一、產品概述

本產品是集于太陽能發(fā)電及風力發(fā)電為一體的新型教學演示實驗系統。可完成風力發(fā)電和太陽能發(fā)電及基站的供電及并網逆變電源系統集成的相關實驗及教學演示。

1.1系統主要應用范圍

主要提供于職高、大學、研究生、企業(yè)技工以太陽能發(fā)電為主課題的研究和培訓。可以幫助學生，進一步理解風光互補發(fā)電站整個系統的原理學習并探討工程實際應用技能。

1.2產品特點

?  系統實驗平臺集成了室內溫/濕度，風速、風向等測量系統，讓使用者操作起來更直觀。

?  系統采用32位數字化DSP技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。

?  系統同步電源，采用日本三菱IGBT模塊（IPM）組裝。具有高功率因數輸出。

?  系統面板上采用直觀的數字表和液晶顯示，讓用戶了解當前系統工作狀態(tài)。

?  系統上的離網電源可以為用戶提供交流220V純正弦波交流電能。

?  風光互補發(fā)電實訓系統，可以讓實訓學生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無污染。

?  系統監(jiān)控柜集成高性能工控一體計算機，可監(jiān)控系統運行參數、將運行數據長期保存或打印

二、技術參數

    系統參數數： 

?  系統供電：三相五線  AC 380V

?  裝機容量：2KVA

 2.1、太陽能電池板

太陽能電池板采用陣列組裝形式，主要采用4塊（或更多）小型太陽能電池板組建，可實現太陽能電池板的并接方式和串接方式，進而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網方式。

?  電池板：單晶硅/多晶硅

?  最大輸出功率：250W*4塊

?  聯接方式：串聯、并聯，自由組合

?  開路電壓：35VDC

  2.2、自動跟蹤單元

?  跟蹤方式：雙軸全自動跟蹤； 精度：±0.5°

?  水平回轉角度：360° ；俯仰角度：180°

?  控制器供電電源：DC 12V/24V

?  電機供電電源：DC 12V

  2.3、風力發(fā)電機

?  額定功率：400(W)

?  額定電壓：24(V)

?  額定電流：16.7（A）

?  風輪直徑：1.65(m)

?  啟動風速：1.5(m/s)

?  額定風速：9.6(m/s)

?  安全風速：35(m/s)

?  工作形式：永磁同步發(fā)電機

?  風葉旋轉方向：順時針

?  風葉數量：3（片）   

?  風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料

?  電機材料：鋁合金

  2.4、模擬風洞模塊

?  風量：28070 m^з/h

?  風壓：308Pa

?  轉速：1440 r/min

?  功率：2.2kW    

?  可調風速：0～13級連續(xù)可調                       

  2.5、風光互補控制器規(guī)格    

?  工作電壓：24VDC

?  充電功率Pmax ：1000W

?  光伏功率Pmax ：350W

?  風機功率Pmax ：550W

?  充電方式：PWM脈寬調制

?  充電最大電流 35A

?  過放保護電壓 21V 

?  過放恢復電壓 26V

?  輸出保護電壓 32V                               

?  卸載開始電壓（出廠值）25V

?  卸載開始電流（出廠值） 15A

?  控制器設有蓄電池過充、過放電保護、蓄電池開路保護、負載過電壓保護、夜間防反充電保護、輸出短路保護、電池接反保護、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償、光控開關功能；

?  負載為100W以下的12V/24V直流負載，控制單元一通道為常開輸出，另一通道為多類定時輸出（光控開、光控關，定時開、定時關，）。

  2.6、離網逆變電源

?  直流輸入電壓：19～29VDC

?  額定蔬出功率：1000W

?  輸出電壓：110/220VAC

?  
輸出波形：純正弦波

?  輸出頻率：50Hz

?  工作效率：85%     

?  功率因數：>0.88

?  波形失真率≤5%

?  工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃

?  相對濕度：﹤90﹪（25℃）

?  保護功能：短路、過熱、過載保護                  

?  特殊功能：完善的旁路功能，可以實現市電→光伏或光伏→市電之間的無縫切換，可優(yōu)選光伏優(yōu)先或市電優(yōu)先。

  2.7、同步并網逆變電源

?  AC標準電壓范圍：90V～140V/180V～260VAC

?  AC頻率范圍：   55Hz～63Hz/45Hz～53Hz

?  并網輸出功率：1000W

?  輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%

?  相 位 差：  <1%

?  孤島效應保護：  VAC;f AC

?  輸出短路保護：  限流

?  顯示方式：  LED

?  待機功耗：  <2W                                  

?  夜間功耗：  <1W

?  環(huán)境溫度范圍：  -25 ℃～60℃

?  環(huán)境濕度：  0～99%(Indoor Type Design)

