隨著能源危機(jī)日益臨近，新能源已經(jīng)成為今后世界上的主要能源之一。其中太陽能已經(jīng)逐漸步入我們尋常的生活，而風(fēng)力發(fā)電偶爾可以看到或聽到，風(fēng)光電互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是利用風(fēng)能和太陽能資源的互補(bǔ)性，具有較高的性價的一種新型能源發(fā)電系統(tǒng)，有著很好的應(yīng)用前景。太陽能實(shí)驗室是研究太陽能利用的實(shí)驗場所，其配有相應(yīng)太陽能檢測儀器儀表及試驗裝置，可作為太陽能的光、熱、電利用示范性展示，以此為基地，開展太陽能利用的科學(xué)研究與開發(fā)工作，同時也可作為太陽能產(chǎn)品的檢測開發(fā)中心。新能源教學(xué)設(shè)備正是利用太陽能發(fā)電的原理，結(jié)合教學(xué)的特點(diǎn)，研發(fā)的新的新能源教學(xué)設(shè)備，太陽能教學(xué)實(shí)訓(xùn)臺廣泛應(yīng)用于職業(yè)高中、大學(xué)、研究生、企業(yè)技工培訓(xùn)以太陽能離網(wǎng)發(fā)電和太陽能并網(wǎng)發(fā)電為主課題的研究和教學(xué)培訓(xùn)。新能源教學(xué)設(shè)備是面向高等院校、職業(yè)技術(shù)學(xué)校本科生、研究生深刻理解太陽能光伏發(fā)電原理的新能源教學(xué)設(shè)備實(shí)驗教學(xué)平臺。

JG-GF05 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置

 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)驗臺/風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置，可完成風(fēng)力機(jī)、太陽能互補(bǔ)獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)驗，和風(fēng)能、太陽能并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)驗系統(tǒng)的大部分控制過程實(shí)驗及運(yùn)行過程演示。
一、系統(tǒng)構(gòu)成：
1、蓄電池充電和容量顯示，充放電控制。
2、具備對蓄電池的智能化管理和充電溫度補(bǔ)償（選擇項）。
3、保護(hù)功能更加完善；具備過充、過放和過壓保護(hù)、過載和短路保護(hù)、充電接反保護(hù)、蓄電池開路保護(hù)、過熱保護(hù)。
4、CIFC系統(tǒng)穩(wěn)定技術(shù)設(shè)計，蓄電池工作在均衡充電模式下。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出電壓、電流及輸出功率采用了柔性控制技術(shù)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了精確的功率分配，并采用了風(fēng)機(jī)輔助啟動功能和異常保護(hù)功能。
5、電池反接保護(hù)：蓄電池“＋”“－”極性接反，斷路器關(guān)斷，糾正后可繼續(xù)使用。
6、太陽能電池反接保護(hù)：太陽能電池“＋”“－”極性接反，糾正后可繼續(xù)使用。
7、負(fù)載過流及短路保護(hù)：負(fù)載電流超過額定電流或負(fù)載短路后，斷路器關(guān)斷，減小負(fù)載后可 繼續(xù)使用。
8、電池開路保護(hù)：萬一蓄電池開路，若在風(fēng)力發(fā)電機(jī)/太陽能電池正常充電時，控制器將關(guān)斷負(fù)載，以保證負(fù)載不被損傷，若風(fēng)力發(fā)電機(jī)/太陽能電池不充電時，控制器由于自身得不到電力，不會有任何動作。
9、過充保護(hù)：充電電壓高于保護(hù)電壓（2.4V/單節(jié)）時，自動關(guān)斷對蓄電池充電；此后當(dāng)電壓掉至維護(hù)電壓（2.3V/單節(jié)）時，蓄電池進(jìn)入浮充狀態(tài)，當(dāng)?shù)陀诨謴?fù)電壓（2.2V/單節(jié)）后浮充關(guān)閉，進(jìn)入均充狀態(tài)。過充保護(hù)恢復(fù)點(diǎn)電壓和浮充電壓均有溫度補(bǔ)償。
10、蓄電池電壓低于保護(hù)電壓時，控制器自動關(guān)閉輸出以保護(hù)蓄電池不受損壞。
11、過壓保護(hù)：當(dāng)電壓過高時，自動關(guān)閉輸出，保護(hù)電器不受損壞。過充、過放、過壓保護(hù)均延時動作，防止誤動作。 風(fēng)機(jī)輔助啟動功能和異常保護(hù)功能。

