TW-SWP01景物互补发电实训系统主要由光伏供电装置、风力供电系统、逆变 与 负载系统、监控系统组成 ，景物互补发电实训教学系统接纳�？槭浇峁� ，各装置和系统具有自力的功效 ，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统 。
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装备组成
TW-SWP01型景物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 。TW-SWP01型景物互补发电实训系统接纳�？槭浇峁� ，各装置和系统具有自力的功效 ，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统 。
各单位先容
1、光伏供电装置
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、水平偏向和俯仰偏向运念头构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电念头、电容器、直流电念头、靠近开关、微动开关、底座支架等装备与器件组成 ，如图2所示 。
图2 光伏供电装置
4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵 ，光线传感器装置在光伏电池方阵中央 。2盏300W的投射灯装置在摆杆支架上 ，摆杆底端与减速箱输出端毗连 ，减速箱输入端毗连单相交流电念头 。电念头旋转时 ，通过减速箱驱动摆杆作圆周摆动 。摆杆底端与底座支架毗连部分装置了靠近开关和微动开关 ，用于摆杆位置的限位和�；� 。水平和俯仰偏向运念头构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、直流电念头、靠近开关和微动开关组成 。直流电念头旋转时 ，水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东偏向或向西偏向的水平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北偏向或向南偏向的俯仰移动 ，靠近开关和微动开关用于光伏电池方阵位置的限位和�；� 。
光伏电池组件
光伏电池组件的主要参数为：
额定功率 20W
额定电压 17.2V
额定电流 1.17A
开路电压 21.4V
短路电流 1.27A
尺寸 430mm×430mm×28mm
2.光伏供电系统
光伏供电系统的组成
光伏供电系统主要由光伏电源控制单位、光伏输出显示单位、触摸屏、光伏供电控制单位、DSP控制单位、接口单位、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、12V开关电源、网孔架等组成 。如图3所示 。
控制方法
光伏供电控制单位的追日功效有手动控制盒自动控制两个状态 ，可以举行手动或自动运行光伏电池组件双轴跟踪、灯状态、灯运动操作 。
DSP控制单位和接口单位
蓄电池的充电历程及充电�；び蒁SP控制单位、接口单位及程序完成 ，蓄电池的放电�；び蒁SP控制单位、接口单位及继电器完成 ，当蓄电池放电电压低于划定值 ，DSP控制单位输出信号驱动继电器事情 ，继电器常闭触点断开 ，切断蓄电池的放电回路 。
蓄电池组
蓄电池组选用4节阀控密封式铅酸蓄电池 ，主要参数：
容量 12V 18Ah/20HR
重量 1.9kg
尺寸 345mm×195mm×20mm
3.风力供电装置
风力供电装置的组成
风力供电装置主要由叶片、轮毂、发电机、机舱、尾舵、侧风偏航控制机构、直流电念头、塔架和基础、测速仪、测速仪支架、轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、单相交流电念头、电容器、风场运念头构箱、护栏、连杆、滚轮、万向轮、微动开关和靠近开关等装备与器件组成 ，如图3所示 。
图3 风力供电装置
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 ，装置在塔架上 。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、风场运念头构箱体、传动齿轮链机构、单相交流电念头、滚轮和万向轮等组成 。轴流风机和轴流风机框罩装置在风场运念头构箱体上部 ，传动齿轮链机构、单相交流电念头、滚轮和万向轮组成风场运念头构 。当风场运念头构中的单相交流电念头旋转时 ，传动齿轮链机构发动滚轮转动 ，风场运念头构箱体围绕风力发电机的塔架作圆周旋转运动 ，当轴流风机运送可变风量风时 ，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 ，风力发电机使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 ，当风场的风量凌驾清静值时 ，侧风偏航控制机构行动 ，使尾舵侧风45? ，风力发电机叶片转速变慢 。当风场的风量过大时 ，尾舵侧风90? ，风力发电机处于制动状态 。
4.风力供电系统
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位、风电输出显示单位、触摸屏、风力供电控制单位、DSP控制单位、接口单位、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 。
控制方法