  2.8、測風系統

?  測量范圍   風速：0～60m/s    風向：0～360°

?  精 度      ±0.1m/s  ± 3° 

?  工作電源：AC 220V±20%  50HZ， DC12V、5V或其他供電。

?  記錄間隔：  1分鐘～240分鐘連續(xù)可設置

?  內部存儲：  4M bit

?  通訊接口：  RS-232/485/USB通訊

?  環(huán)境溫度：   -40℃～50℃  

?  轉速傳感器：0～5000 風力發(fā)電機轉速檢測顯示（室內）          

  2.9、照度計

?  量程：0-225Lx、200-2250Lx、2000-22500Lx和20K-225KLx（225000Lx）自動切換量程。

  2.10、數字電壓、電流、功率因數表、溫濕度表

?  直流電壓表：0-200V×3只

?  交流電流表：5A×1只

?  交流電壓表：0-500V、交流電流表5A各一只

?  交流電能計量模塊：電參數測量、運行時間、超載報警、功率報警門限預置、掉電數據保存

?  溫度、濕度表:溫度測量范圍：-50℃-+70℃  濕度測量范圍：20%-90%

  2.11、蓄電池容量55Ah、電壓12V × 2只

  2.12、環(huán)境監(jiān)測模塊技術指標

?  含有照度計、溫度表、濕度表，單片機時鐘系統，實現時間的顯示

  2.13、工控一體機，帶觸摸功能

?  C P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器

?  主 板:Intel M11工控固態(tài)節(jié)能主板

?  內 存:1G DDR3 1333超高速內存,支持1333/1066MHz內存,最大可支持8GB。

?  硬 盤:24G SSD固態(tài)硬盤

?  顯 卡:集成Intel  HD Graphics核心顯卡,提供VGA、LVDS、雙HDMI顯示輸出,LVDS支持雙通道24bit,支持單獨顯示、雙顯復制、雙顯擴展。

?  聲 卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器

?  網 卡:集成1個RTL千兆網卡,支持網絡喚醒、PXE功能。

?  電 源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）

?  顯示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600

?  觸摸屏:臺灣軍工Touchkit 4線觸摸屏，透光率高；性能穩(wěn)定，觸摸靈敏

?  整機接口:4* USB 2.0接口,其中兩個可支持USB3.0(需定制)，

?  1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45網絡接口,1* Line out（綠色）,1* Mic（紅色)

?  2*COM串口,1* 12V DC_JACK輸入接口

   系統狀態(tài)：

   太陽能控制器（帶報警功能）：

?  輸入電壓、電流、功率的數據顯示及動態(tài)曲線顯示

?  輸出電壓、電流、功率的數據顯示及動態(tài)曲線顯示

?  蓄電池：電壓數據顯示及動態(tài)曲線顯示

  2.14、負載單元

（1）DC24V直流負載五組。（感性負載3組，阻性負載2組）

   1）感性負載有：24V直流風扇、24V直流電機、24V蜂鳴器

   2）阻性負載有：24V交通燈、3W LED燈

（2）AC220V交流負載四組。（感性負載1組，阻性負載3組）

   1）感性負載有：220V直流風扇

   2）阻性負載：220V交通燈.220V 3WLED燈、220V28WLED燈

（3）可調穩(wěn)壓電源（0-30V，0-2A）。

（4）可調電阻箱技術參數如下：

   1）阻值范圍：10歐-99.99K

   2）誤差范圍：±1%

（5）USB接口電壓輸出：可為電子設備提供5V直流穩(wěn)壓電源。

2.15、實驗室智慧用電安全控制系統

智能電源管理系統具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網與手機APP和PC端云平臺通訊，沒有網絡的情況下，教室整套智能電源管理系統可離線獨立運行。

1、智能終端：智能電源管理系統以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實時監(jiān)控設備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數、頻率、電能等參數，液晶觸摸屏監(jiān)測數值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數；設備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設備，PC端進行授權之后，設備可啟動使用，PC端可分時預約設備的啟動和停止！

2、手機APP：用電狀態(tài)界面實時顯示當前電壓、電流、有無功功率、電能、設備溫度、漏電電流值等；用電數據界面能智能查找近2年用電數據，設置界面能設置限定電能值、負載值、設備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復時間值等。后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中遠程控制智能開關的通斷。

3、PC端軟件：每個設備狀態(tài)信息顯示，具有多個子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個人中心資料管理、用戶報警定位跟蹤與信息統計；具有管理員信息修改與權限管理等功能?？梢绘I開啟和關閉所有設備，可單獨控制每臺設備的開關！

