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SBXNY-09新能源風(fēng)電運維實(shí)訓裝置
新能源風(fēng)電運維實(shí)訓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、監控單元組成。
新能源風(fēng)電運維實(shí)訓裝置示意圖（僅供參考）
詳見(jiàn)技術(shù)要求。
1、新能源風(fēng)電運維實(shí)訓設備清單
新能源風(fēng)電運維實(shí)訓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、監控單元組成。裝置采用模塊式結構，各裝置和單元具有獨立的功能，可以組合成光伏發(fā)電實(shí)訓單元、風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓單元。
設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(diǎn),底部裝有帶腳墊萬(wàn)向輪，萬(wàn)向輪移動(dòng)時(shí)用，可調腳固定時(shí)用。
2、新能源風(fēng)電運維實(shí)訓設備清單每套設備包含）
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序號 |
名稱(chēng) |
尺寸（mm） |
數量 |
備注 |
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1 |
風(fēng)力供電裝置 |
1578×1950×1540（±偏離值≤50） |
1臺 |
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2 |
光伏供電裝置 |
1610×1010×1550（±偏離值≤50） |
1臺 |
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3 |
風(fēng)力供電單元 |
3200×650×2000（±偏離值≤50） |
1臺 |
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4 |
光伏供電單元 |
3200×650×2000（±偏離值≤50） |
1臺 |
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5 |
逆變與負載單元 |
3200×650×2000（±偏離值≤50） |
1臺 |
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6 |
監控單元 |
3200×650×2000m（±偏離值≤50） |
1臺 |
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3、技術(shù)參數，每套設備包含
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一、風(fēng)力供電裝置 |
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序號 |
名稱(chēng) |
技術(shù)參數 |
數量 |
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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
葉片旋轉直徑：1.2m |
1臺 |
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2 |
風(fēng)速儀 |
輸出電壓：0-5V |
1個(gè) |
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3 |
軸流通風(fēng)機 |
流量：2100m3/h 軸流風(fēng)機支架 軸流風(fēng)機框罩 |
1臺 |
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4 |
風(fēng)向控制電機 |
減速比：1：40 |
1臺 |
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二、光伏供電裝置 |
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序號 |
名稱(chēng) |
技術(shù)參數 |
數量 |
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1 |
電池組件 |
功率：20W |
4套 |
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2 |
追日傳感器 |
輸出電壓：0-5V |
1個(gè) |
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3 |
投射燈 |
擺臂機構：渦輪蝸桿結構（2個(gè)減速箱）
電壓：220V |
2臺 |
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4 |
追日機構 |
結構：渦輪蝸桿結構（減速箱） |
1套 |
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三、風(fēng)力供電單元 |
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序號 |
名稱(chēng) |
技術(shù)參數 |
數量 |
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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 |
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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 |
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3 |
觸摸屏 |
7",彩色 |
1個(gè) |
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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 |
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5 |
直流輸入單元 |
電流表：
DC 0-5A |
1套 |
|
6 |
風(fēng)力供電控制單元 |
風(fēng)場(chǎng)運動(dòng)方向：順時(shí)、逆時(shí) |
1套 |
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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 |
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9 |
可調電阻 |
范圍：0-1000Ω，無(wú)級可調（有刻度） |
1套 |
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10 |
實(shí)訓臺 |
豎式網(wǎng)孔板基本結構：下方為工具箱+4個(gè)輪子，上方為豎式網(wǎng)孔板
外框架構成：鋁合金型材； 附帶配套通訊電纜. |
1套 |
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四、光伏供電單元 |
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序號 |
名稱(chēng) |
技術(shù)參數 |
數量 |
|
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 |
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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(gè) |
|
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 |
1套 |
|
6 |
光伏供電控制單元 |
電池板跟蹤方向：東、南、西、北 |
1套 |
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7 |
PLC |
PLC200 CPU226 |
1臺 |
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8 |
可調電阻 |
范圍：0-1000Ω，無(wú)級可調（有刻度） |
1套 |
|
9 |
實(shí)訓臺 |
豎式網(wǎng)孔板基本結構：下方為工具箱+4個(gè)輪子，上方為豎式網(wǎng)孔板
外框架構成：鋁合金型材； 附帶配套通訊電纜. |
1套 |
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五、逆變與負載單元 |
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序號 |
名稱(chēng) |
技術(shù)參數 |
數量 |
|
1 |
逆變輸出顯示單元 |
電流表：AC
0-5A |
1套 |
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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 |
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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% 轉換效率：＞85% 實(shí)驗模塊：正弦波逆變器原理模塊 |
1套 |
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4 |
開(kāi)關(guān)電源 |
輸入電壓：AC
220V |
1套 |
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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 |
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6 |
電機負載 |
功率：40W |
1套 |
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7 |
