SHYL-XY140 太阳能光伏发电应用实验装置,双馈风力发电机模拟系统实验装置

一、太阳能光伏发电应用实验装置简介:

太阳能光伏发电应用实验装置（室内外）由太阳能电池组件模块、阵列支架模块、双轴跟踪控制模块、太阳能充电控制模块、蓄电池模块、离网逆变控制模块、仪表监控模块、开关控制模块、环境监测模块、上位机监控模块，等组成。主要展示了小功率太阳能电池光能量变换过程演示和实验

二、太阳能光伏发电应用实验装置运行技术条件（单相输出）

1、发电单元

光能

光伏模块功率：4×40Wp=160Wp

光伏模块输出工作电压：17.5VDC/70VDC

光伏模块工作电流：9.14A～2.76A

2、光电池支架跟踪单元

电池组件支架：钢结构热浸镀锌钢+阳极氧化铝参考尺寸1080mm×1200mm。

最大安装面积：1.5㎡，双向轴自动跟踪，也可人工调节。

系统供电电压：220～240VAC/12VDC。

系统抗风极限：150km/h。

保护风速：20m/s。

跟踪范围：水平回转360度，仰角80度，跟踪精度0.5°自动跟踪、自动复位。

3、电力蓄能单元

蓄电池类型：免维护蓄电池

蓄电池工作电压：12～48V

蓄电池组容量:20～80Ah

蓄电池数量：4个

4、控制单元

太阳能充放电控制器：工作电压12～48V电流10～15A；三种输出模式：手动开＋手动关、光控开＋光控关、光控开＋时控关。

直流负载实验DC/DC输出电压：3.3VDC、5VDC、9VDC、12VDC。

正弦波逆变器：输出波形正弦波、频率50HZ±1HZ；额定输入电压0.8V～17V、电流12A；额定输出电压220VAC±10%、电流1.36A；额定输出功率40～300W；输出功率因数≥95%（线性负载）逆变效率：≥82%。

输入市电：工作电压AC220V、频率50HZ；

工作环境：0℃～40℃、≤85%RH

5、显示单元

5.1、数字显示

直流电压表：光电池充电电压/蓄电池实际电压，相互切换；

直流电流表：光电池充电电流/逆变器输入电流，相互切换；

交流电压表：逆变器输出电压；

交流电流表：逆变器输出电流；

温/湿度表：显示实验室当前的温度、湿度、时间。

5.2、LED/LCD显示

太阳能控制器：充电、过压、欠压、过放、运行

蓄电池电压（高-中-低）

光照度计：测量当前室外光照度（Lux值）

5.3、数码管显示

通用开＋通用关；

光控开＋光控关；

光控开＋时控关；

6、开关单元

光电池控制开关；

逆变器控制开关；

鸣蜂器报警控制开关；

阻性负载控制开关；

光电池控制开关；

7、负载单元

交流线性电阻负载：3～15～120W

直流模拟负载：12V/6WLED路灯板

8、监控软件（选配）

PC监控模块：监控主机、监控软件、显示屏。

显示内容：蓄电池电压、光伏电压、光伏电流、光伏功率，能量模拟图。在不同季节太阳运轨变换仰角下角度对光伏能量转换软件调试控制界面。

三、太阳能光伏发电应用实验装置实验项目

1、光伏能量变换实验

实验1、光伏阵列单元组成原理。

实验2、太阳能光电池能量转换组合原理。

实验3、阵列电子最大功率跟踪器原理。

实验4、阵列汇流与防雷接地原理。

实验5、阵列结构件、防腐安装原理。

实验6、最大功率跟踪器与光伏转换提效实验。

实验7、在不同天气和日照强度下光波对光伏转换效率的影响实验。

实验8、在不同季节太阳运轨变换下对光伏能量转换的影响实验。

实验9、在不同季节太阳运轨变换仰角下角度对光伏能量转换的影响实验。

实验10、在不同季节环境温度变换下对光伏能量转换的影响实验。

实验11、阵列低、中、高通过开关组合后能量变换实验。

实验13、光感仪和风速传感仪各自作用实效实验。

2、系统控制运行过程演示和实验

实验1、太阳能控制器欠压保护实验。

实验2、太阳能控制器充电过压保护实验。

实验3、太阳能控制器充电温度补偿实验。

实验4、模拟的太阳能路灯系统实验（28WLED灯板带配光器）

实验5、控制器三种输出模式实验，手动开关切换或跳线（手动开＋手动关、光控开＋光控关、光控开＋时控关）

实验6、逆变器逆变原理实验（通过逆变器各测试点的测试）

实验7、逆变器与市电互补实验（手动开关切换）

实验8、逆变器输出过载保护实验

实验9、逆变器输出欠、过压保护实验

实验10、市电代替太阳能电池充电实验（通过人工钮子开关切换）

 

