SBXNY-09新能源風(fēng)電運維實訓(xùn)裝置
新能源風(fēng)電運維實訓(xùn)裝置由光伏供電裝置、光伏供電單元、風(fēng)力供電裝置、風(fēng)力供電單元、逆變與負載單元、監(jiān)控單元組成。
新能源風(fēng)電運維實訓(xùn)裝置示意圖（僅供參考）
詳見技術(shù)要求。
1、新能源風(fēng)電運維實訓(xùn)設(shè)備清單
新能源風(fēng)電運維實訓(xùn)裝置主要由光伏供電裝置、光伏供電單元、風(fēng)力供電裝置、風(fēng)力供電單元、逆變與負載單元、監(jiān)控單元組成，如下圖所示（僅供參考）。裝置采用模塊式結(jié)構(gòu)，各裝置和單元具有獨立的功能，可以組合成光伏發(fā)電實訓(xùn)單元、風(fēng)力發(fā)電實訓(xùn)單元。
設(shè)備采用鋁合金型材作為主體框架，安裝面采用網(wǎng)孔板為安裝操作面，網(wǎng)孔板表面噴塑，保證網(wǎng)孔板整體強度，材質(zhì)為整塊不銹鋼折邊式且不存在焊接點,底部裝有帶腳墊萬向輪，萬向輪移動時用，可調(diào)腳固定時用。
2、新能源風(fēng)電運維實訓(xùn)設(shè)備清單每套設(shè)備包含）
序號 | 名稱 | 尺寸（mm） | 數(shù)量 |
1 | 風(fēng)力供電裝置 | 1578×1950×1540（±偏離值≤50） | 1臺 |
2 | 光伏供電裝置 | 1610×1010×1550（±偏離值≤50） | 1臺 |
3 | 風(fēng)力供電單元 | 3200×650×2000（±偏離值≤50） | 1臺 |
4 | 光伏供電單元 | 3200×650×2000（±偏離值≤50） | 1臺 |
5 | 逆變與負載單元 | 3200×650×2000（±偏離值≤50） | 1臺 |
6 | 監(jiān)控單元 | 3200×650×2000m（±偏離值≤50） | 1臺 |
3、技術(shù)參數(shù)，每套設(shè)備包含
一、風(fēng)力供電裝置 |
序號 | 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 | 輸出功率：300W 輸出（整流）電壓：＞ +12V 葉片旋轉(zhuǎn)直徑：1.2m
葉片數(shù)量：3個
葉片材質(zhì)：玻璃纖維
啟動風(fēng)速：1m/s
切入風(fēng)速：1.5m/s
安全風(fēng)速：25 m/s
偏航：程序控制自動偏航
偏航電機：工作電壓（DC 24V）、轉(zhuǎn)速（25rpm） | 1臺 |
2 | 風(fēng)速儀 | 輸出電壓：0-5V
風(fēng)碗數(shù)：3個 | 1個 |
3 | 軸流通風(fēng)機 | 流量：2100m3/h
電壓：380V（由變頻器控制）
全壓：215Pa
頻率：50Hz
功率：0.37Kw
轉(zhuǎn)速：1400r/min 軸流風(fēng)機支架 軸流風(fēng)機框罩 | 1臺 |
4 | 風(fēng)向控制電機 | 減速比：1：40
電壓：AC220V
和運動機構(gòu)的鏈接機構(gòu)：鏈輪 | 1臺 |
二、光伏供電裝置 |
序號 | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 電池組件 | 功率：20W
誤差：±5%
輸出電壓：17.2V
輸出電流：1.17A
開路電壓：21.4V
短路電流：1.27A
工作環(huán)境溫度：45℃±2℃
尺寸：430×430×28mm（±偏離值≤5mm） | 4套 |
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個 |
3 | 投射燈 | 擺臂機構(gòu)：渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)（2個減速箱） 電壓：220V
頻率：50Hz
電流：1.36A
最大功率：300W | 2臺 |
4 | 追日機構(gòu) | 結(jié)構(gòu)：渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)（減速箱）
驅(qū)動：直流電機
軸數(shù)：雙軸二維 | 1套 |
三、風(fēng)力供電單元 |
序號 | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 電源控制單元 | 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈、電源插座 | 1套 |
2 | 風(fēng)電控制電源單元 | 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈 | 1套 |
3 | 觸摸屏 | 7",彩色 | 1個 |
4 | 功能模塊 | DSP核心板2812，通信控制板，風(fēng)力發(fā)電主電路板 | 1套 |
5 | 直流輸入單元 | 電流表： DC 0-5A
電壓表： DC 0-500V
接口：RS485 | 1套 |
6 | 風(fēng)力供電控制單元 | 風(fēng)場運動方向：順時、逆時
軸流風(fēng)機控制：給風(fēng)
