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下载所得到的文件列表KNT-WP01型 风光互补发电实训系统(技术方案)(1)-word资料(精).doc
文档介绍：
1 风光互补发电实训系统技术方案南京康尼科技实业有限公司 2012 年3月 15日 2 第一部分:技术参数 KNT-WP01 型风光互补发电实训系统一、概述 2012 年全国职业院校技能大赛高职组“风光互补发电系统安装与调试”赛项使用的大赛设备是由南京康尼科技实业有限公司研发生产的产品“ KNT-WP01 型风光互补发电实训系统”。二、设备组成 KNT-WP01 型风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成,如图 1 所示。 KNT-WP01 型风光互补发电实训系统采用模块式结构, 各装置和系统具有独立的功能, 可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。(1) 、设备尺寸:光伏供电装置 1610 × 1010 × 1550mm 风力供电装置 1578 × 1950 × 1540mm 实训柜 3200 × 650 × 2000mm (2) 、比赛场地面积: 20 平方米图1 KNT-WP01 型风光互补发电系统(图片仅供参考) 三、各单元介绍 1、光伏供电装置(1) 、光伏供电装置的组成光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方 5 叶片、轮毂、发电机、机舱、尾舵和侧风偏航控制机构组装成水平轴永磁同步风力发电机, 安装在塔架上。风场由轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、测速仪、测速仪支架、风场运动机构箱体、传动齿轮链机构、单相交流电动机、滚轮和万向轮等组成。轴流风机和轴流风机框罩安装在风场运动机构箱体上部, 传动齿轮链机构、单相交流电动机、滚轮和万向轮组成风场运动机构。当风场运动机构中的单相交流电动机旋转时, 传动齿轮链机构带动滚轮转动, 风场运动机构箱体围绕风力发电机的塔架作圆周旋转运动, 当轴流风机输送可变风量风时,在风力发电机周围形成风向和风速可变的风场。在可变风场中,风力发电机利用尾舵实现被动偏航迎风,使风力发电机输出最大电能。测速仪检测风场的风量, 当风场的风量超过安全值时, 侧风偏航控制机构动作, 使尾舵侧风 45o, 风力发电机叶片转速变慢。当风场的风量过大时, 尾舵侧风 90o ,风力发电机处于制动状态。 4、风力供电系统(1) 、风力供电系统的组成风力供电系统主要由风电电源控制单元、风电输出显示单元、触摸屏、风力供电控制单元、 DSP 控制单元、接口单元、西门子 S7-200PLC 、继电器组、接线排、可调电阻、断路器、网孔架等组成。(2) 、控制方式风力供电控制单元的偏航功能有手动和自动两个状态,可以进行手动或自动可变风向操作。可变风量是由变频器控制轴流风机实现。手动操作变频器操作面板上的有关按键, 使变频器的输出频率在 0-50Hz 之间变化,轴流风机转速在 0 至额定转速范围内变化,实现可变风量输出。(3) 、 DSP 控制单元和侧风偏航风力发电机风轮叶片在气流作用下产生力矩驱动风轮转动, 通过轮毂将扭矩输入到传动系统。当风速增加超过额定风速时, 风力发电机风轮转速过快, 发电机可能因超负荷而烧毁。对于定桨距风轮, 当风速增加超过额定风速时, 如果气流与叶片分离, 风轮叶片将处于“失速”状态,风力发电机不会因超负荷而烧毁。对于变桨距风轮, 当风速增加时, 可根据风速的变化调整气流对叶片的攻角。当风速超过额定风速时, 输出功率可稳定地保持在额定功率上。特别是在大风的情况下, 风力机处于顺桨状态,使桨叶和整机的受力状况大为改善。 6 小型风力发电机多数是定桨距风轮, 在大风的情况下, 采用侧风偏航控制使气流与叶片分离, 使风轮叶片处于“失速”状态, 安全地保护风力发电机。另外, 还可以通过侧风偏航控制风力发电机保持恒定功率输出。 