風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

KCTF-24型風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng) 

    系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)應(yīng)用范圍：主要面向職高、大學(xué)、研究生、企業(yè)技工以風(fēng)力發(fā)電和太陽能離網(wǎng)、并網(wǎng)發(fā)電為主課題的研究和培訓(xùn)。

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)臺

一、實(shí)訓(xùn)運(yùn)行技術(shù)條件（單相輸出）

1、1、發(fā)電單元

風(fēng)能

◆ 風(fēng)洞調(diào)速范圍：0～13 m/s

◆ 風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定輸出電壓：12VDC，功率：400W

◆ 風(fēng)機(jī)類型；永磁同步發(fā)電機(jī)，上風(fēng)式

◆ 啟動風(fēng)速；3.58m/s

◆ 風(fēng)葉材質(zhì)：碳光纖化合物

  光能

◆ 光伏模塊功率：100Wp 1組

◆ 光伏模塊輸出工作電壓：17.5VVDC

◆ 光伏模塊工作電流：5.56A 峰值

◆ 模擬光源模塊：1000W

1、2、充電單元 

◆ 工作電壓：12VDC

◆ 充電功率：400W

◆ 充電方式：PWM脈寬調(diào)制

◆ 充電最大電流 35A

◆ 過放保護(hù)電壓 11V 

◆ 過放恢復(fù)電壓 12.6V

◆ 輸出保護(hù)電壓 16V

◆ 卸載開始電壓（出廠值）15.5V

◆ 卸載開始電流（出廠值） 15A

◆ 保護(hù)功能：蓄電池過充電、蓄電池過放電、蓄電反接、負(fù)載超載、防雷、風(fēng)機(jī)限流、風(fēng)機(jī)自動剎車和手動剎車。

1、3、電力蓄能單元（機(jī)內(nèi)）

◆ 蓄電池類型：免維護(hù)膠體蓄電池

◆ 蓄電池組容量:12V/100Ah

◆ 蓄電池?cái)?shù)量： 1個(gè)

  1、4、DC-AC逆變單元(機(jī)內(nèi)）

離網(wǎng)模塊

◆ 直流輸入電壓：10.8～14.4VDC

◆ 額定蔬出功率：300W

◆ 輸出電壓：110VAC

◆ 頻率范圍：50Hz

◆ 工作效率：85%

◆ 功率因數(shù)：>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(hù)功能：極性反接、短路、過熱、超載保護(hù)

并網(wǎng)模塊

 1、6級功率搜索功能

在自動調(diào)整的過程中，會看到LOW燈不停的閃爍，功率會由0作為起點(diǎn)，向最大功率點(diǎn)加大輸出功率，重啟最多為6次，然后進(jìn)入功率鎖定狀態(tài)，鎖定時(shí)ST燈長亮。

在進(jìn)行6級功率搜索程序時(shí)，所需的時(shí)間為10分鐘。

2、寬電壓輸入（15-62VDC）

◆ DC電壓輸入：15-62VDC

3、二級功率變壓轉(zhuǎn)換

◆ 高頻雙向并網(wǎng)，單向并網(wǎng)功能

◆ 高頻直接調(diào)制，AC半波合成

◆ 雙向并網(wǎng)方式：直接負(fù)載消耗，逆向傳輸AC電流

◆ 單向并網(wǎng)方式：直接負(fù)載消耗，禁止逆向傳輸AC電流

4、多頻率輸出功能，可適用于50Hz/60Hz頻率的AC交流電

◆ 頻率范圍：45Hz~63Hz

◆ 直接連接到太陽能電池板（不需要連接電池）

5、采用了精確的動態(tài)壓差型MPPT功能、APL功能，自動把太陽能板的功率調(diào)整到最大輸出，只需將太陽能板直接連接到并網(wǎng)逆變器上，無需再連接電池。

◆ 壓差型MPPT：精確度為0.1V

◆ 功率鎖定：10W（AC交流輸出）

6、交流電0角相高精度自動檢測

   交流電的0角相經(jīng)隔離放大后輸入到MCU進(jìn)行高精度檢測分析，相移率只有<1%，從而實(shí)現(xiàn)了高精度同相調(diào)制交流電并合輸出功能。

◆ 交流相移：<1%

◆ 過零保護(hù)：0.2VAC

◆ 交流切換：50Hz/60Hz

7、 同步高頻調(diào)制

   在并網(wǎng)的過程中，通常是采用同角相并網(wǎng)（即兩交流電的相位差完全等于0時(shí)，用開關(guān)將兩交流電并合）而本產(chǎn)品是先將交流電整流為100Hz的半周波交流電，再將本機(jī)產(chǎn)生的高頻電流在電路中與100Hz的半周波交流電產(chǎn)生并合，實(shí)現(xiàn)高頻調(diào)制。

◆ 調(diào)制合成：半波全橋調(diào)制合成（100Hz/120Hz）

◆ 合成方式：MOSFET全橋

◆ 高頻頻率：50KHz

8、輸出純正正弦波

◆ 采用SPWM直接產(chǎn)生純正正弦波輸出。

◆ 輸出波形：采用互補(bǔ)PWM推挽，純正正弦波

◆ 生成方式：增強(qiáng)型高速SPWM

9、太陽光度自動感知功能

   最新的光度感知運(yùn)算技術(shù)，太陽光在太陽能電池板上的照射角度、光照強(qiáng)度的不同而產(chǎn)生不同的電流輸出，采用了先進(jìn)的中央處理器運(yùn)算出其不同的光照度，可直接在LCD上顯示出來，可以直觀的看到太陽光感的強(qiáng)度單位，使用更為方便。

