界面
二、教学及研究实训项目
2、1、永磁同步风力发电机系统运行过程风能量变换演示和实验
实验1、风力发电基础理论原理性实验
实验2、风力发电系统设计实验
实验3、风力发电控制技术实验
实验4、风力发电相关测量技术实验
实验5、风力发电基础理论与应用技术仿真实验
实验6、发电机转速与输出电压关系实验
实验7、发电机转速与输出电流关系实验
实验8、发电机转速与输出频率关系实验
实验9、风速即转速与出功率关系实验
2、2、太阳能电池控制运行过程光能量变换演示和实验
实验1、光伏电池的伏安特性；
实验2、光伏发电的负载特性测试；
实验3、光伏电池输出功率与入射角的关系；
实验4、输出功率与光照强度的关系；
实验5、最大功率点跟踪实验测试；
实验6、控制器原理实验；
实验7、蓄电池充放电控制实验；
实验8、蓄电池保护实验；
实验9、光伏阵列设计实验；
实验10、太阳能照明系统设计；
实验11、太阳能系统电器负载实验；
实验12、综合实验；
实验13 太阳能电池基本特性测试实验
实验14 外部扩充DC转AC外接电器实验
实验15单晶太阳能电池I-V特性曲线实验
实验16 离网逆变器设计实验
实验17 离网逆变器工作特性实验
实验18 离网逆变器带载及保护实验
实验19 并网逆变器设计实验
实验20 并网实验
2、3、PLC实训内容
实验一 STEP 7软件安装及注意事项
实验二 SIMATIC管理器
实验三 SIMATIC Manager自定义
实验四 PG/PC接口设置
实验五 用PLC控制三相交流异步电动机起/停
实验六 PLC系统的硬件组态及程序编制
实验七 基本逻辑指令的应用
实验八 定时器、计数器的应用
实验九 技能训练，人行横道控制
实验十 模拟量的控制
实验十一 顺序控制系统控制方法的设计
实验十二 步与步的动作
实验十三 PLC通信
2、4、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
实验九 控制系统中PLC的程序
三、主要设备清单
|
序号 |
名 称 |
型 号 |
数 量 |
单 位 |
|
1 |
风光互补发电系统控制台 |
|
1 |
台 |
|
2 |
电源柜 |
|
1 |
台 |
|
3 |
PLC 西门子300 |
|
1 |
台 |
|
4 |
12寸工控一体机 |
|
1 |
台 |
|
5 |
400W永磁同步发电机 |
|
1 |
台 |
|
6 |
1000W永磁同步发电机 |
|
1 |
台 |
|
7 |
风力发电机塔架 |
|
1 |
套 |
|
8 |
风速仪（含支架） |
|
1 |
台 |
|
9 |
风向仪（含支架） |
|
1 |
台 |
|
10 |
风光互补控制器 |
|
1 |
台 |
|
11 |
100W太阳能电池组件模块 |
|
10 |
套 |
|
12 |
蓄电池组150Ah |
|
4 |
组 |
|
13 |
实验附件 |
|
1 |
套 |
|
14 |
上位软件 |
|
1 |
套 |