偏航控制：偏航、停止
自動控制：啟動、急停 | 1套 |
7 | PLC | PLC200 CPU224 | 1套 |
8 | 變頻器 | 一體式，防護等級IP20,功率0.37Kw，功能：邏輯控制,信號采集,輸出控制 | 1臺 |
9 | 可調(diào)電阻 | 范圍：0-1000Ω，無級可調(diào)（有刻度） | 1套 |
10 | 實訓(xùn)臺 | 豎式網(wǎng)孔板基本結(jié)構(gòu)：下方為工具箱+4個輪子，上方為豎式網(wǎng)孔板
尺寸：800mm×600mm×2000mm,±偏離值不大于50mm 外框架構(gòu)成：鋁合金型材；
內(nèi)嵌噴塑鋼板
鋼板尺寸：1200mm×820mm，偏離值不大于50mm
鋼板厚度：2±0.2mm
鋼板孔規(guī)格：上方孔尺寸6×10mm，孔左右間距為6mm，上下間距為6mm且錯位8mm；
網(wǎng)孔板配有推拉式抽屜，抽屜采用型材外框、2mm鋼板底部；
網(wǎng)孔架底部裝有滑輪。 附帶配套通訊電纜. | 1套 |
四、光伏供電單元 |
序號 | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 電源控制單元 | 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈、電源插座 | 1套 |
2 | 光伏控制電源單元 | 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈 | 1套 |
3 | 觸摸屏 | 7",彩色 | 1個 |
4 | 功能模塊 | DSP核心板2812，通信控制板，光伏發(fā)電主電路板 | 1套 |
5 | 直流輸入單元 | 電流表：PA1951-AK1G，DC 0-5A
電壓表：PZ195U-AK1G，DC 0-500V
接口：RS485 | 1套 |
6 | 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2
投光燈運動方向：東西、西東、停止
自動控制：啟動、急停 | 1套 |
7 | PLC | PLC200 CPU226 | 1臺 |
8 | 可調(diào)電阻 | 范圍：0-1000Ω，無級可調(diào)（有刻度） | 1套 |
9 | 實訓(xùn)臺 | 豎式網(wǎng)孔板基本結(jié)構(gòu)：下方為工具箱+4個輪子，上方為豎式網(wǎng)孔板
尺寸：800mm×600mm×2000mm,±偏離值不大于50mm 外框架構(gòu)成：鋁合金型材；
內(nèi)嵌噴塑鋼板
鋼板尺寸：1200mm×820mm，偏離值不大于50mm
鋼板厚度：2±0.2mm
鋼板孔規(guī)格：上方孔尺寸6×10mm，孔左右間距為6mm，上下間距為6mm且錯位8mm；
網(wǎng)孔板配有推拉式抽屜，抽屜采用型材外框、2mm鋼板底部；
網(wǎng)孔架底部裝有滑輪。 附帶配套通訊電纜. | 1套 |
五、逆變與負載單元 |
序號 | 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
接口：RS485 | 1套 |
2 | 逆變控制電源單元 | 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈 | 1套 |
3 | 逆變器 | 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% 實驗?zāi)K：正弦波逆變器原理模塊 | 1套 |
4 | 開關(guān)電源 | 輸入電壓：AC 220V
輸出電壓：DC 24V
輸出電流：5A | 1套 |
5 | 變頻器 | 一體式，防護等級IP20,功率0.37Kw，功能：邏輯控制,信號采集,輸出控制 | 1套 |
6 | 電機負載 | 功率：40W
電壓：AC220V
轉(zhuǎn)速：1350rpm | 1套 |
7 | 模擬舞臺燈光負載 | 二極管字樣為“KNT”的發(fā)光模塊 | 1套 |
8 | 閥控密封式鉛酸蓄電池 | 容量 12V 18Ah/20HR 重量 約 1.9kg 尺寸≥345mm×195mm×20mm | 4套 |
9 | 實訓(xùn)臺 | 豎式網(wǎng)孔板基本結(jié)構(gòu)：下方為工具箱+4個輪子，上方為豎式網(wǎng)孔板
尺寸：800mm×600mm×2000mm,±偏離值不大于50mm 外框架構(gòu)成：鋁合金型材；
內(nèi)嵌噴塑鋼板
鋼板尺寸：1200mm×820mm，偏離值不大于50mm
鋼板厚度：2±0.2mm
鋼板孔規(guī)格：上方孔尺寸6×10mm，孔左右間距為6mm，上下間距為6mm且錯位8mm；
網(wǎng)孔板配有推拉式抽屜，抽屜采用型材外框、2mm鋼板底部；
網(wǎng)孔架底部裝有滑輪。 附帶配套通訊電纜. | 1套 |
六、監(jiān)控單元 |
序號 | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 |
1 | 直流電機負載 | 直流單片機負載 | 1套 |
2 | 工控機 | 6個串口，含鍵盤鼠標(biāo)，具備實時監(jiān)控和控制設(shè)備、提供人機圖形界面、支持實時和歷史數(shù)據(jù)的存儲功能。 | 1套 |
