風光互補發電實訓平臺

一、概述

風光互補發電實訓平臺集成風力、光伏互補發電為一體的教學實驗、實訓系統?？赏瓿娠L力發電和太陽能發電基站的充放電及逆變電源方面實驗及教學演示?？梢詭椭鷮W生，進一步理解風光互補發電站整個系統的原理學習并探討工程實際應用技能。主要提供于職高、大學、研究生、企業技工以太陽能發電為主課題的研究和培訓。可以幫助學生，進一步理解風光互補發電站整個系統的原理學習并探討工程實際應用技能。

二、主要特點：

1、系統采用立式結構，面板采用標準網孔板，實驗模塊暴露在外，較強的臨場感、可快速讓學習者進入學習角色，集成了風速測量報警系統，閉環的控制方式讓使用者操作起來更人性化。

2、風光互補發電控制系統采用16位高性能MCU，對蓄電池充、放電和風機剎車進行全智能化的控制。

3、離網逆變模塊boot前端采用8位MCU驅動控制，前后橋輸出采用進口MOS場效應管使性能更穩定?？梢詾閷W習過程中提供穩定的220V純正弦波交流電能。

4、風光互補發電實訓系統，可以讓學生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無污染。

三、設備組成：

風光互補發電實訓系統主要由光源模擬控制系統、模擬風場系統，風力發電機，風速、風向檢測裝置，風光互補充放電管理系統、離網逆變與負載系統。

四、風光互補發電實訓平臺技術參數：

1、太陽能電池板：

光伏組件方陣：由太陽電池組件（也稱光伏電池組件）按照系統需求串、并聯而成，在太陽光照射下將太陽能轉換成電能輸出，它是太陽能光伏系統的核心部件。

系統主要采用2塊（10W單晶硅1塊，20W多晶硅1塊）小型太陽能電池板組建，可實現太陽能電池板的并接方式和串接方式，進而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網方式。

1#電池板

1）電池板：單晶硅

2）最大輸出功率：10W

3）開路電壓：21.24V

4）短路電流：0.58A

2#電池板：

1）電池板：多晶硅

2）最大輸出功率：20W

3）開路電壓：21.24V

4）短路電流：1.17A

2、投射燈（模擬太陽燈）

1）電壓：220V

2）頻率：50Hz

3）最大功率：200W

4）電流：0.9A

3、風力發電機

1）額定功率：300(W)

2）額定電壓：12(V)

3）額定電流：22.5（A）

4）風輪直徑：1.52(m)

4）啟動風速：2.5(m/s)

5）額定風速：9.6(m/s)

6）安全風速：35(m/s)

7）工作形式：永磁同步發電機

8）風葉旋轉方向：順時針

9）風葉數量：3（片）    

10）風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料

4、模擬風洞模塊（鼓風機）

1）風量：10000 mз/h

2）風壓：215Pa

3）轉速：1440 r/min

4）電壓：220V

5）頻率：50Hz

6）功率：0.75kW

7）可調風速：0～13級連續可調

5、風光互補控制器規格：    

1）工作電壓：12VDC

2）充電功率Pmax ：650W

3）光伏功率Pmax ：100W

4）風機功率Pmax ：550W

5）充電方式：PWM脈寬調制

6）充電最大電流 35A

7）過放保護電壓 11V  

8）過放恢復電壓 12.6V

9）輸出保護電壓 16V

10）卸載開始電壓（出廠值）15.5V

11）卸載開始電流（出廠值） 15A

12）控制器設有蓄電池過充、過放電保護、蓄電池開路保護、負載過電壓保護、夜間防反充電保護、輸出短路保護、電池接反保護、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償、光控開關功能；

