SB-TYN07500W風光互補并網發電系統教學實訓臺
一、產品概述
本產品是集于太陽能發電及風力發電為一體的新型教學實驗系統。可完成風力發電和太陽能發電及基站的供電及并網逆變電源系統集成的相關實驗及教學演示。可以幫助學生，進一步理解風力發電及太陽能光伏發電系統的理念、系統集成原理、單元組成、部件認知等方面的學習和工程實際應用技能。
1、產品特點
◆ 系統實驗平臺集成了室內溫/濕度儀，風速測量、光照度測量系統，讓使用者操作起來更直觀。
◆ 系統采用32位數字化DSP技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。
◆ 系統DC-AC并網同步電源，采用高頻脈沖調制技術。具有小體積、高效率及高功率因數輸出。
◆ 系統面板上采用直觀的數字表和液晶顯示，讓用戶了解當前系統工作狀態。
◆ 系統上的離網電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能。
◆ 風光互補并網發電實訓系統，可以讓實訓學生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無污染。
◆ 系統增加市電與風光互補發電切換模塊，讓實驗更具操作性。
◆ 增加分布式供電原理與實驗電路，讓學生增加對新知識的理解
一、主要技術規格參數
1、系統規格
◆ 系統工作電壓：12/24V DC 220VAC
◆ 系統最大電流：50A
◆ 系統最大功率：900W
2、單晶硅太陽能電池規格
◆ 組件尺寸(L*W*H)：670*1005*28mm
◆ 最佳功率：100W
◆ 最佳工作電壓：17.05±0.5V×2
◆ 最佳工作電流：5.2±0.10A，×2
◆ 短路電流：5.3±0.10A，×2
◆ 開路電壓：21±0.5V
◆ 模擬小太陽模塊：220VAC 500W金鹵燈或1000W自然色太陽投光燈
3、風機力發電機參數
◆ 額定功率：400(W)
◆ 額定電壓：12/24(V)
◆ 額定電流：33.3/16.7（A）
◆ 風輪直徑：1.65(m)
◆ 啟動風速：1.5(m/s)
◆ 額定風速：9.6(m/s)
◆ 安全風速：35(m/s)
◆ 工作形式：永磁同步發電機
◆ 風葉旋轉方向：順時針
◆ 風葉數量：3（片）
◆ 風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料
◆ 電機材料：鋁合金&不銹鋼
4、模擬風洞模塊
采用矢量變頻器驅動，模擬不同環境下的網速
◆ 風量：32073 mз/h
◆ 風壓：388Pa
◆ 轉速：1440 r/min
◆ 功率：5.5kW
◆ 可調風速：0～13級連續可調
5、風光互補控制器
集風能、太陽能控制于一體的智能控制器，專為高端的小型風光互補系統設計，特別適用于風光互補路燈系統和風光互補監控系統。能同時控制風力發電機和太陽能電池板對蓄電池進行安全高效的智能充電。
◆ 工作電壓：24VDC
◆ 充電功率：1000W
◆ 光伏功率：350W
◆ 風機功率：650W
◆ 充電方式：PWM脈寬調制
◆ 充電最大電流 35A
◆ 過放保護電壓 11V
◆ 過放恢復電壓 12.6V
◆ 輸出保護電壓 16V
◆ 卸載開始電壓（出廠值）15.5V
◆ 卸載開始電流（出廠值） 15A
◆ 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；
◆ 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
光伏離網型逆變器為功率變換裝置，將輸入的直流電推挽升壓，再經過逆變橋SPWM正弦脈寬調制技術逆變成220V交流電。
◆ 直流輸入電壓：10～16VDC
◆ 額定蔬出功率：600W
◆ 輸出電壓：110/220VAC
◆ 輸出波形：純正弦波
◆ 輸出頻率：50Hz
◆ 工作效率：85%
◆ 功率因數：>0.88
◆ 波形失真率≤5%
◆ 工作環境：溫度-20℃～50℃
◆ 相對濕度：﹤90﹪（25℃）
◆ 保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護
7、并網同步逆變電源
采用光度感知運算技術，太陽光在太陽能電池板上的照射角度、光照強度的不同而產生不同的電流輸出，采用了先進的中央處理器運算出其不同的光照度，精確的MPPT功能、APL功能，自動把太陽能板的功率調整到最大輸出，只需將太陽能板直接連接到并網逆變器上，無需再連接電池。
交流電的0角相經隔離放大后輸入到MCU進行高精度檢測分析，相移率只有〈1％，并網的過程中采用SPWM直接產生純正正弦波輸出。從而實現了高精度同相調制交流電并合輸出功能。
◆ AC標準電壓范圍：90V～140V/180V～260VAC
◆ AC頻率范圍： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz
◆ 并網輸出功率：400W
◆ 輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%
◆ 相 位 差： <1%
◆ 孤島效應保護： VAC;f AC