5、逆变与负载系统(1) 、逆变与负载系统的组成逆变与负载系统主要由逆变电源控制单元、逆变输出显示单元、逆变器、逆变器参数检测模块、变频器、三相交流电机、发光管舞台灯光模块、警示灯、接线排、断路器、网孔架等组成。 1)、逆变电源控制单元逆变电源控制单元面板如图 19 所示, 逆变电源控制单元主要由断路器、+24V 开关电源、 AC220V 电源插座、指示灯、接线端子 DT14 和 DT15 等组成。 2)、逆变输出显示单元逆变输出显示单元主要由交流电流表、交流电压表、接线端子 DT16 和 DT17 等组成。 3)、逆变与负载系统主电路逆变与负载系统主要由逆变器、交流调速系统、逆变器测试模块、发光管舞台灯光模块和警示灯组成。逆变器的输入由光伏发电系统、风力发电系统或蓄电池提供,逆变器输出单相 220V 、 50Hz 的交流电源。交流调速系统由变频器和三相交流电动机组成, 逆变器的输出 AC220V 电源是变频器的输入电源,变频器将单相 AC220V 变换为三相 AC220V 供三相交流电动机使用。逆变电源控制单元的 AC220V 电源由逆变器提供,逆变电源控制单元输出的 DC24V 供发光管舞台灯光模块使用。逆变器测试模块用于检测逆变器的死区、基波、 SPWM 波形。(2) 、逆变器逆变器是将低压直流电源变换成高压交流电源的装置, 逆变器的种类很多, 各自的具体工作原理、工作过程不尽相同。本实训装置使用的逆变器由 DC-DC 升压 PWM 控制芯片单元、驱动+ 升压功率 MOS 管单元、升压变压器、 SPWM 芯片单元、高压驱动芯片单元、全桥逆变功率 MOS 管单元、 LC 滤波器组成。 6、监控系统(1) 、监控系统组成监控系统主要由一体机、键盘、鼠标、接线排、电源插座、通信线、微软操作系统软件、力控组态软件组成。 7 (2) 、监控系统功能 1)、通信监控系统与控制器、 PLC 、仪表进行通信。 2)、界面 1、监控系统具有主界面, 光伏供电系统界面, 风力供电系统界面, 逆变与负载系统界面, 风光互补能量转换界面,分别显示各自的运行状态参数。 2、光伏供电系统界面设置相应的按钮,实现光伏电池方阵自动跟踪。 3、风力供电系统界面设置相应的按钮,实现风力发电机侧风偏航控制。 4、具有光伏发电采集报表和风力发电集报表,记录光伏输出电压、电流,风力发电机的输出电压、电流;逆变与负载系统的逆变输出电压、电流、功率等数据并打印数据报表。四、主要实验实训内容 1)、离网型风光互补发电系统规划; 2)、根据功率要求,光伏电池组件的选择、安装和连接; 3)、根据功率要求,风力发电机的选择、安装和连接; 4)、基于 MCU 的光伏电池组件最大功率跟踪程序设计; 5)、基于 MCU 的风力发电机最大功率跟踪的程序设计; 6)、蓄电池容量匹配计算与选型;; 7)、蓄电池充放电参数设置、保护参数设置; 8)、逆变器参数设置; 9)、监控系统组态及操作; 10) 、光伏供电系统的调试; 11) 、风力供电系统的调试; 12) 、风光互补发电系统的调试; 13) 、电能质量的监测、调试和分析。 8 五、主要技术参数一、风力供电装置序号名称技术参数数量 1 水平轴永磁同步风力发电机输出功率: 300W 输出(整流)电压:& +12V1
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KNT-WP01型风光互补发电实训系统
KNT-WP01型风光互补发电实训系统是2012年全国职业院校技能大赛高职组“风光互补发电系统安装与调试”赛项指定使用的大赛设备，由南京康尼科技实业有限公司提供。该设备是在2011年全国职业院校技能大赛高职组“光伏发电系统安装与调试”赛项指定使用的KNT-SPV01型光伏发电实训系统设备的基础上增加了风力供电装置和风力供电系统，进行了风光互补功能拓展。
KNT-WP01型风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成，如图1-1所示。KNT-WP01型风光互补发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的
功能，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。
图1-1KNT-WP01型风光互补发电实训系统