3 | 監(jiān)控數(shù)據(jù)輸出裝置 | 監(jiān)控數(shù)據(jù)輸出速度≥12（ppm） 監(jiān)控數(shù)據(jù)輸出分辨率：≥4800（dpi）dpi 接口：USB接口 | 1套 |
4 | 實訓(xùn)臺 | 豎式網(wǎng)孔板基本結(jié)構(gòu)：下方為工具箱+4個輪子，上方為豎式網(wǎng)孔板
尺寸：800mm×600mm×2000mm,±偏離值不大于50mm 外框架構(gòu)成：鋁合金型材；
內(nèi)嵌噴塑鋼板
鋼板尺寸：1200mm×820mm，偏離值不大于50mm
鋼板厚度：2±0.2mm
鋼板孔規(guī)格：上方孔尺寸6×10mm，孔左右間距為6mm，上下間距為6mm且錯位8mm；
網(wǎng)孔板配有推拉式抽屜，抽屜采用型材外框、2mm鋼板底部；
網(wǎng)孔架底部裝有滑輪。 附帶配套通訊電纜. | 1套 |
（1）風(fēng)力供電裝置：風(fēng)力供電裝置主要由葉片、輪轂、發(fā)電機、機艙、尾舵、側(cè)風(fēng)偏航控制機構(gòu)、直流電動機、塔架和基礎(chǔ)、測速儀、測速儀支架、軸流風(fēng)機、軸流風(fēng)機支架、軸流風(fēng)機框罩、單相交流電動機、電容器、風(fēng)場運動機構(gòu)箱、護欄、連桿、滾輪、萬向輪、微動開關(guān)和接近開關(guān)設(shè)備與器件組成。
葉片、輪轂、發(fā)電機、機艙、尾舵和側(cè)風(fēng)偏航控制機構(gòu)組裝成水平軸永磁同步風(fēng)力發(fā)電機，安裝在塔架上。風(fēng)場由軸流風(fēng)機、軸流風(fēng)機支架、軸流風(fēng)機框罩、測速儀、測速儀支架、風(fēng)場運動機構(gòu)箱體、傳動齒輪鏈機構(gòu)、單相交流電動機、滾輪和萬向輪組成。軸流風(fēng)機和軸流風(fēng)機框罩安裝在風(fēng)場運動機構(gòu)箱體上部，傳動齒輪鏈機構(gòu)、單相交流電動機、滾輪和萬向輪組成風(fēng)場運動機構(gòu)。當(dāng)風(fēng)場運動機構(gòu)中的單相交流電動機旋轉(zhuǎn)時，傳動齒輪鏈機構(gòu)帶動滾輪轉(zhuǎn)動，風(fēng)場運動機構(gòu)箱體圍繞風(fēng)力發(fā)電機的塔架作圓周旋轉(zhuǎn)運動，當(dāng)軸流風(fēng)機輸送可變風(fēng)量風(fēng)時，在風(fēng)力發(fā)電機周圍形成風(fēng)向和風(fēng)速可變的風(fēng)場。
在可變風(fēng)場中，風(fēng)力發(fā)電機利用尾舵實現(xiàn)被動偏航迎風(fēng)，使風(fēng)力發(fā)電機輸出最大電能。測速儀檢測風(fēng)場的風(fēng)量，當(dāng)風(fēng)場的風(fēng)量超過安全值時，側(cè)風(fēng)偏航控制機構(gòu)動作，使尾舵?zhèn)蕊L(fēng)45?，風(fēng)力發(fā)電機葉片轉(zhuǎn)速變慢。當(dāng)風(fēng)場的風(fēng)量過大時，尾舵?zhèn)蕊L(fēng)90?，風(fēng)力發(fā)電機處于制動狀態(tài)。
（2）光伏供電裝置：光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運動機構(gòu)、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動機、電容器、直流電動機、接近開關(guān)、微動開關(guān)、底座支架等設(shè)備與器件組成，4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣，光線傳感器安裝在光伏電池方陣中央。2盞300W的投射燈安裝在擺桿支架上，擺桿底端與減速箱輸出端連接，減速箱輸入端連接單相交流電動機。
（如下圖所示，僅供參考）
（3）風(fēng)力供電單元：風(fēng)力供電單元主要由風(fēng)電電源控制單元、風(fēng)電輸出顯示單元、觸摸屏、風(fēng)力供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、PLC、繼電器組、接線排、可調(diào)電阻、斷路器、網(wǎng)孔架組成。
風(fēng)力供電控制單元的偏航功能有手動和自動兩個狀態(tài)，可以進行手動或自動可變風(fēng)向操作。
可變風(fēng)量是由變頻器控制軸流風(fēng)機實現(xiàn)。手動操作變頻器操作面板上的有關(guān)按鍵，使變頻器的輸出頻率在0-50Hz之間變化，軸流風(fēng)機轉(zhuǎn)速在0至額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)變化，實現(xiàn)可變風(fēng)量輸出。
DSP控制單元和側(cè)風(fēng)偏航，風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片在氣流作用下產(chǎn)生力矩驅(qū)動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，通過輪轂將扭矩輸入到傳動單元。當(dāng)風(fēng)速增加超過額定風(fēng)速時，風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪轉(zhuǎn)速過快，發(fā)電機可能因超負荷而燒毀。