◆ 光度取樣：功率點(diǎn)取樣。

◆ 高精度AD取樣：積分AD取樣方式

10、功率自動鎖定（APL）

   在不同的電流強(qiáng)度的波動下，就要用到了MPPT功能，當(dāng)MPPT功能調(diào)整到了最大功率點(diǎn)時(shí)，本產(chǎn)品自動把功率鎖定在最大的功率點(diǎn)上，使輸出的功率更為穩(wěn)定。

◆ 功率鎖定：MPPT的最大取點(diǎn)值

◆ 自動適應(yīng)不同的負(fù)載功率因數(shù)

◆ 適應(yīng)于任何的功率負(fù)載。

◆ 恒流，恒功率

11、電網(wǎng)有故障時(shí)自動關(guān)閉輸出

◆ 當(dāng)市電電網(wǎng)停電或電網(wǎng)有故障時(shí)，逆變器會自動關(guān)閉輸出。

12、電流限制保護(hù)

◆ 恒定的輸出功率，而不會出現(xiàn)超載，過流現(xiàn)象。

13、最大功率點(diǎn)追蹤（MPPT）

   電流強(qiáng)度，電壓不停的變化下，如果沒有功率點(diǎn)追蹤的話就會出現(xiàn)很多問題，以前一般是采用一個(gè)太陽能控制器，本產(chǎn)品采用了高精度的MPPT運(yùn)算功率，自動而實(shí)時(shí)的把太陽能板的輸出功率調(diào)整在最大的輸出點(diǎn)上，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的輸出目的。

二、控制單元

◆ 400W/12V 高性能風(fēng)光互補(bǔ)智能控制器（Zigbee無線傳輸、RS232串口輸出）（室內(nèi)）

◆ 風(fēng)速傳感器：0-60m/s（室內(nèi)）

◆ 溫度傳感器：-10℃～100℃（室外）

◆ 轉(zhuǎn)速傳感器：0～5000 風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測顯示（室內(nèi)）

三、負(fù)載單元

◆ 12VLED照明、220VLED照明、220V節(jié)能燈照明

◆ 12V直流輸出，220V交流輸出

3、1、顯示單元

◆ 直流電壓表：光電池充電電壓

◆ 直流電流表：光電池充電電流

◆ 直流功率表：光電池充電功率  

◆ 交流電壓表：逆變器輸出電壓

◆ 交流電流表：逆變器輸出電流

◆ 交流功率表：交流負(fù)載使用功率

◆ 轉(zhuǎn)速表：風(fēng)機(jī)當(dāng)前模擬轉(zhuǎn)速

3、2、LED指示

◆ 太陽能控制器：充電、過壓、欠壓、過放、運(yùn)行；

◆ 蓄電池電壓（高-中-低）；

3、3、數(shù)碼管顯示

◆ 通用開＋通用關(guān)；光控開＋光控關(guān)；光控開＋時(shí)控關(guān)；

3、4、開關(guān)單元

◆ 交流總開關(guān)；交流負(fù)載開關(guān)；直流負(fù)載開關(guān)；風(fēng)機(jī)輸入開關(guān)；光電池輸入開關(guān)；；電源轉(zhuǎn)換開關(guān)；3.3V/5V/9V/12V電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)。

四、監(jiān)控軟件

◆ PC監(jiān)控模塊：監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控軟件。

◆ 顯示內(nèi)容：蓄電池電壓、風(fēng)機(jī)電壓、光伏電壓、風(fēng)機(jī)電流、光伏電流、風(fēng)機(jī)功率、光伏功率，能量模擬圖，當(dāng)前風(fēng)速（米/秒），當(dāng)前風(fēng)向（度），當(dāng)前風(fēng)力資源平估。

 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)工作主界面         風(fēng)力電系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)主界面（可切換不同曲線界面）

當(dāng)前風(fēng)資源數(shù)據(jù)界面

并網(wǎng)監(jiān)控畫面1

并網(wǎng)監(jiān)控畫面2

五、教學(xué)及研究實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

5、1、永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過程風(fēng)能量變換演示和實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)3、風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)4、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)5、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)6、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)7、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)8、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出頻率關(guān)系實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)9、風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與與出功率關(guān)系實(shí)驗(yàn)

5、2、太陽能電池控制運(yùn)行過程光能量變換演示和實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1、光伏摸塊單元組成原理。

實(shí)驗(yàn)2、太陽能基本理論實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)3、太陽能發(fā)電基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)4、太陽能風(fēng)力發(fā)電測量技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)5、太陽能發(fā)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)6、太陽能光電池能量轉(zhuǎn)換組合原理。

實(shí)驗(yàn)7、在不同天氣和日照強(qiáng)度下光波對光伏轉(zhuǎn)換效率的影響實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)8、在不同季節(jié)太陽運(yùn)軌變換下對光伏能量轉(zhuǎn)換的影響實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)9、在不同季節(jié)環(huán)境溫度變換下對光伏能量轉(zhuǎn)換的影響實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)10、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)11、風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)

六、基本配置單