风光互补发电实训系统 V-SUN-S5000

系统介绍

风光互补发电实训系统，采用单元化独立网孔面板结构，模块化设计，既可以组成独立的光伏发电系统或风力发电系统，也可以组成风光互补发电系统，是学习光伏发电和风力发电的综合性实训平台。

◆风力发电由模拟风场和风力发电机组成，尾舵偏航控制与风场运动均由西门子PLC控制实现

◆光伏发电由模拟光源与跟踪系统组成，模拟光源采用摆臂式，手动或自动化模拟太阳从升起到日落过程，电池板采用4块单晶组件组成，跟踪装置采用双轴二维跟踪系统，既可手动跟踪，也可PLC自动跟踪，使光伏组件正对光源输出最大功率

◆环境采集模块可实时采集组件表面光照强度、温度及湿度，方便测试环境变化对光伏发电性能影响

◆仪表单元实时采集系统发用电信息，并传递给组态触摸屏，进行综合监测;汇流单元将电池组件串并后汇成一路输出，具有防反、过流与防雷功能

◆光伏控制器、风机控制器与离网逆变器采用原理与结构外露的形式，核心驱动板均采用ST高性能ARM处理器，控制器采用PWM充电技术，逆变器采用高频隔离的全桥正弦逆变拓扑结构，所有驱动信号波形可在线进行测试，方便学生深入了解控制器和逆变器的结构与原理

◆上位机采用17"工业控制计算机，通过上位机软件对系统发用电数据进行监测、报表存储、查询和打印

主要参数

◆ 太阳能电池组件：单晶组件，最大输出功率20W，数量4块;

◆ 模拟光源：飞利浦500W卤钨灯×2，由紫光蜗杆减速机摆动，模拟太阳升起至日落运动;

◆ 模拟光源拖动电机：紫光交流电机;模拟光源拖动减速机：紫光减速机，减速比3000:1;

◆ 光伏跟踪传感器：采用四象限高精度光敏传感器结构，6路模拟量信号输出,跟踪探头无色透明外壳，方便学生观察;

◆ 太阳能跟踪系统：采用双轴二维跟踪方式，水平270±5°，俯仰75±5°，精度±0.5°;

◆ 跟踪控制单元：手动/自动模拟光源运动与光伏跟踪控制采用西门子PLC主控模块;

◆ 光照及温湿度传感器模块：光照度0-20K(LUX)，温度-40-80℃，湿度0-99.9%RH;

◆ 风力发电机：水平轴永磁同步风力发电机;输出电压12V、叶片数量3片;

◆ 尾舵偏航系统：采用尾舵迎风与侧风偏航控制，偏航角度45°和90°;采用DC24V直流同步电机驱动;

◆ 模拟风源：采用变频轴流通风机，电压380V、功率0.37KW、转速1400rpm;采用三菱变频器驱动;

◆ 模拟风场：模拟风源在电机的拖动下绕风力发电机做圆弧运动，运动角度60±5°,风力发电机四周采用隔离网布置，确保学生实训安全;

◆ 模拟风场拖动电机：额定输出功率100W、额定转速1400rpm、减速比140：1;

◆ 风速传感器：测量模拟风源风速，脉冲输出，电源DC5V，输出1.5脉冲m/s;

◆ 光伏汇流单元：2路光伏输入1路光伏输出;具有防反、防雷、过载保护等;

◆ 模拟风场控制单元：手动/自动风场运动与尾舵偏航控制采用西门子PLC主控模块;

◆ 仪表单元：直流电压表DC0-50V;直流电流表DC0-5A;交流电压表AC0-300V;交流电流表AC0-2A;

◆ 蓄电池：铅酸电池12V/12AH ×2(块);

◆ 太阳能控制器：DC12V、DC5A、PWM方式充电;电路模块化开放设计，方便充电波形与电路测试;有充放电、电池状态指示、温度补偿;蓄电池反接、夜间防反冲、防雷、限流、过充、过放、负载过载、短路等保护;

◆ 风机控制器：电压DC12V(整流)、最大电流25A、PWM(脉冲宽度调制)方式充电;电路模块化开放设计，方便充电波形与相关电路电气测试;具有风速检测、偏航控制信号或刹车信号输出功能;有充放电指示、电池状态指示、温度补偿等功能;具有蓄电池反接、防雷、风机限流、过充、过放、负载过载、短路等保护功能;

◆ 离网逆变器：DC12V;AC220V±10%、50HZ、300VA、纯正弦波;高频变压器隔离;电路模块化开放设计，升压驱动波形、SPWM逆变驱动波形、逆变输出电压电流波形与电路电气测试;有欠压、过载等保护;

◆ 功率电阻模块：0-2000欧连续可调,功率120W;直流阻性、直流感性负载;交流阻性、交流感性负载;

◆ 组态触摸屏：采用7"一体化触摸屏;实时监测系统发电、用电与环境参数等信息;具有历史曲线显示;

◆ 工控机：采用17"电阻式触摸屏工控一体机;

◆ 监控软件：实时监测并存储系统发电、用电与环境参数等信息，实时对模拟光源、光伏跟踪、模拟风场与侧风偏航进行遥控;具有曲线显示、历史报表查询等功能;

◆ 外形尺寸：158×110×155mm(跟踪装置) 2700×1800×1600mm(模拟风场装置)940×620×1940mm(网孔装置×4组)。

监控软件

可完成实验项目

◎ 风力发电机结构与原理

◎ 风力发电机输出特性

◎ 风力发电机偏航工作原理与控制

◎ 风速检测与控制

◎ 太阳能电池发电原理与特性曲线

◎ 太阳能电池组件串并联输出特性

◎ 西门子PLC编程与控制

◎ 光伏自动跟踪原理与编程控制

◎ 离网光伏发电系统的组成

◎ 蓄电池的充放电特性

◎ 风机控制器的原理与功能

◎ 太阳能控制器的原理与功能

◎ 离网逆变器的原理与功能

◎ 仪表监测与通讯

◎ 触摸屏组态软件监控与编程

◎ 上位机软件开发与通讯