（4）光伏供電單元：光伏供電單元主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調(diào)電阻、斷路器、12V開關(guān)電源、網(wǎng)孔架等組成。
光伏供電控制單元的追日功能有手動控制盒自動控制兩個狀態(tài)，可以進行手動或自動運行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態(tài)、燈運動操作。
蓄電池的充電過程及充電保護由DSP控制單元、接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護由DSP控制單元、接口單元及繼電器完成，當(dāng)蓄電池放電電壓低于規(guī)定值，DSP控制單元輸出信號驅(qū)動繼電器工作，繼電器常閉觸點斷開，切斷蓄電池的放電回路。
（5）逆變與負載單元：逆變與負載單元主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、逆變器、逆變器參數(shù)檢測模塊、變頻器、三相交流電機、發(fā)光管舞臺燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網(wǎng)孔架組成。
逆變電源控制單元主要由斷路器、+24V開關(guān)電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子DT14和DT15組成。
逆變輸出顯示單元主要由交流電流表、交流電壓表、接線端子DT16和DT17組成。
逆變與負載單元主要由逆變器、交流調(diào)速單元、逆變器測試模塊、發(fā)光管舞臺燈光模塊和警示燈組成。
逆變器的輸入由光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元或蓄電池提供，逆變器輸出單相220V、50Hz的交流電源。交流調(diào)速單元由變頻器和三相交流電動機組成，逆變器的輸出AC220V電源是變頻器的輸入電源，變頻器將單相AC220V變換為三相AC220V供三相交流電動機使用。逆變電源控制單元的AC220V電源由逆變器提供，逆變電源控制單元輸出的DC24V供發(fā)光管舞臺燈光模塊使用。逆變器測試模塊用于檢測逆變器的死區(qū)、基波、SPWM波形。
逆變器是將低壓直流電源變換成高壓交流電源的裝置，逆變器的種類很多, 各自的具體工作原理、工作過程不盡相同。本實訓(xùn)裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅(qū)動+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅(qū)動芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。
（6）監(jiān)控單元：監(jiān)控單元主要由一體機、鍵盤、鼠標(biāo)、接線排、電源插座、通信線、操作控制單元組成。主要功能：與控制器、PLC、儀表進行通信。
監(jiān)控單元具有主界面，光伏供電單元界面，風(fēng)力供電單元界面，逆變與負載單元界面，風(fēng)光互補能量轉(zhuǎn)換界面，分別顯示各自的運行狀態(tài)參數(shù)。
光伏供電單元界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實現(xiàn)光伏電池方陣自動跟蹤。風(fēng)力供電單元界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機側(cè)風(fēng)偏航控制。
具有光伏發(fā)電采集報表和風(fēng)力發(fā)電集報表，記錄光伏輸出電壓、電流，風(fēng)力發(fā)電機的輸出電壓、電流；逆變與負載單元的逆變輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)并輸出數(shù)據(jù)報表。
（7）可實現(xiàn)的實訓(xùn)內(nèi)容
?離網(wǎng)型風(fēng)光互補發(fā)電單元規(guī)劃；
?根據(jù)功率要求，光伏電池組件的選擇、安裝和連接；
?根據(jù)功率要求，風(fēng)力發(fā)電機的選擇、安裝和連接；
?基于MCU的光伏電池組件最大功率跟蹤程序設(shè)計；
?基于MCU的風(fēng)力發(fā)電機最大功率跟蹤的程序設(shè)計；
?蓄電池容量匹配計算與選型；
?蓄電池充放電參數(shù)設(shè)置、保護參數(shù)設(shè)置；
?逆變器參數(shù)設(shè)置；
?監(jiān)控單元組態(tài)及操作；
?光伏供電單元的調(diào)試；
?風(fēng)力供電單元的調(diào)試；
?風(fēng)光互補發(fā)電單元的調(diào)試；
?電能質(zhì)量的監(jiān)測、調(diào)試和分析。