13）負載為100W以下的12V/24V直流負載，控制單元一通道為常開輸出，另一通道為多類定時輸出（光控開、光控關，定時開、定時關，）。

6、離網逆變電源：

1）直流輸入電壓：9～16VDC 電壓可選

2）額定蔬出功率：300W

3）輸出電壓：110/220VAC

4）輸出波形：純正弦波

5）輸出頻率：50Hz

6）工作效率：85%

7）功率因數：>0.88

8）波形失真率≤5%

9）工作環境：溫度-20℃～50℃

10）相對濕度：﹤90﹪（25℃）

11）保護功能：短路、過熱、過載保護

7、測風系統：

1）測量范圍：風速：0～60m/s

2）精度：±0.1m/s

3）工作電源：AC 220V±20%

4）環境溫度： -40℃～50℃  

8、數字電壓表：

1）光電池電壓表：0-200V×1只

2）負載電壓表：0-200V×1只

3）逆變電能計量模塊：電參數測量、運行時間、超載報警、功率報警門限預置、掉電數據保存

4）溫度、濕度表:溫度測量范圍：-50℃-+70℃  濕度測量范圍：20%-90%

9、蓄電池容量55Ah、電壓12V × 1只

10、負載單元（選配出口型無此項）

（1）DC12V直流負載五組。（感性負載3組，阻性負載2組）

1）感性負載有：12V直流風扇、12V直流電機、12V蜂鳴器

2）阻性負載有：12V交通燈、3W LED燈

（2）AC220V交流負載四組。（感性負載1組，阻性負載3組）

1）感性負載有：220V直流風扇

2）阻性負載：220V交通燈.220V 3WLED燈

五、主要實驗實訓內容：

實驗一 基本實驗內容：

1、風光互補發電實驗

2、風力發電實驗

3、光伏發電實驗

4、風光互補控制器實驗

5、蓄電池充放電實驗

6、離網逆變器實驗

實驗二 太陽能電池板特性實驗系列

1、太陽能電池板開路電壓測試實驗

2、太陽能電池板短路電流測試實驗

3、太陽能電板I-V特性測試實驗

4、太陽能電池板最大輸出功率計算實驗

5、太陽能電池板填充因子計算實驗

6、太陽能電池板轉換效率測量實驗

7、開路電壓與相對光強的函數關系實驗

8、短路電流與相對光強的函數關系實驗

9、太陽能電池板P-V特性測試實驗

10、太陽能電池板暗伏安特性測試實驗

11、太陽能組件輸出特性測試實驗

12、串聯電阻對填充因子的影響測試實驗

13、并聯電阻對填充因子的影響測試實驗

14、太陽能電池光譜特性測試實驗

15、太陽能電池板的串聯開路電壓測試實驗

16、太陽能電池板的串聯短路電流測試實驗

17、太陽能電池板的并聯開路電壓測試實驗

18、太陽能電池板的并聯短路電流測試實驗

實驗三 太陽能蓄電池控制器實驗系列

1、太陽能蓄電池充電控制實驗

2、控制器充放電保護實驗

3、蓄電池電壓、電流測試實驗

4、蓄電池電量估測實驗

5、控制電池電流流入、輸出實驗

6、控制器環境溫度測量實驗

7、控制器光控-時控輸出實驗

實驗四 太陽能光伏逆變器實驗系列

1、逆變器的工作原理分析實驗；

2、輸出電壓、電流測試實驗；

3、最大輸出功率的估算實驗；

4、過載或短路保護演示實驗；

5、輸入電壓防反接演示實驗；

6、輸入電壓范圍測試實驗；

7、轉換效率計算實驗；

實驗五 風力發電機運行過程與風能量變換演示實驗

1、風力發電基礎理論原理性實驗

2、風力發電系統設計實驗

3、風力發電控制技術實驗

4、風力發電相關測量技術實驗

5、風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗

6、發電機轉速與輸出電壓關系實驗

7、發電機轉速與輸出電流關系實驗

8、發電機轉速與輸出頻率關系實驗

9、風速即轉速與出功率關系實驗

10、鼓風機調速實驗

六、系統基本配置：