1.1光伏供电装置和光伏供电系统
1.1.1光伏供电装置
1．光伏供电装置的组成
光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、水平运动和俯仰运动直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成，如图1-2所示。
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风光互补发电系统实训教程
出版时间：2012-6&&出版社：化学工业出版社&&作者：夏庆观 编&&页数：131&&
　　在国家产业政策引导下，中国新能源产业保持快速增长态势，发展重点由风电为主转变为新能源产品多元化并重。未来的3～5年，中国将成为全球光伏市场增长最快的国家，光伏产业竞争重心将从上游制造环节转移到下游市场应用环节。年中国光伏市场将进入相对稳定的发展阶段，2015年光伏装机容量有望超过10GW。经过近十年的发展，中国风电产业体系建设相对完善，产业规模位居世界前列，风电产业已经发展成为中国新能源产业重要的组成部分，年间风电将进入一个稳定发展的时期。　　中国高等职业教育快速发展，截至2009年，全国独立设置高职院校1215所，招生数313万人，在校生964?8万人，与本科招生规模大体相当。高等职业教育成为高等教育的半壁江山，为国家培养了超过1300万高素质技能型专门人才，为经济发展和高等教育改革发展做出了重要贡献，赢得了社会各界的普遍关注和支持。目前，高等职业教育在进行深入改革，高等职业教育在主动适应区域经济社会发展的需要，坚持以服务为宗旨、以就业为导向。国内很多高职院校为了适应国家新能源战略性新兴产业结构升级与转移的社会需求，已经开设或准备开设新能源专业及相关专业，2010年教育部核定增加的新能源类专业有风能与动力技术、风力发电设备及电网自动化、新能源应用技术、光伏发电技术及应用、新能源发电技术、光伏应用技术等。　　2011年全国职业院校技能大赛高职组举办了“光伏发电系统安装与调试”赛项，选用南京康尼科技实业有限公司的KNT?SPV01型光伏发电实训系统，该赛项推动了高职院校新能源专业及相关专业的建设。2012年全国职业院校技能大赛高职组的“风光互补发电系统安装与调试”赛项选用南京康尼科技实业有限公司的KNT?WP01型风光互补发电实训系统，该设备在KNT?SPV01型光伏发电实训系统的基础上引入了风力发电系统的基本知识。本书以KNT?WP01风光互补发电实训系统为依托，展现风光互补发电的完整过程。　　本书共分7章。第1章是KNT?WP01型风光互补发电实训系统的组成，介绍了各系统和装置的结构与工作原理。第2章是光伏供电装置实训，主要介绍了光伏组件跟踪装置的组装。第3章是光伏供电系统实训，重点介绍了光伏组件的跟踪调试、光伏组件的输出特性的测试和蓄电池的充放电特性测试。第4章是风力供电装置实训，侧重模拟风场装置组装。第5章是风力供电系统实训，重点介绍了侧风偏航装置的控制、风力发电机输出特性测试。第6章是逆变与负载系统实训，介绍了逆变器的参数测试、逆变器的负载安装与调试；第7章是监控系统，介绍了组态软件的应用与开发。光伏供电系统和风力供电系统的部分国家标准放入附录，供读者参考。　　目前，高职高专院校新能源学科的系列教材正在完善，缺少相应的实验教程，本书的编写和出版将有助于高职高专院校新能源学科的教材建设和学科的发展。　　本书由夏庆观主编。牛小记、付本双、蔡娅、丁猛、吴广德、皇立波、刘蔚钊、孔静、王栋、陈广欣等参与书稿的材料整理和设备的测试工作。　　在编写过程中，编者参考了诸多论著和教材，在此对参考文献中的各位作者深表谢意。　　限于编者的学识，书中难免存在不妥之处，恳请读者不吝指正。　　编者　　2012年3月
　　《风光互补发电系统实训教程》以2012年全国职业院校技能大赛高职组“风光互补发电系统安装与调试”赛项指定使用的设备为依托，设计了涉及光伏发电系统和风力发电系统的19个实训项目，较为全面地介绍了光伏发电系统和风力发电系统的基础知识，如光伏组件跟踪装置的组装与控制、光伏组件输出特性、蓄电池充放电特性测试、风场的组装与控制、侧风偏航的控制、风力发电机的输出特性、逆变与负载、监控系统与组态软件应用等。这些实训项目可以检验学习者的理论知识和实践能力，有助于巩固和拓宽知识面。　　《风光互补发电系统实训教程》可作为高职高专院校能源类、制造类、电子信息类、自动化类及相关专业的实训教材，也可供有关工程技术人员参考。