 

 

 

一、双馈风力发电机模拟系统实验装置介绍:

双馈风力发电机模拟系统主要用于教学实训，系统采用异步变频拖动单元，宽范围模拟风力发电机运行转速，用户可根据需要调节拖动单元转速来达到模拟风速变化引起的发电机转速变化。可模拟实际风力发电机运行的工艺特点和控制要求。通过开放式主控系统，可通过对控制系统和模拟系统的PLC编程，实现对不同类型风机的模拟以及控制仿真，实现变速恒频风力机组发电状态的模拟，包括转速、转矩、发电量及有功、无功调节。达到变速恒频风力机组的并网发电等过程各参数的实验研究。

二、双馈风力发电机模拟系统实验装置特点：

1）先进性，满足目前主流的1.5～3兆瓦级变速恒频风机控制系统的要求；

2）开放性，PLC可自主编程，满足学生学习的要求；

3）适应性，可满足不同功率、不同类型的风机测试和模拟。

4）高可靠性：保护及通讯不受电磁干扰；风电主控制器背板背面全部接地，有效抵抗脉冲群干扰；具备良好的电磁兼容性，现场与系统、通道与通道间采用隔离措施。

5）开放性强：支持多种现场总线协议，如Modbus、Profibus-DP等，同时提供多种接口方式选择，满足风力发电机上通讯设备的需求。

6）环境适应性：宽温型设计，存储温度-40℃～70℃，运行温度-25℃～60℃；具有三防工艺，防盐雾、防湿热、防霉菌。

7）具有冗余和自诊断功能：有自诊断功能，DO模块具有回读功能，进行数据比较自检；具有掉电检测和超量程及超限报警功能；支持电源冗余、CPU冗余、通讯冗余，满足高可靠性要求。

8）安全链：过压、超速、超压、电网故障等故障保护系统，避免系统失控。

三、双馈风力发电机模拟系统实验装置主要功能：

1）学习主控系统的配置、特点和工艺要求；

2）学习主控软件编写和调试；

3）模拟不同风机的运行特点；

4）调试风机核心控制算法；

5）测试完整的主控系统，实现主控系统电气、软件等测试

四、双馈风力发电机模拟系统实验装置主要配置：

实验系统分为拖动单元、控制单元、发电单元、测量单元。

（1）拖动单元：模拟系统因风速变化而引起的转速变化

（2）控制单元：分析系统状态，控制系统运行，实现数据模拟

（3）并网发电单元：双馈发电机与并网变流器实现风机并网过程。

（4）测量单元：系统各信号采集传输到主控系统中。

双馈风力发电机整机模拟系统包括实验台柜、PLC、驱动变频器、双PWM变流器、负载测试柜，按钮、指示灯、测控仪表、监控系统等。风力发电机内部模拟控制信号可通过PLC编程控制，也可在现有硬件基础上自行开发控制软件，实现对各种自然风的模拟，完成对风力发电机控制算法的研究。

五、双馈风力发电机模拟系统实验装置配置：

六、双馈风力发电机模拟系统实验装置实验内容

（1）风力发电机接线形式实训；

（2）空载运转实训；

（3）并网过程实训；

（4）并网连续运行实训；

（5）风速模拟实验；

（6）转距模拟实验；

（7）发电功率模拟实验；

（8）其它相关发电性能及测量实验；

（9）脱网保护模拟实训；

（10）控制策略模拟实验；

（11）主控系统的配置、特点和工艺要求实训；

（12）主控软件编写和调试实训；

（13）研究和调试风机核心控制算法实验；

（14）自主编程应用实训；