ZRFG-SG风光互补发电实训系统课案.doc

中人ZRFG-SG风光互补发电实训系统 021一、设备组成 “风光互补发电实训系统”主要由光伏装置、风力发电模拟装置、电板逐日控制系统柜、风力系统控制柜、充电控制/逆变及负载系统、监控系统组成，如图1所示。风光互补发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。 图1风光互补发电实训系统（图片仅供参考） 二、各单元介绍 (一)光伏跟踪装置 1.光伏跟踪装置的组成 1）光伏跟踪装置主要由光伏电池组件、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、微动开关、底座支架等设备与器件组成.该系统由安装圆形底盘，减速系统，线路板、XY连接支架、0.7圈每转的大功率电机、齿轮、200毫米长链条等,40*40铝合金组成的“同”字底座等组成，整体面积占地小于1300mm*800mm。 2）模拟太阳装置主要由投射灯底座支架等设备与器件组成。 该装置采用5000:1的减速系统、异步电机、驱动系统、支架系统，投射灯（3盏300W）系统等组成。异步电机的驱动采用DSPTMS320F2808组成的大功率电机智能驱动系统，主板和驱动板、显示板分离设计，通过大屏幕液晶显示或者数码显示调节参数，工作状态灯信息，采用按钮控制驱动系统的正反控制和速度控制等。485远程控制、底层代码公开，可升级FOC控制等，提供实验指导书。 光伏电池组件的主要参数为： 额定功率 2*20W 开路电压：43.74 V（并联），4*35.50V（串联） 短路电流：4*0.62A（并联），0.56A（串联） 或者为：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℃。2、风能发电模拟装置（带铝合金围栏） 本模拟装置由风力发电机、鼓风机、变频器、支架等组成，风力发电机采用M-300风力发电机，鼓风机采用、变频器采用西门子公司3KW变频器，模拟风源：流量2100m3/h、三相电压380V（由变频器控制）、215Pa、3Kw1400r/min（带轴流风机支架）；风向风速仪个。风向控制电机：减速比1：40、电压AC220V、运动机构的链轮，全部铝合金设计，底部不锈钢导轨直径3米，鼓风机支架由单相异步电机带动在不锈钢轨道上左右移动，模拟风向，同时上面装风速仪，风向装配在30*30组成的护栏上；风向风速仪各1个（风速仪供电：12VDC，0-30m/s;风向仪供电：12VDC，0-360°）。风力发电机参数如下： 型号 300 额定电压（V） 12/24 最大功率（W） 300 启动风速 （米/秒） 1 有效发电风级 3级风以上 安全风速（米/秒） 45 发电机工作形式 永磁发电机 风轮直径（米） 0.99 叶片数（片） 6 叶片材料 玻璃钢 风机寿命（年） 15-20 包装形式 胶合板、纸箱 包装尺寸（mm） 470*410*330 毛重（kg） 15 (三)光伏控制系统柜 1.光伏供电系统的组成 光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控制单元、充/放电控制单元、信号处理单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、12V开关电源等组成。如图3所示。 2.控制方式 光伏供电控制单元的追日功能有手动控制盒自动控制两个状态，可以进行手动或自动运行光伏电池组件双轴跟踪、灯状态、灯运动操作。 3.充、放电控制单元和信号处理单元 蓄电池的充电过程及充电保护由充电控制单元、信号处理单元及程序完成，蓄电池的放电保护由放电控制单元、信号处理单元完成，当蓄电池放电电压低于规定值，放电控制单元输出信号驱动继电器工作，继电器常闭触点断开，切断蓄电池的放电回路。 风光互补控制器是专门为风能、太阳能发电系统设计的；集风能控制、太阳能于一体的智能型控制器。设备不仅能够高效率地转化风力发电机和太阳能电池板所发出的电能对蓄电池进行充电，而且还提供了强大的控制功能。 本控制器采用PWM无级卸载方式控制风机和太阳能电池对蓄电池进行智能充电。在太阳电池板和风力发电机所发出的电能超过蓄电池存储容量时，控制系统必须将多余的能量消耗掉，从而保证了最佳的蓄电池充电特性，使得电能得到充分利用。 传统控制器在低风速下不可以充电，本控制器具有升压功能、MPPT功能，使风能更充分利用。 由于蓄电池只能承受一定的充电电流和浮充电压，过电流和过电压充电都会对蓄电池造成严重的损害。本控制器通过单片机实时检测蓄电池的充电电压和充电电流，并通过控制风机充电电流和光伏充电电流来限制蓄电池的充电电压和充电电流，确保蓄电池既可以充满，又不会损坏。从而确保了蓄电池的使用寿命。 数字化智能控制，核心器件采用功能强大的单片机进行控制，使得外