風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備,風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)教學(xué)設(shè)備
2024-03-28 09:12風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于,它結(jié)合了風(fēng)能和太陽能兩種可再生能源的優(yōu)點(diǎn),可以在不同的天氣條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的發(fā)電。在晴天時(shí),太陽能電池方陣可以充分吸收陽光并將其轉(zhuǎn)化為電能;在陰雨天或夜晚,風(fēng)力發(fā)電機(jī)則可以利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。這種全天候的發(fā)電方式不僅提高了能源利用效率,還可以有效減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴,降低能源成本。
此外,風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)還具有環(huán)保、安全、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。它不會(huì)產(chǎn)生污染物和溫室氣體排放,對(duì)環(huán)境友好;同時(shí),由于系統(tǒng)采用了智能控制技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷,降低了維護(hù)成本和難度。
DB-GF05 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置
風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)驗(yàn)臺(tái)/風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置,可完成風(fēng)力機(jī)、太陽能互補(bǔ)獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),和風(fēng)能、太陽能并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的大部分控制過程實(shí)驗(yàn)及運(yùn)行過程演示。
一、系統(tǒng)構(gòu)成:
1、蓄電池充電和容量顯示,充放電控制。
2、具備對(duì)蓄電池的智能化管理和充電溫度補(bǔ)償(選擇項(xiàng))。
3、保護(hù)功能更加完善;具備過充、過放和過壓保護(hù)、過載和短路保護(hù)、充電接反保護(hù)、蓄電池開路保護(hù)、過熱保護(hù)。
4、CIFC系統(tǒng)穩(wěn)定技術(shù)設(shè)計(jì),蓄電池工作在均衡充電模式下。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出電壓、電流及輸出功率采用了柔性控制技術(shù),系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了精確的功率分配,并采用了風(fēng)機(jī)輔助啟動(dòng)功能和異常保護(hù)功能。
5、電池反接保護(hù):蓄電池“+”“-”極性接反,斷路器關(guān)斷,糾正后可繼續(xù)使用。
6、太陽能電池反接保護(hù):太陽能電池“+”“-”極性接反,糾正后可繼續(xù)使用。
7、負(fù)載過流及短路保護(hù):負(fù)載電流超過額定電流或負(fù)載短路后,斷路器關(guān)斷,減小負(fù)載后可 繼續(xù)使用。
8、電池開路保護(hù):萬一蓄電池開路,若在風(fēng)力發(fā)電機(jī)/太陽能電池正常充電時(shí),控制器將關(guān)斷負(fù)載,以保證負(fù)載不被損傷,若風(fēng)力發(fā)電機(jī)/太陽能電池不充電時(shí),控制器由于自身得不到電力,不會(huì)有任何動(dòng)作。
9、過充保護(hù):充電電壓高于保護(hù)電壓(2.4V/單節(jié))時(shí),自動(dòng)關(guān)斷對(duì)蓄電池充電;此后當(dāng)電壓掉至維護(hù)電壓(2.3V/單節(jié))時(shí),蓄電池進(jìn)入浮充狀態(tài),當(dāng)?shù)陀诨謴?fù)電壓(2.2V/單節(jié))后浮充關(guān)閉,進(jìn)入均充狀態(tài)。過充保護(hù)恢復(fù)點(diǎn)電壓和浮充電壓均有溫度補(bǔ)償。
10、蓄電池電壓低于保護(hù)電壓時(shí),控制器自動(dòng)關(guān)閉輸出以保護(hù)蓄電池不受損壞。