4、后臺系統：包含賬號管理、設備管理、報修管理、用戶管理，設備管理：①、包含監(jiān)控管理：實時視頻監(jiān)控每個教室，可一鍵預覽所有設備的在線和運行情況，分析設備使用率及運行時間！②、包含設備節(jié)點：可顯示設備所在位置、編碼名稱、掛載情況、用戶編輯、用戶查詢等。

5、報修管理：用戶可進行遠程報修，反應設備故障信息，編輯報修情況，后臺可進行遠程維護，及時跟進，以有效解決用戶設備維護。

6、用戶管理：可連通手機號，對賬戶進行一對一的安全加密，實名認證，防止賬戶泄密、防盜，現場數據連接云平臺后臺數據庫管理。

現場需對功能逐一演示，提供有效、權威的證明文件，佐證該產品的可靠、安全、先進性。

三、可完成的實驗內容

    實驗一 太陽能電池板特性實驗系列

1-1、太陽能電池板開路電壓測試實驗

1-2、太陽能電池板短路電流測試實驗

1-3、太陽能電板I-V特性測試實驗

1-4、太陽能電池板最大輸出功率計算實驗

1-5、太陽能電池板填充因子計算實驗

1-6、太陽能電池板轉換效率測量實驗

1-7、開路電壓與相對光強的函數關系實驗

1-8、短路電流與相對光強的函數關系實驗

1-9、太陽能電池板P-V特性測試實驗

1-10、太陽能電池板暗伏安特性測試實驗

1-11、太陽能組件輸出特性測試實驗

1-12、串聯電阻對填充因子的影響測試實驗

1-13、并聯電阻對填充因子的影響測試實驗

1-14、太陽能電池光譜特性測試實驗

1-15、太陽能電池板的串聯開路電壓測試實驗

1-16、太陽能電池板的串聯短路電流測試實驗

1-17、太陽能電池板的并聯開路電壓測試實驗

1-18、太陽能電池板的并聯短路電流測試實驗

1-19、負載特性測試實驗

    實驗二 太陽能自動跟蹤實驗系列

2-1、逐日系統原理實驗

2-2、太陽光跟蹤定位傳感器原理實驗

2-3、環(huán)境對光伏轉換影響實驗

2-4、跟蹤控制器操作實驗

2-5、傳動執(zhí)行機構接線實訓

2-6、太陽能光控跟蹤實驗

2-7、太陽能光控-時控跟蹤實驗

2-8、太陽能電池組件環(huán)境監(jiān)測實驗

    實驗三 太陽能蓄電池控制器實驗系列

3-1、太陽能蓄電池充電控制實驗

3-2、控制器充放電保護實驗

3-3、蓄電池電壓、電流測試實驗

3-4、蓄電池電量估測實驗

3-5、控制電池電流流入、輸出實驗

3-6、控制器環(huán)境溫度測量實驗

3-7、控制器光控-時控輸出實驗

    實驗四 太陽能應用實驗系列

4-1、太陽能交、直流風扇實驗

4-2、太陽能路燈實驗

4-3、太陽能警示燈實驗

4-4、太陽能充電器實驗

4-5、太陽能可變阻抗負載實驗

    實驗五 太陽能負載實驗系列

5-1、最大輸出電流實驗

5-2、最大輸出功率實驗

5-3、在不同恒壓狀態(tài)下電流特性

5-4、在不同恒流狀態(tài)下電壓特性

    實驗六 太陽能光伏逆變器實驗系列

6-1、逆變器的工作原理分析實驗；

6-2、輸出電壓、電流測試實驗；

6-3、最大輸出功率的估算實驗；

6-4、過載或短路保護演示實驗；

6-5、輸入電壓防反接演示實驗；

6-6、輸入電壓范圍測試實驗；

6-7、轉換效率計算實驗；

6-8、上位機監(jiān)控實訓

    實驗七 風力發(fā)電機運行過程與風能量變換演示實驗

7-1、風力發(fā)電基礎理論原理性實驗

7-2、風力發(fā)電系統設計實驗

7-3、風力發(fā)電控制技術實驗

7-4、風力發(fā)電相關測量技術實驗

7-5、風力發(fā)電基礎理論與應用技術仿真實驗

7-6、發(fā)電機轉速與輸出電壓關系實驗

7-7、發(fā)電機轉速與輸出電流關系實驗

7-8、發(fā)電機轉速與輸出頻率關系實驗

7-9、風速即轉速與出功率關系實驗

7-10、變頻器調速實驗