风光互补发电系统

风光互补发电系统主要由光伏模拟装置、光伏充放电系统、风力模拟装置、风力充放电系统、逆变与负载系统、监控系统组成。风光互补发电实训系统采用独立网孔面板结构、模块化结构设计，各装置和系统既可以独立运行，也可以组成光伏发电实训系统、风力发电实训系统或风光互补发电实训系统。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，并传递给触摸屏，进行综合监测；汇流单元将多路电池组件并联后汇成一路输出，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，核心驱动板均采用高性能ARM处理器，控制器采用PWM充电技术，逆变器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；上位机采用工业计算机，通过上位机软件对系统发用电数据进行监测、查询。

实训项目包括：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；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；

设备详细技术参数：

系统参数
1)太阳能电池组件：单晶组件，最大输出功率20W，数量4块；
2)模拟光源：500W卤钨灯，由蜗杆减速机摆动，模拟太阳升起至日落运动；
3)模拟光源拖动电机：交流电机；模拟光源拖动减速机：减速机，减速比3000:1；
4)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,跟踪探头采用无色透明外壳，方便学生观察；
5)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°；
6)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PLC主控模块；
7)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；
8)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；
9)尾舵偏航系统：采用尾舵迎风与侧风偏航控制，偏航角度0°-90°；采用DC24V直流同步电机驱动；
10)模拟风源：采用变频轴流通风机，电压380V、功率0.37KW、转速1400rpm；采用变频器驱动；
11)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；
12)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；
13)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；
14)光伏汇流单元：2路光伏输入1路光伏输出；具有防反、防雷保护等；
15)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PLC主控模块；
16)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 ；
17)蓄电池：铅酸电池12V/12AH；
18)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；
19)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；
20)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；
21)功率电阻模块：0-2000欧连续可调,功率100W；直流阻性、直流感性负载；交流阻性、交流感性负载；
22)触摸屏：采用一体化触摸屏；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；
23)工控机：采用触摸屏工控一体机；
24)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、光伏跟踪等进行控制；具有曲线显示等功能；

实验项目
1)风力发电机结构与原理；
2)风力发电机输出特性；
3)风力发电机偏航工作原理与控制；
4)风速检测与控制；
5)太阳能电池发电原理与特性曲线；
6)太阳能电池组件串并联输出特性；
7)PLC编程与控制；
8)光伏自动跟踪原理与编程控制；
9)离网光伏发电系统的组成；
10）蓄电池的充放电特性；
11）风机控制器的原理与功能；
12）太阳能控制器的原理与功能；
13）离网逆变器的原理与功能；
14）仪表监测与通讯；
15）触摸屏组态软件监控与编程；
16）上位机软件开发与通讯；