11、過壓保護(hù):當(dāng)電壓過高時(shí),自動(dòng)關(guān)閉輸出,保護(hù)電器不受損壞。過充、過放、過壓保護(hù)均延時(shí)動(dòng)作,防止誤動(dòng)作。 風(fēng)機(jī)輔助啟動(dòng)功能和異常保護(hù)功能。
輸入電源:AC380V±10% 50Hz (三相五線制)和AC380V±10%(單相三線)輸入功率:<2KW
4、1、充電單元
工作電壓:12VDC
風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率:400W ,峰值功率:600W
充電方式:PWM脈寬調(diào)制
充電最大電流 35A
過放保護(hù)電壓 11V
過放恢復(fù)電壓 12.6V
輸出保護(hù)電壓 16V
卸載開始電壓(出廠值)15.5V
卸載開始電流(出廠值) 15A
保護(hù)功能:蓄電池過充電、蓄電池過放電、蓄電反接、負(fù)載超載、防雷、風(fēng)機(jī)限流、風(fēng)機(jī)自動(dòng)剎車和手動(dòng)剎車。
模擬風(fēng)洞電壓:380VAC 三相五線
模擬風(fēng)洞功率:2.2KW
風(fēng)量:28600,風(fēng)壓:320pa
光能
光伏模塊功率:單晶25Wp 4組,采用拱形形狀,上面有6組模擬太陽燈,實(shí)現(xiàn)晨日、晌午、午日、下午、傍晚等日光模擬。
光伏模塊輸出工作電壓:17.5VDC
光伏模塊工作電流:4.86A
模擬光源模塊:2000W
4、2、電力蓄能單元(機(jī)內(nèi))
蓄電池類型:免維護(hù)膠體蓄電池
蓄電池組容量:12V/100Ah
蓄電池?cái)?shù)量: 2個(gè)
4、3、DC-AC逆變單元(機(jī)內(nèi))
離網(wǎng)模塊
直流輸入電壓:10.8~16VDC
額定蔬出功率:1000W 由客戶選擇
輸出電壓:110/220VAC,(帶市電切換功能)
頻率范圍:50Hz
輸出波形:純正弦波
工作效率:90%
功率因數(shù):>0.9
波形失真率≤5%
工作環(huán)境:溫度-20℃~50℃
相對(duì)濕度:﹤90﹪(25℃)
保護(hù)功能:極性反接、短路、過熱、超載保護(hù)
所發(fā)電能可實(shí)現(xiàn)與家用電器產(chǎn)品無縫連接,保護(hù)功能齊全,電器包含(液晶電視、洗衣機(jī)、電冰箱、電飯煲等家用電器產(chǎn)品)
4、4、并網(wǎng)模塊
4、4、1. 6級(jí)功率搜索功能
在自動(dòng)調(diào)整的過程中,會(huì)看到LOW燈不停的閃爍,功率會(huì)由0作為起點(diǎn),向最大功率點(diǎn)加大輸出功率,重啟最多為6次,然后進(jìn)入功率鎖定狀態(tài),鎖定時(shí)ST燈長亮。
在進(jìn)行6級(jí)功率搜索程序時(shí),所需的時(shí)間為10分鐘。
4、4、2.寬電壓輸入(15-62VDC)
DC電壓輸入:180-450VDC
4、4、3.二級(jí)功率變壓轉(zhuǎn)換
高頻雙向并網(wǎng),單向并網(wǎng)功能
高頻直接調(diào)制,AC半波合成
雙向并網(wǎng)方式:直接負(fù)載消耗,逆向傳輸AC電流
單向并網(wǎng)方式:直接負(fù)載消耗,禁止逆向傳輸AC電流
4、4、4. 多頻率輸出功能,可適用于50Hz/60Hz頻率的AC交流電
頻率范圍:45Hz~63Hz
直接連接到太陽能電池板(不需要連接電池)
4、4、5. 采用了精確的動(dòng)態(tài)壓差型MPPT功能、APL功能,自動(dòng)把太陽能板的功率調(diào)整到最大輸出,只需將太陽能板直接連接到并網(wǎng)逆變器上,無需再連接電池。
壓差型MPPT:精確度為0.1V
功率鎖定:10W(AC交流輸出)
4、4、6. 交流電0角相高精度自動(dòng)檢測
交流電的0角相經(jīng)隔離放大后輸入到MCU進(jìn)行高精度檢測分析,相移率只有<1%,從而實(shí)現(xiàn)了高精度同相調(diào)制交流電并合輸出功能。
交流相移:<1%
過零保護(hù):0.2VAC
交流切換:50Hz/60Hz
4、4、7. 同步高頻調(diào)制
在并網(wǎng)的過程中,通常是采用同角相并網(wǎng)(即兩交流電的相位差完全等于0時(shí),用開關(guān)將兩交流電并合)而本產(chǎn)品是先將交流電整流為100Hz的半周波交流電,再將本機(jī)產(chǎn)生的高頻電流在電路中與100Hz的半周波交流電產(chǎn)生并合,實(shí)現(xiàn)高頻調(diào)制。
調(diào)制合成:半波全橋調(diào)制合成(100Hz/120Hz)
合成方式:MOSFET全橋
高頻頻率:50KHz
4、4、8. 輸出純正正弦波
采用SPWM直接產(chǎn)生純正正弦波輸出。
輸出波形:采用互補(bǔ)PWM推挽,純正正弦波
