SB-SWP01光伏實(shí)訓(xùn)設(shè)備

一、設(shè)備組成

光伏實(shí)訓(xùn)設(shè)備、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要由光伏供電裝置、風(fēng)力供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)組成。系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，各裝置和系統(tǒng)具有獨(dú)立的功能，可以組合成光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。

可開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括光伏電池方陣的安裝、光伏供電裝置的組裝、光線傳感器的安裝與調(diào)試、光伏電池組件光源跟蹤控制程序設(shè)計(jì)、光伏電池的輸出特性、蓄電池的充電特性和放電保護(hù)、水平軸永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組裝、模擬風(fēng)場(chǎng)裝置的組裝、風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出特性的測(cè)試、逆變器的測(cè)試、逆變器的負(fù)載安裝與調(diào)試等，也可供科研及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支持服務(wù)。

二、設(shè)備組成

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要由光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、風(fēng)力供電裝置、風(fēng)力供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)組成，如圖1所示。SY-SWP01型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，各裝置和系統(tǒng)具有獨(dú)立的功能，可做為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、或組合成風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)運(yùn)行。

（1）設(shè)備尺寸：光伏供電裝置1610×1010×1550mm

風(fēng)力供電裝置1578×1950×1540mm

實(shí)   訓(xùn)   柜 3200×650×2000mm

（2）場(chǎng)地面積：25平方米

三、各單元介紹

1、 光伏供電裝置

（1）光伏供電裝置的組成

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(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動(dòng)機(jī)、電容器、直流電動(dòng)機(jī)、接近開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、底座支架等設(shè)備與器件組成，如下圖所示。

圖2 光伏供電裝置

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(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)擺桿作圓周擺動(dòng)。擺桿底端與底座支架連接部分安裝了接近開(kāi)關(guān)和微動(dòng)開(kāi)關(guān)，用于擺桿位置的限位和保護(hù)。水平和俯仰方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由水平運(yùn)動(dòng)減速箱、俯仰運(yùn)動(dòng)減速箱、直流電動(dòng)機(jī)、接近開(kāi)關(guān)和微動(dòng)開(kāi)關(guān)組成。直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，水平運(yùn)動(dòng)減速箱驅(qū)動(dòng)光伏電池方陣作向東方向或向西方向的水平移動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)減速箱驅(qū)動(dòng)光伏電池方陣作向北方向或向南方向的俯仰移動(dòng)，接近開(kāi)關(guān)和微動(dòng)開(kāi)關(guān)用于光伏電池方陣位置的限位和保護(hù)。

2、光伏供電系統(tǒng)

(1)光伏供電系統(tǒng)的組成

光伏供電系統(tǒng)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、ARM控制單元、接口單元、西門(mén)子S7-200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調(diào)電阻、斷路器、12V開(kāi)關(guān)電源、網(wǎng)孔架等組成。

（2）控制方式

光伏電源控制單元主要由斷路器、+24V開(kāi)關(guān)電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子等組成。

光伏輸出顯示單元主要由直流電流表、直流電壓表、接線端子等組成。

光伏供電控制單元主要由選擇開(kāi)關(guān)、急停按鈕、帶燈按鈕、接線端子等組成。

（3）ARM控制單元和接口單元

蓄電池的充電過(guò)程及充電保護(hù)由ARM控制單元、接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護(hù)由ARM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，ARM控制單元輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器工作，繼電器常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷蓄電池的放電回路。

（4）蓄電池組

蓄電池組選用4節(jié)閥控密封式鉛酸蓄電池

3、逆變與負(fù)載系統(tǒng)

（1）、逆變與負(fù)載系統(tǒng)的組成

逆變與負(fù)載系統(tǒng)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(cè)模塊、變頻器、三相交流電機(jī)、發(fā)光管舞臺(tái)燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網(wǎng)孔架等組成。

①逆變電源控制單元

逆變電源控制單元主要由斷路器、+24V開(kāi)關(guān)電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子等組成。

②逆變輸出顯示單元

逆變輸出顯示單元主要由交流電流表、交流電壓表、接線端子等組成。

（2）逆變器

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(guò)程不盡相同。本實(shí)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(dòng)+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅(qū)動(dòng)芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。

4、監(jiān)控系統(tǒng)

（1）監(jiān)控系統(tǒng)組成

監(jiān)控系統(tǒng)主要由一體機(jī)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統(tǒng)軟件、力控組態(tài)軟件組成。

（2）監(jiān)控系統(tǒng)功能

1）通信

監(jiān)控系統(tǒng)與控制器、PLC、儀表進(jìn)行通信。

2）界面

①監(jiān)控系統(tǒng)具有主界面，光伏供電系統(tǒng)界面，逆變與負(fù)載系統(tǒng)界面，光伏能量轉(zhuǎn)換界面，分別顯示各自的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。

②光伏供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實(shí)現(xiàn)光伏電池方陣自動(dòng)跟蹤。

③具有光伏發(fā)電采集報(bào)表，記錄光伏輸出電壓、電流；逆變與負(fù)載系統(tǒng)的逆變輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)并打印數(shù)據(jù)報(bào)表。

三、主要實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容涉及光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、接線、調(diào)試和分析：

1）光伏供電裝置的安裝與接線；

2）光伏供電系統(tǒng)部分器件的安裝、接線與調(diào)試；

3）光伏電池方陣輸出特性測(cè)試；

4）蓄電池組充放電參數(shù)的測(cè)試；

5）逆變與負(fù)載系統(tǒng)部分器件的安裝、接線與調(diào)試；

6）逆變器相關(guān)參數(shù)測(cè)試、逆變器輸出參數(shù)測(cè)試；

7）逆變器相關(guān)數(shù)據(jù)的下載設(shè)置與測(cè)試；

8）相關(guān)電路模塊的焊接；

9）監(jiān)控系統(tǒng)與各單元的通信；

10）監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)界面的操作；

四、 主要技術(shù)參數(shù)