风光互补智能控制实验装置

风光互补智能控制实验装置主要由逐日跟踪装置、风力发电装置、控制装置（含控制器、逆变器）、仪表与负载单元、监控系统组成，如图1所示。风光互补伏发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能。

设备特点

1、综合性强  本装置综合了目前国内各类院校新能源累课程的全部实验项目。

2、适应性强  能满足各类学校相应课程的实验教学，实验的深度与广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学进程作有机地结合。结合风力发电和光伏发电目前主流的发电方法，供学生全面升入了解和学习。

3、整体性强  从仪器仪表、专用电源、PLC、变频器、逆变器及其它实验部件到实验连接专用导线等均配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配置。

4、开放性强  控制屏供电隔离（浮地设计），并设有内、外电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监视及短路保护等功能，使用方便；各测量仪表均有保护功能。整套装置经过精心设计，产品性能优良，所有这些均为开放性实验创造了条件，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。

技术性能要求

1、交流电源：三相五线 AC 380 V±10% 50Hz；

2、温度：-10～50℃；环境湿度：≤90％无水珠凝结；

3、外形尺寸:实训台：1400mm×750mm×1680mm

逐日系统：≮1400mm×1400mm×1640mm

风力系统：2500mm×2500mm×1400mm

4、实训台由钣金加网孔板结构，PLC、变频器、逆变器等各元器件均装在网孔板上，元器件的端子都用端子排引出，安全可靠。

5、整机功耗：≤3 kVA；

6、安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国标标准。

系统配置

1、风力发电装置组成

本模拟装置由风力发电机、鼓风机、变频器、支架等组成，风力发电机采用300W风力发电机，鼓风机采用3KW、变频器采用3KW变频器。

（1）风力发电机

（2）模拟风源

模拟风源采用德东鼓风机SF7-4，流量2100m3/h、三相电压380V（由变频器控制）、215Pa、3Kw1400r/min（带轴流风机支架）；风速仪（0-30m/S,RS485通信），风向仪（0-360°,RS485通信）。可手动控制尾舵方位运行偏航。风向控制电机：减速比1：40、电压AC220V、运动机构的链轮。

（3）风速传感器、风向传感器

风速传感器：485通讯，测量范围0~30M，12V供电

风向传感器：485通讯，测量范围360°，12V供电

尾舵采用大功率减速电机和欧姆龙位置传感器（0、45、90、135、180度等位置，采用STM32远传监控，通过RS485总线与PLC通信。

（4）异步电动机控制器

异步电机的驱动采用DSPTMS320F2808组成的大功率电机智能驱动系统，主板和驱动板、显示板分离设计，通过大屏幕液晶显示调节参数，采用FOC矢量控制（编码器位置反馈），LABVIEW上微机平台远程监控，用户可以同时采用步进电机系统，设备需提供源代码，工作状态灯信息，需采用按钮控制驱动系统的正反控制和速度控制等。

2、光伏系统的组成

光伏跟踪装置系统含PLC控制单元、触摸屏、控制系统。光伏供电装置主要由光伏电池组件、光线传感器、投射灯底座支架等设备与器件组成。系统由安装圆形底盘，减速系统，线路板、XY连接支架、大功率电机、齿轮、200毫米长链条等,整体面积占地约1300mm*1000mm。4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，模拟光源：采用 1盏300W的投射灯安装在支架上，电压AC220V、最大功率300W。装置采用5000:1的减速系统、异步电机、驱动系统、支架系统，模拟太阳系统等组成。采用按钮控制驱动系统的正反控制等。

（1）光伏发电装置

光伏发电装置主要由块10W的太阳能光伏板组成，可进行并联连接或者串联连接。其主要参数如下

光伏电池组件的主要参数为：额定功率  4*10W开路电压：21.6 V（并联），4*17.60V（串联）短路电流：4*2.67A（并联），2.27A（串联） 工作环境温度45℃±2℃。

（2）光线传感器、光线传感器控制盒

采用高档光敏传感器和硅光电池集合设计。本控制盒是专用于交流24V云台的太阳跟踪控制，其采用24V交流输入，可输出四个方位的控制电压给云台，一般云台的方位控制是一根公共端，左右上下各四个，本控制盒就是依这些配置。控制盒中，方位检测与继电器控制一体集成在电路板内。小巧，美观，质量可靠。跟踪精度可达1度，同时锁定性能良好。技术成熟，属不断改进而形成的最终控制方案；逐日系统光源检测部分采用数字化光源检测技术，采用高档CPU、光敏传感器和硅光电池集合设计设备需提供源代码，用于学生对跟踪器原理了解与学习