生成方式:增強(qiáng)型高速SPWM
4、4、9. 太陽光度自動(dòng)感知功能
最新的光度感知運(yùn)算技術(shù),太陽光在太陽能電池板上的照射角度、光照強(qiáng)度的不同而產(chǎn)生不同的電流輸出,采用了先進(jìn)的中央處理器運(yùn)算出其不同的光照度,可直接在LCD上顯示出來,可以直觀的看到太陽光感的強(qiáng)度單位,使用更為方便。
光度取樣:功率點(diǎn)取樣。
高精度AD取樣:積分AD取樣方式
4、4、10. 功率自動(dòng)鎖定(APL)
在不同的電流強(qiáng)度的波動(dòng)下,就要用到了MPPT功能,當(dāng)MPPT功能調(diào)整到了最大功率點(diǎn)時(shí),本產(chǎn)品自動(dòng)把功率鎖定在最大的功率點(diǎn)上,使輸出的功率更為穩(wěn)定。
功率鎖定:MPPT的最大取點(diǎn)值
自動(dòng)適應(yīng)不同的負(fù)載功率因數(shù)
適應(yīng)于任何的功率負(fù)載。
恒流,恒功率
4、4、11. 電網(wǎng)有故障時(shí)自動(dòng)關(guān)閉輸出
當(dāng)市電電網(wǎng)停電或電網(wǎng)有故障時(shí),逆變器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉輸出。
4、4、12. 電流限制保護(hù)
恒定的輸出功率,而不會(huì)出現(xiàn)超載,過流現(xiàn)象。
4、4、13. 最大功率點(diǎn)追蹤(MPPT)
電流強(qiáng)度,電壓不停的變化下,如果沒有功率點(diǎn)追蹤的話就會(huì)出現(xiàn)很多問題,以前一般是采用一個(gè)太陽能控制器,本產(chǎn)品采用了高精度的MPPT運(yùn)算功率,自動(dòng)而實(shí)時(shí)的把太陽能板的輸出功率調(diào)整在最大的輸出點(diǎn)上,從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的輸出目的。
太陽能板 | 單晶:100Wp ,每塊17.5VDC、25W,4塊并聯(lián)組成17.5DC,100W,總功率不超過,150W |
DC MAX輸入電流 | 10A |
AC MAX輸出功率 | 100Watt |
DC MAX輸入開路電壓 | 21 VDC |
DC輸入工作電壓范圍 | 10.5~62VDC |
最大輸出功率因數(shù) | 0.99 |
DC輸入反壓保護(hù) | FUSE |
AC輸出電壓范圍 | (230V版本:180~260VAC) |
AC應(yīng)用頻率范圍 | 45-53Hz/55Hz~63Hz |
輸出總諧波失真 | THDIAC <5% |
交流電相位差 | <0.5% |
孤島效應(yīng)保護(hù) | VAC;f AC |
輸出短路保護(hù) | 電流限制 |
LED顯示方式 | 功率指示;電壓指示;AC頻率指示;過壓指示 |
待機(jī)功耗 | <1W |
夜間功率 | <1W |
環(huán)境溫度范圍 | -25 ℃~60℃ |
環(huán)境濕度 | 0~99%(Indoor Type Design) |
電磁兼容 | EN50081.part1 EN50082.part1 |
電網(wǎng)擾動(dòng) | EN61000-3-2 安規(guī)EN62109 |
電網(wǎng)檢測 | DIN VDE 1026 |
400W/12V 高性能風(fēng)光互補(bǔ)智能控制器(Zigbee無線傳輸、RS232串口輸出)
轉(zhuǎn)速傳感器:0-9999rmp/s 風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測顯示
溫度傳感器:-10℃~100℃(室外)
4、6、控制柜外形尺寸:740×655×1760(mm)
4、7、太陽能電池板外形尺寸:536×477×25(mm)×4塊
4、8、風(fēng)機(jī)及發(fā)電機(jī)組柜外形尺寸:600×600×740(mm)
4、9、工作環(huán)境:溫度-5℃-40℃ 濕度:85% 25℃ 海拔:4000m
實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
1、太陽能發(fā)電設(shè)備、風(fēng)能發(fā)電設(shè)備的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn);