輸入電源：AC380V±10% 50Hz （三相五線制）和AC380V±10%（單相三線）輸入功率：＜2KW
4、1、充電單元 
 工作電壓：12VDCØ
 風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率：400W ，峰值功率：600WØ
 充電方式：PWM脈寬調(diào)制Ø
 充電大電流 35AØ
 過放保護(hù)電壓 11V Ø
 過放恢復(fù)電壓 12.6VØ
 輸出保護(hù)電壓 16VØ
 卸載開始電壓（出廠值）15.5VØ
 卸載開始電流（出廠值） 15AØ
 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。Ø
 模擬風(fēng)洞電壓：380VAC  三相五線Ø
 模擬風(fēng)洞功率：2.2KWØ
 風(fēng)量：28600，風(fēng)壓：320paØ
光能
 光伏模塊功率：單晶25Wp 4組，采用拱形形狀，上面有6組模擬太陽燈，實(shí)現(xiàn)晨日、晌午、午日、下午、傍晚等日光模擬。Ø
 光伏模塊輸出工作電壓：17.5VDCØ
 光伏模塊工作電流：4.86AØ
 模擬光源模塊：2000WØ
4、2、電力蓄能單元（機(jī)內(nèi)）
 蓄電池類型：免維護(hù)膠體蓄電池Ø
 蓄電池組容量:12V/100AhØ
 蓄電池數(shù)量： 2個Ø
4、3、DC-AC逆變單元(機(jī)內(nèi)）
離網(wǎng)模塊
 直流輸入電壓：10.8～16VDCØ
 額定蔬出功率：1000W  由客戶選擇Ø
 輸出電壓：110/220VAC，（帶市電切換功能）Ø
 頻率范圍：50HzØ
 輸出波形：純正弦波Ø
 工作效率：90%Ø
 功率因數(shù)：Ø>0.9
 波形失Ø真率≤5% 
 工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃Ø
 相對濕度：﹤90﹪（25℃）Ø
 保護(hù)功能：極性反接、短路、過熱、超載保護(hù)Ø
 所發(fā)電能可實(shí)現(xiàn)與家用電器產(chǎn)品無縫連接，保護(hù)功能齊全，電器包含（液晶電視、洗衣機(jī)、電冰箱、電飯煲等家用電器產(chǎn)品）Ø
4、4、并網(wǎng)模塊
4、4、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)，向大功率點(diǎn)加大輸出功率，重啟多為6次，然后進(jìn)入功率鎖定狀態(tài)，鎖定時ST燈長亮。
在進(jìn)行6級功率搜索程序時，所需的時間為10分鐘。
4、4、2.寬電壓輸入（15-62VDC）
 DC電壓輸入：180-450VDCØ
4、4、3.二級功率變壓轉(zhuǎn)換
 高頻雙向并網(wǎng)，單向并網(wǎng)功能Ø
 高頻直接調(diào)制，AC半波合成Ø
 雙向并網(wǎng)方式：直接負(fù)載消耗，逆向傳輸AC電流Ø
 單向并網(wǎng)方式：直接負(fù)載消耗，禁止逆向傳輸AC電流Ø
4、4、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~63HzØ
 直接連接到太陽能電池板（不需要連接電池）Ø
4、4、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0.1VØ
 功率鎖定：10W（AC交流輸出）Ø
4、4、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：Ø<1%
 過零保護(hù)：0.2VACØ
 交流切換：50Hz/60HzØ
4、4、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*等于0時，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）Ø
 合成方式：MOSFET全橋Ø
 高頻頻率：50KHzØ
4、4、8. 輸出純正正弦波
 采用SPWM直接產(chǎn)生純正正弦波輸出。Ø
 輸出波形：采用互補(bǔ)PWM推挽，純正正弦波Ø
 生成方式：增強(qiáng)型高速SPWMØ
4、4、9. 太陽光度自動感知功能
   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*的*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。Ø
 高精度AD取樣：積分AD取樣方式Ø
4、4、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)整到了大功率點(diǎn)時，本產(chǎn)品自動把功率鎖定在大的功率點(diǎn)上，使輸出的功率更為穩(wěn)定。