第1章 KNT?WP01型风光互补发电实训系统1.1 光伏供电装置和光伏供电系统1.1.1 光伏供电装置1.1.2 光伏供电系统1.2 风力供电装置和风力供电系统1.2.1 风力供电装置1.2.2 风力供电系统1.3 逆变与负载系统1.3.1 逆变电源控制单元1.3.2 逆变输出显示单元1.3.3 逆变与负载系统主电路1.3.4 接线排1.4 监控系统1.4.1 监控系统组成1.4.2 接线排与通信1.4.3 监控界面第2章 光伏供电装置实训2.1 光伏电池方阵的安装2.1.1 实训的目的和要求2.1.2 基本原理2.1.3 实训内容2.1.4 操作步骤2.1.5 小结2.2 光伏供电装置组装2.2.1 实训的目的和要求2.2.2 基本原理512.2.3 实训内容2.2.4 操作步骤2.2.5 小结第3章 光伏供电系统实训3.1 光伏供电系统接线3.1.1 实训的目的和要求3.1.2 基本原理3.1.3 实训内容3.1.4 操作步骤3.1.5 小结3.2 光线传感器3.2.1 实训的目的和要求3.2.2 基本原理3.2.3 实训内容3.2.4 操作步骤3.2.5 小结3.3 光伏电池组件光源跟踪控制程序设计3.3.1 实训的目的和要求3.3.2 基本原理3.3.3 实训内容3.3.4 操作步骤3.3.5 小结3.4 光伏电池的输出特性3.4.1 实训的目的和要求3.4.2 基本原理3.4.3 实训内容3.4.4 操作步骤3.4.5 小结3.5 蓄电池的充电特性和放电保护3.5.1 实训的目的和要求3.5.2 基本原理3.5.3 实训内容3.5.4 操作步骤3.5.5 小结70第4章 风力供电装置实训4.1 水平轴永磁同步风力发电机组装4.1.1 实训的目的和要求4.1.2 基本原理4.1.3 实训内容4.1.4 操作步骤4.1.5 小结4.2 模拟风场装置组装4.2.1 实训的目的和要求4.2.2 基本原理4.2.3 实训内容4.2.4 操作步骤4.2.5 小结4.3 侧风偏航装置组装4.3.1 实训的目的和要求4.3.2 基本原理4.3.3 实训内容4.3.4 操作步骤4.3.5 小结第5章 风力供电系统实训5.1 风力供电系统接线5.1.1 实训的目的和要求5.1.2 基本原理5.1.3 实训内容5.1.4 操作步骤5.1.5 小结5.2 模拟风场控制程序设计5.2.1 实训的目的和要求5.2.2 基本原理5.2.3 实训内容5.2.4 操作步骤5.2.5 小结5.3 风力发电机侧风偏航控制程序设计5.3.1 实训的目的和要求815.3.2 基本原理5.3.3 实训内容5.3.4 操作步骤5.3.5 小结5.4 风力发电机输出特性测试5.4.1 实训的目的和要求5.4.2 基本原理5.4.3 实训内容5.4.4 操作步骤5.4.5 小结第6章 逆变与负载系统实训6.1 逆变器的参数测试6.1.1 实训的目的和要求6.1.2 基本原理6.1.3 实训内容6.1.4 操作步骤6.1.5 小结6.2 逆变器的负载安装与调试6.2.1 实训的目的和要求6.2.2 基本原理6.2.3 实训内容6.2.4 操作步骤6.2.5 小结第7章 监控系统7.1 监控系统的通信7.1.1 实训的目的和要求7.1.2 实训内容7.1.3 操作步骤7.1.4 小结7.2 组态软件的应用与开发7.2.1 实训的目的和要求7.2.2 实训内容7.2.3 操作步骤7.2.4 小结1107.3 MCGS组态软件的应用与开发7.3.1 实训的目的和要求7.3.2 实训内容7.3.3 操作步骤7.3.4 小结参考文献附录A能源类部分国家标准和行业标准附录B2011年光伏发电系统安装与调试赛项测试赛任务书
　　《风光互补发电系统实训教程》可作为高职高专院校能源类、制造类、电子信息类、自动化类及相关专业的实训教材，也可供有关工程技术人员参考。
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