2、太陽能控制部分實(shí)驗(yàn)(包括:太陽能電池原理、太陽能光伏能量轉(zhuǎn)換、環(huán)境對(duì)光伏轉(zhuǎn)換影響、太陽能光伏系統(tǒng)直接負(fù)載、光伏控制型太陽能系統(tǒng)發(fā)電、光伏型控制器工作原理、光伏型控制器充放電保護(hù)、太陽能系統(tǒng)路燈控制、蓄電池充放電特性及過壓欠壓保護(hù)、具備對(duì)蓄電池的智能化管理和充電溫度補(bǔ)償和充電溫度補(bǔ)償?shù)龋?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 3、風(fēng)力發(fā)電部分實(shí)驗(yàn)(包括:限速機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)原理、限速電控保護(hù)系統(tǒng)原理、風(fēng)與光互補(bǔ)最大功率點(diǎn)跟蹤控制、風(fēng)機(jī)過功率保護(hù)、不同轉(zhuǎn)速下風(fēng)力發(fā)電曲線、風(fēng)向檢測、獨(dú)立風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、蓄電池充放電及過壓欠壓保護(hù)等);
4、并網(wǎng)部分實(shí)驗(yàn)(包括:MPPT(最大功率跟蹤點(diǎn))跟蹤、孤島保護(hù)、通訊控制并/脫網(wǎng)、電網(wǎng)擾動(dòng)、發(fā)電功率測量、并網(wǎng)原理等);
5、逆變器部分實(shí)驗(yàn)(包括:逆變?cè)怼⒛孀冞^載保護(hù)、逆變器與市電互補(bǔ)、逆變器欠過壓保護(hù)等),系統(tǒng)整體實(shí)驗(yàn)(包括:風(fēng)力發(fā)電與太陽發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電相關(guān)控制技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)相關(guān)變流技術(shù)、太陽能發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性、太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真、分布式風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電互補(bǔ)供電系統(tǒng)控制技術(shù)仿真、并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真、太陽能發(fā)電系統(tǒng)用逆變器調(diào)和設(shè)計(jì)仿真等);
6、PLC編程實(shí)驗(yàn),變頻器控制異步電機(jī)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
系統(tǒng)基本配置單
風(fēng)力發(fā)電單元 | |||
序號(hào) | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 水平軸永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī) |
額定功率:400W 輸出(整流)電壓:> +12V 葉片旋轉(zhuǎn)直徑:1.2m 葉片數(shù)量:3個(gè) 葉片材質(zhì):玻璃纖維 啟動(dòng)風(fēng)速:1.5m/s 切入風(fēng)速:3.0m/s 安全風(fēng)速:40 m/s 偏航方式:被動(dòng)式偏航 |
1 |
2 | 風(fēng)速儀 |
輸出電壓:0-5V 風(fēng)碗數(shù):3個(gè) |
1 |
3 | 軸流通風(fēng)機(jī) |
風(fēng)量:21798m3/h 電壓:380V(由變頻器控制) 全壓:279Pa 頻率:50Hz 功率:2.2Kw 轉(zhuǎn)速:1440r/min 軸流風(fēng)機(jī)支架 軸流風(fēng)機(jī)框罩 |
1 |
4 |
風(fēng)速調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) (變頻調(diào)速器) |
電 壓:380V 功 率:2.2KW 工作頻率:50Hz 輸出頻率:0-100Hz |
1 |
光伏發(fā)電單元 | |||
序號(hào) | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 電池組件 |
功率:25W 誤差:±5% 輸出電壓:17.2V 輸出電流:1.47A 開路電壓:21.4V 短路電流:1.55A 工作環(huán)境溫度:45℃±2℃ 尺寸:430×430×28mm |
4 |
2 | 追日傳感器 |
輸出電壓:0-5V 跟蹤精度:1度 結(jié)構(gòu):4電橋 |
1 |
3 | 投射燈 |
拱形圓弧結(jié)構(gòu) 電壓:220V 頻率:50Hz 電流:1.36A 最大功率:2100W(7個(gè)) |
7 |
4 | 追日機(jī)構(gòu) |
