風(fēng)光互補(bǔ)智能控制實驗裝置

風(fēng)光互補(bǔ)智能控制實驗裝置主要由逐日跟蹤裝置、風(fēng)力發(fā)電裝置、控制裝置（含控制器、逆變器）、儀表與負(fù)載單元、監(jiān)控系統(tǒng)組成，如圖1所示。風(fēng)光互補(bǔ)伏發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，各裝置和系統(tǒng)具有獨立的功能。

設(shè)備特點

1、綜合性強(qiáng)  本裝置綜合了目前國內(nèi)各類院校新能源累課程的全部實驗項目。

2、適應(yīng)性強(qiáng)  能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實驗教學(xué)，實驗的深度與廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)進(jìn)程作有機(jī)地結(jié)合。結(jié)合風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電目前主流的發(fā)電方法，供學(xué)生全面升入了解和學(xué)習(xí)。

3、整體性強(qiáng)  從儀器儀表、專用電源、PLC、變頻器、逆變器及其它實驗部件到實驗連接專用導(dǎo)線等均配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實驗的需要進(jìn)行配置。

4、開放性強(qiáng)  控制屏供電隔離（浮地設(shè)計），并設(shè)有內(nèi)、外電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)視及短路保護(hù)等功能，使用方便；各測量儀表均有保護(hù)功能。整套裝置經(jīng)過精心設(shè)計，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實驗創(chuàng)造了條件，有利于提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

技術(shù)性能要求

1、交流電源：三相五線 AC 380 V±10% 50Hz；

2、溫度：-10～50℃；環(huán)境濕度：≤90％無水珠凝結(jié)；

3、外形尺寸:實訓(xùn)臺：1400mm×750mm×1680mm

逐日系統(tǒng)：≮1400mm×1400mm×1640mm

風(fēng)力系統(tǒng)：2500mm×2500mm×1400mm

4、實訓(xùn)臺由鈑金加網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，PLC、變頻器、逆變器等各元器件均裝在網(wǎng)孔板上，元器件的端子都用端子排引出，安全可靠。

5、整機(jī)功耗：≤3 kVA；

6、安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

系統(tǒng)配置

1、風(fēng)力發(fā)電裝置組成

本模擬裝置由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、變頻器、支架等組成，風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用300W風(fēng)力發(fā)電機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)采用3KW、變頻器采用3KW變頻器。

（1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)

（2）模擬風(fēng)源

模擬風(fēng)源采用德東鼓風(fēng)機(jī)SF7-4，流量2100m3/h、三相電壓380V（由變頻器控制）、215Pa、3Kw1400r/min（帶軸流風(fēng)機(jī)支架）；風(fēng)速儀（0-30m/S,RS485通信），風(fēng)向儀（0-360°,RS485通信）。可手動控制尾舵方位運行偏航。風(fēng)向控制電機(jī)：減速比1：40、電壓AC220V、運動機(jī)構(gòu)的鏈輪。

（3）風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器

風(fēng)速傳感器：485通訊，測量范圍0~30M，12V供電

風(fēng)向傳感器：485通訊，測量范圍360°，12V供電

尾舵采用大功率減速電機(jī)和歐姆龍位置傳感器（0、45、90、135、180度等位置，采用STM32遠(yuǎn)傳監(jiān)控，通過RS485總線與PLC通信。

（4）異步電動機(jī)控制器

異步電機(jī)的驅(qū)動采用DSPTMS320F2808組成的大功率電機(jī)智能驅(qū)動系統(tǒng)，主板和驅(qū)動板、顯示板分離設(shè)計，通過大屏幕液晶顯示調(diào)節(jié)參數(shù)，采用FOC矢量控制（編碼器位置反饋），LABVIEW上微機(jī)平臺遠(yuǎn)程監(jiān)控，用戶可以同時采用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，設(shè)備需提供源代碼，工作狀態(tài)燈信息，需采用按鈕控制驅(qū)動系統(tǒng)的正反控制和速度控制等。

2、光伏系統(tǒng)的組成

光伏跟蹤裝置系統(tǒng)含PLC控制單元、觸摸屏、控制系統(tǒng)。光伏供電裝置主要由光伏電池組件、光線傳感器、投射燈底座支架等設(shè)備與器件組成。系統(tǒng)由安裝圓形底盤，減速系統(tǒng)，線路板、XY連接支架、大功率電機(jī)、齒輪、200毫米長鏈條等,整體面積占地約1300mm*1000mm。4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣，模擬光源：采用 1盞300W的投射燈安裝在支架上，電壓AC220V、最大功率300W。裝置采用5000:1的減速系統(tǒng)、異步電機(jī)、驅(qū)動系統(tǒng)、支架系統(tǒng)，模擬太陽系統(tǒng)等組成。采用按鈕控制驅(qū)動系統(tǒng)的正反控制等。

（1）光伏發(fā)電裝置

光伏發(fā)電裝置主要由塊10W的太陽能光伏板組成，可進(jìn)行并聯(lián)連接或者串聯(lián)連接。其主要參數(shù)如下

光伏電池組件的主要參數(shù)為：額定功率  4*10W開路電壓：21.6 V（并聯(lián)），4*17.60V（串聯(lián)）短路電流：4*2.67A（并聯(lián)），2.27A（串聯(lián)） 工作環(huán)境溫度45℃±2℃。

（2）光線傳感器、光線傳感器控制盒

采用高檔光敏傳感器和硅光電池集合設(shè)計。本控制盒是專用于交流24V云臺的太陽跟蹤控制，其采用24V交流輸入，可輸出四個方位的控制電壓給云臺，一般云臺的方位控制是一根公共端，左右上下各四個，本控制盒就是依這些配置。控制盒中，方位檢測與繼電器控制一體集成在電路板內(nèi)。小巧，美觀，質(zhì)量可靠。跟蹤精度可達(dá)1度，同時鎖定性能良好。技術(shù)成熟，屬不斷改進(jìn)而形成的最終控制方案；逐日系統(tǒng)光源檢測部分采用數(shù)字化光源檢測技術(shù)，采用高檔CPU、光敏傳感器和硅光電池集合設(shè)計設(shè)備需提供源代碼，用于學(xué)生對跟蹤器原理了解與學(xué)習(xí)