模擬舞臺燈光負載 |
二極管字樣為“KNT”的發(fā)光模塊 |
1套 |
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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 |
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9 |
實(shí)訓臺 |
豎式網(wǎng)孔板基本結構：下方為工具箱+4個(gè)輪子，上方為豎式網(wǎng)孔板
外框架構成：鋁合金型材； 附帶配套通訊電纜. |
1套 |
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六、監控單元 |
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序號 |
名稱(chēng) |
技術(shù)參數 |
數量 |
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1 |
直流電機負載 |
直流單片機負載 |
1套 |
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2 |
工控機 |
6個(gè)串口，含鍵盤(pán)鼠標，具備實(shí)時(shí)監控和控制設備、提供人機圖形界面、支持實(shí)時(shí)和歷史數據的存儲功能。 |
1套 |
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3 |
監控數據輸出裝置 |
監控數據輸出速度≥12（ppm） 監控數據輸出分辨率：≥4800（dpi）dpi 接口：USB接口 |
1套 |
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4 |
實(shí)訓臺 |
豎式網(wǎng)孔板基本結構：下方為工具箱+4個(gè)輪子，上方為豎式網(wǎng)孔板
外框架構成：鋁合金型材； 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、側風(fēng)偏航控制機構、直流電動(dòng)機、塔架和基礎、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(dòng)機、電容器、風(fēng)場(chǎng)運動(dòng)機構箱、護欄、連桿、滾輪、萬(wàn)向輪、微動(dòng)開(kāi)關(guān)和接近開(kāi)關(guān)設備與器件組成。
葉片、輪轂、發(fā)電機、機艙、尾舵和側風(fēng)偏航控制機構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(chǎng)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(chǎng)運動(dòng)機構箱體、傳動(dòng)齒輪鏈機構、單相交流電動(dòng)機、滾輪和萬(wàn)向輪組成。軸流風(fēng)機和軸流風(fēng)機框罩安裝在風(fēng)場(chǎng)運動(dòng)機構箱體上部，傳動(dòng)齒輪鏈機構、單相交流電動(dòng)機、滾輪和萬(wàn)向輪組成風(fēng)場(chǎng)運動(dòng)機構。當風(fēng)場(chǎng)運動(dòng)機構中的單相交流電動(dòng)機旋轉時(shí)，傳動(dòng)齒輪鏈機構帶動(dòng)滾輪轉動(dòng)，風(fēng)場(chǎng)運動(dòng)機構箱體圍繞風(fēng)力發(fā)電機的塔架作圓周旋轉運動(dòng)，當軸流風(fēng)機輸送可變風(fēng)量風(fēng)時(shí)，在風(fēng)力發(fā)電機周?chē)纬娠L(fēng)向和風(fēng)速可變的風(fēng)場(chǎng)。
在可變風(fēng)場(chǎng)中，風(fēng)力發(fā)電機利用尾舵實(shí)現被動(dòng)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(chǎng)的風(fēng)量，當風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)量超過(guò)安全值時(shí)，側風(fēng)偏航控制機構動(dòng)作，使尾舵側風(fēng)45?，風(fēng)力發(fā)電機葉片轉速變慢。當風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)量過(guò)大時(shí)，尾舵側風(fēng)90?，風(fēng)力發(fā)電機處于制動(dòng)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(xiàn)傳感器、光線(xiàn)傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運動(dòng)機構、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動(dòng)機、電容器、直流電動(dòng)機、接近開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、底座支架等設備與器件組成，4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣，光線(xiàn)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。
（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(xiàn)排、可調電阻、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(dòng)和自動(dòng)兩個(gè)狀態(tài)，可以進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)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(shí)現。手動(dòng)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)機轉速在0至額定轉速范圍內變化，實(shí)現可變風(fēng)量輸出。
DSP控制單元和側風(fēng)偏航，風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片在氣流作用下產(chǎn)生力矩驅動(dòng)風(fēng)輪轉動(dòng)，通過(guò)輪轂將扭矩輸入到傳動(dòng)單元。當風(fēng)速增加超過(guò)額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪轉速過(guò)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(xiàn)排、蓄電池組、可調電阻、斷路器、12V開(kāi)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(dòng)控制盒自動(dòng)控制兩個(gè)狀態(tài)，可以進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)運行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態(tài)、燈運動(dòng)操作。
蓄電池的充電過(guò)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，當蓄電池放電電壓低于規定值，DSP控制單元輸出信號驅動(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。
（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(xiàn)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(kāi)關(guān)電源、AC220V電源插座、指示燈、接線(xiàn)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(xiàn)端子DT16和DT17組成。
逆變與負載單元主要由逆變器、交流調速單元、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。交流調速單元由變頻器和三相交流電動(dòng)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(dòng)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、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(lèi)很多, 各自的具體工作原理、工作過(guò)程不盡相同。本實(shí)訓裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅動(dòng)+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅動(dòng)芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。
（6）監控單元：監控單元主要由一體機、鍵盤(pán)、鼠標、接線(xiàn)排、電源插座、通信線(xiàn)、操作控制單元組成。主要功能：與控制器、PLC、儀表進(jìn)行通信。
監控單元具有主界面，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)光互補能量轉換界面，分別顯示各自的運行狀態(tài)參數。
光伏供電單元界面設置相應的按鈕，實(shí)現光伏電池方陣自動(dòng)跟蹤。風(fēng)力供電單元界面設置相應的按鈕，實(shí)現風(fēng)力發(fā)電機側風(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、功率等數據并輸出數據報表。
（7）可實(shí)現的實(shí)訓內容
Ø離網(wǎng)型風(fēng)光互補發(fā)電單元規劃；
Ø根據功率要求，光伏電池組件的選擇、安裝和連接；
Ø根據功率要求，風(fēng)力發(fā)電機的選擇、安裝和連接；
Ø基于MCU的光伏電池組件最大功率跟蹤程序設計；
Ø基于MCU的風(fēng)力發(fā)電機最大功率跟蹤的程序設計；
Ø蓄電池容量匹配計算與選型；
Ø蓄電池充放電參數設置、保護參數設置；
Ø逆變器參數設置；
Ø監控單元組態(tài)及操作；
Ø光伏供電單元的調試；
Ø風(fēng)力供電單元的調試；
Ø風(fēng)光互補發(fā)電單元的調試；
Ø電能質(zhì)量的監測、調試和分析。