結(jié)構(gòu):渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)(減速箱) 驅(qū)動(dòng):直流電機(jī) 軸數(shù):雙軸二維 |
1 |
風(fēng)力供電單元 | |||
序號(hào) | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 電源控制單元 | 含漏電保護(hù)斷路器,狀態(tài)指示燈、電源插座 | 1 |
2 | 風(fēng)電控制電源單元 | 含風(fēng)機(jī)輸入開關(guān),交流、直流,狀態(tài)指示燈 | 1 |
3 | 交流輸入單元 |
電流表: AC 0-20A 電壓表: AC 0-50V |
1 |
4 | 風(fēng)力供電控制單元 |
軸流風(fēng)機(jī)控制:給風(fēng)、停止 自動(dòng)控制:啟動(dòng)、急停 |
1 |
5 | 變頻器 | RB-600-2.2KW | 1 |
光伏供電單元 | |||
序號(hào) | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 電源控制單元 | 含漏電保護(hù)斷路器,狀態(tài)指示燈、電源插座 | 1 |
2 | 光伏控制電源單元 | 含光伏輸入開關(guān),交流、直流,狀態(tài)指示燈 | 1 |
3 | 直流輸入單元 |
電流表:DC 0-5A 電壓表:DC 0-50V |
1 |
4 | 光伏供電控制單元 |
電池板跟蹤方向:東、南、西、北 投光燈控制:燈1~燈7 投光燈運(yùn)動(dòng)方向:東西、西東、停止 自動(dòng)控制:啟動(dòng)、急停 |
1 |
5 | PLC | S7-200 CPU226 | 1 |
6 | 可調(diào)電阻 | 范圍:0-1000Ω,無級(jí)可調(diào)(有刻度) | 1 |
逆變與負(fù)載單元 | |||
序號(hào) | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 逆變輸出顯示單元 |
電流表:AC 0-5A 電壓表:AC 0-500V |
1 |
2 | 逆變控制電源單元 | 含漏電保護(hù)斷路器,交流、直流,狀態(tài)指示燈 | 1 |
3 | 離網(wǎng)逆變模塊 |
輸入電壓:DC12V 輸入電壓范圍:DC9.5V-15.5V 輸出電壓:AC220V±5% 額定輸出電流:1.4A 輸出頻率:50Hz±0.5Hz 額定功率:300VA 輸出波形:正弦波 波形失真:<5% 轉(zhuǎn)換效率:>85% |
1 |
4 | 并網(wǎng)逆變模塊 |
輸入電壓:DC12V 輸入電壓范圍:DC10.8V-28V (MPPT) 輸出電壓:AC176V-265±5% 額定輸出電流:1.2A 輸出頻率:45-55Hz±0.5Hz,自動(dòng)調(diào)節(jié) 額定功率:300VA 輸出波形:正弦波 波形失真:<5% |
1 |
5 | 開關(guān)電源 |
型號(hào):SY-120-12 輸入電壓:AC 220V 輸出電壓:DC 12V 輸出電流:5A |
1 |
6 | 交流感性負(fù)載 |
功率:40W 電壓:AC220V 轉(zhuǎn)速:1350rpm |
1 |
7 | 交流阻性負(fù)載 | 白熾燈、0-100W | 1 |
直流感性負(fù)載 | 直流減速電機(jī) | 1 | |
8 | 直流阻性負(fù)載 | 可變電阻器,功率0-100W | 1 |
7 | 閥控密封式鉛酸蓄電池 |
容量 12V 100Ah 重量 32kg 尺寸 410mm×172mm×210mm |
1 |
監(jiān)控系統(tǒng) | |||
序號(hào) | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 工控一體機(jī) | 4個(gè)串口,含鍵盤鼠標(biāo)(客戶自備) | 1 |
2 | 監(jiān)控軟件 | 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)專用軟件 | 1 |
實(shí)驗(yàn)柜 | |||
序號(hào) | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 標(biāo)準(zhǔn)控制柜 |
豎式網(wǎng)孔板基本結(jié)構(gòu):下方為工具箱+4個(gè)輪子,上方為豎式網(wǎng)孔板 尺寸:700(長)×700(寬×1600(高) 外框架構(gòu)成:A3冷軋板鈑金噴塑; 監(jiān)控面板配有推拉式抽屜; 控制柜底部裝有滑輪。 |
4 |
2 | 微軟操作系統(tǒng)軟件 | 1 | |
3 | 通訊電纜 | 1 | |
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