◆ 輸出短路保護： 限流
◆ 顯示方式： LED
◆ 待機功耗： <2W
◆ 夜間功耗： <1W
◆ 環境溫度范圍： -25 ℃～60℃
◆ 環境濕度： 0～99%(Indoor Type Design)
8、測風系統模塊
用于測量并記錄大氣中風速與風向的氣象儀器。本儀器采用高清液晶顯示屏顯示當前日期時間及風速、風向值；內置大容量FLASH存儲芯片可自動存儲至少一年的氣象數據；儀器配備有三種通訊接口（RS232/RS485/USB）用于與計算機建立通訊連接，通過配套的上位機軟件可遠程觀測實時風速風向，用戶還可利用該功能完善的氣象軟件對氣象數據作進一步的處理分析。
實時數據：當前電腦時間采集到的風速、風向數據。（電腦時鐘）
歷史數據：風速風向儀按照所設定的采集周期，記錄到采集儀存儲芯片中的風速、風向數據（采集儀時鐘）。
◆ 測量范圍 風速：0～60m/s 風向：0～360°
◆ 精 度 ±0.1m/s ± 3°
◆ 工作電源：AC 220V±20% 50HZ， DC12V、5V或其他供電。
◆ 記錄間隔： 1分鐘～240分鐘連續可設置
◆ 內部存儲： 4M bit
◆ 通訊接口： RS-232/485/USB通訊
◆ 環境溫度： -40℃～50℃
◆ 轉速傳感器：0～5000 風力發電機轉速檢測顯示（室內）
9、電表規格
◆ 直流電流表：× 2個，20A， 顯示模式︰0.5”LED
◆ 直流電壓表：× 2個，50V， 顯示模式︰0.5”LED
◆ 交流電壓表：× 2個，500V，顯示模式︰0.5”LED
◆ 交流電流表：× 2個，5A， 顯示模式︰0.5”LED
◆ 時間、溫/濕度表：× 1個，-20～99.9℃ 顯示時間，室內溫、濕度
10、負載：
◆ 風扇：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.25A，功率：3W
◆ 交通燈：1組(R,G,B)，額定電壓：12/24V，工作電流：0.25A，功率：3W
◆ 蜂鳴器：×1個
◆ 馬達：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.35A，功率：5W 轉速：20rmp/min
◆ 交流線性電阻負載：3～100W連續可調
◆ 直流模擬負載：12V/24V/28WLED路燈板，帶PWM調光功能，輸出功率可設置
11、電池：閥控式密封鉛酸蓄電池
◆ 額定電壓：12V
◆ 額定容量：100Ah
◆ 充電方法（恒壓），循環︰最大充電電流為5.6A
12、監測系統：
高性能風光互補智能控制器，含PC端Zigbee無線監控模塊，與太陽能教學模塊Zigbee發射模塊，透過IEEE802.15.4標準無線協定截取I(電流)V(電壓)值至PC端顯示以便監控。
13、系統外形尺寸；長1400×寬550×高1700（㎜）附滾輪方便推動至戶外教學。
14、監控軟件
◆ PC監控模塊：監控主機、監控軟件。
◆ 顯示內容：蓄電池電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率，能量模擬圖，當前風速（米/秒），當前風向（度），當前風力資源平估。
風力發電系統工作主界面 風力電系統工作數據主界面（可切換不同曲線界面）
當前風資源數據主界面
二、教學及研究實訓項目
2、1、永磁同步風力發電機系統運行過程風能量變換演示和實驗
實驗1、風力發電基礎理論原理性實驗
實驗2、風力發電系統設計實驗
實驗3、風力發電控制技術實驗
實驗4、風力發電相關測量技術實驗
實驗5、風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗
實驗6、發電機轉速與輸出電壓關系實驗
實驗7、發電機轉速與輸出電流關系實驗
實驗8、發電機轉速與輸出頻率關系實驗
實驗9、風速即轉速與出功率關系實驗
2、2、太陽能電池控制運行過程光能量變換演示和實驗
實驗1、光伏電池的伏安特性；
實驗2、光伏發電的負載特性測試；
實驗3、光伏電池輸出功率與入射角的關系；
實驗4、輸出功率與光照強度的關系；
實驗5、最大功率點跟蹤實驗測試；
實驗6、控制器原理實驗；
實驗7、蓄電池充放電控制實驗；
實驗8、蓄電池保護實驗；
實驗9、光伏陣列設計實驗；
實驗10、太陽能照明系統設計；
實驗11、太陽能系統電器負載實驗；
實驗12、綜合實驗；
三、主要設備清單
|
序號 |
名 稱 |
數 量 |
單 位 |
|
1 |
風光互補發電實訓系統操作臺 |
1 |
臺 |
|
2 |
400W永磁同步發電機 |
1 |
臺 |
|
3 |
模擬風洞系統（風源） |
1 |
套 |
|
4 |
風速儀（含支架） |
1 |
臺 |
|
5 |
風向儀（含支架） |
1 |
臺 |
|
6 |
5.5KW矢量變頻器 |
1 |
臺 |
|
7 |
風光互補控制器 |
1 |
臺 |
|
8 |
逐日系統支架（含模擬太陽源） |
1 |
套 |
|
9 |
100W太陽能電池組件模塊 |
1 |
套 |
|
10 |
蓄電池組65Ah |
1 |
組 |
|
11 |
實驗附件 |
1 |
套 |
|
12 |
上位軟件 |
1 |
套 |