 功率鎖定：MPPT的大取點(diǎn)值Ø
 自動適應(yīng)不同的負(fù)載功率因數(shù)Ø
 適應(yīng)于任何的功率負(fù)載。Ø
 恒流，恒功率Ø
4、4、11. 電網(wǎng)有故障時自動關(guān)閉輸出
 當(dāng)市電電網(wǎng)停電或電網(wǎng)有故障時，逆變器會自動關(guān)閉輸出。Ø
4、4、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。Ø
4、4、13. 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)時的把太陽能板的輸出功率調(diào)整在大的輸出點(diǎn)上，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的輸出目的。

 4、5、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）Ø
 轉(zhuǎn)速傳感器：0-9999rmp/s  風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測顯示Ø
 溫度傳感器：-10℃～100℃（室外）Ø
4、6、控制柜外形尺寸：740×655×1760（mm）
4、7、太陽能電池板外形尺寸：536×477×25（mm）×4塊
4、8、風(fēng)機(jī)及發(fā)電機(jī)組柜外形尺寸：600×600×740（mm）
4、9、工作環(huán)境：溫度－5℃-40℃   濕度：85% 25℃  海拔：4000m
實(shí)驗實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
1、太陽能發(fā)電設(shè)備、風(fēng)能發(fā)電設(shè)備的認(rèn)識實(shí)驗；
2、太陽能控制部分實(shí)驗（包括：太陽能電池原理、太陽能光伏能量轉(zhuǎn)換、環(huán)境對光伏轉(zhuǎn)換影響、太陽能光伏系統(tǒng)直接負(fù)載、光伏控制型太陽能系統(tǒng)發(fā)電、光伏型控制器工作原理、光伏型控制器充放電保護(hù)、太陽能系統(tǒng)路燈控制、蓄電池充放電特性及過壓欠壓保護(hù)、具備對蓄電池的智能化管理和充電溫度補(bǔ)償和充電溫度補(bǔ)償?shù)龋?/span>
3、風(fēng)力發(fā)電部分實(shí)驗（包括：限速機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)原理、限速電控保護(hù)系統(tǒng)原理、風(fēng)與光互補(bǔ)大功率點(diǎn)跟蹤控制、風(fēng)機(jī)過功率保護(hù)、不同轉(zhuǎn)速下風(fēng)力發(fā)電曲線、風(fēng)向檢測、獨(dú)立風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、蓄電池充放電及過壓欠壓保護(hù)等）；
4、并網(wǎng)部分實(shí)驗（包括：MPPT（大功率跟蹤點(diǎn)）跟蹤、孤島保護(hù)、通訊控制并/脫網(wǎng)、電網(wǎng)擾動、發(fā)電功率測量、并網(wǎng)原理等）；
5、逆變器部分實(shí)驗（包括：逆變原理、逆變過載保護(hù)、逆變器與市電互補(bǔ)、逆變器欠過壓保護(hù)等），系統(tǒng)整體實(shí)驗（包括：風(fēng)力發(fā)電與太陽發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電相關(guān)控制技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)相關(guān)變流技術(shù)、太陽能發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性、太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真、分布式風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電互補(bǔ)供電系統(tǒng)控制技術(shù)仿真、并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真、太陽能發(fā)電系統(tǒng)用逆變器調(diào)和設(shè)計仿真等）；
6、PLC編程實(shí)驗，變頻器控制異步電機(jī)實(shí)驗等實(shí)驗內(nèi)容。
系統(tǒng)基本配置單