风力供电控制单位的偏航功效有手动和自动两个状态 ，可以举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之间转变 ，轴流风机转速在0至额定转速规模内转变 ，实现可变风量输出 。
DSP控制单位和侧风偏航
风力发电机风轮叶片在气流作用下爆发力矩驱动风轮转动 ，通过轮毂将扭矩输入到传动系统 。当风速增添凌驾额定风速时 ，风力发电机风轮转速过快 ，发电机可能因超负荷而销毁 。
关于定桨距风轮 ，当风速增添凌驾额定风速时 ，若是气流与叶片疏散 ，风轮叶片将处于“失速”状态 ，风力发电机不会因超负荷而销毁 。
关于变桨距风轮 ，当风速增添时 ，可凭证风速的转变调解气流对叶片的攻角 。当风速凌驾额定风速时 ，输出功率可稳固地坚持在额定功率上 。特殊是在大风的情形下 ，风力机处于顺桨状态 ，使桨叶和整机的受力状态大为改善 。
小型风力发电机大都是定桨距风轮 ，在大风的情形下 ，接纳侧风偏航控制使气流与叶片疏散 ，使风轮叶片处于“失速”状态 ，清静地�；し缌Ψ⒌缁� 。另外 ，还可以通过侧风偏航控制风力发电机坚持恒定功率输出 。
5.逆变与负载系统
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位、逆变输出显示单位、逆变器、逆变器参数检测�？椤⒈淦灯鳌⑷嘟涣鞯缁⒎⒐夤芪杼ǖ乒饽？椤⒕镜啤⒔酉吲拧⒍下菲鳌⑼准艿茸槌� 。
1）逆变电源控制单位
逆变电源控制单位面板如图19所示 ，逆变电源控制单位主要由断路器、+24V开关电源、AC220V电源插座、指示灯、接线端子DT14和DT15等组成 。
2）逆变输出显示单位
逆变输出显示单位主要由交流电流表、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�？椤⒎⒐夤芪杼ǖ乒饽？楹途镜谱槌� 。
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念头组成 ，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供三相交流电念头使用 。逆变电源控制单位的AC220V电源由逆变器提供 ，逆变电源控制单位输出的DC24V供发光管舞台灯光�？槭褂� 。逆变器测试�？橛糜诩觳饽姹淦鞯乃狼⒒āPWM波形 。
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 ，逆变器的种类许多, 各自的详细事情原理、事情历程不尽相同 。本实训装置使用的逆变器由DC-DC升压PWM控制芯片单位、驱动+升压功率MOS管单位、升压变压器、SPWM芯片单位、高压驱动芯片单位、全桥逆变功率MOS管单位、LC滤波器组成 。
6.监控系统
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、通讯线、微软操作系统软件、力控组态软件组成 。
监控系统功效
通讯：监控系统与控制器、PLC、仪表举行通讯 。
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 ，景物互补能量转换界面 ，划分显示各自的运行状态参数 。
2）光伏供电系统界面设置响应的按钮 ，实现光伏电池方阵自动跟踪 。
3）风力供电系统界面设置响应的按钮 ，实现风力发电机侧风偏航控制 。
4）具有光伏发电收罗报表和风力发电集报表 ，纪录光伏输出电压、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 。
主要实验实训内容
1、离网型景物互补发电系统妄想；
2、凭证功率要求 ，光伏电池组件的选择、装置和毗连；
3、凭证功率要求 ，风力发电机的选择、装置和毗连；
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、蓄电池容量匹配盘算与选型；；
7、蓄电池充放电参数设置、�；げ问柚�；
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、景物互补发电系统的调试；
13、电能质量的监测、调试和剖析 。
TW-SWP01景物互补发电实训系统主要由光伏供电装置、风力供电系统、逆变 与 负载系统、监控系统组成 ，景物互补发电实训教学系统接纳�？槭浇峁� ，各装置和系统具有自力的功效 ，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统 。
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装备组成
TW-SWP01型景物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 。TW-SWP01型景物互补发电实训系统接纳�？槭浇峁� ，各装置和系统具有自力的功效 ，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统 。
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1、光伏供电装置
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、水平偏向和俯仰偏向运念头构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电念头、电容器、直流电念头、靠近开关、微动开关、底座支架等装备与器件组成 ，如图2所示 。
4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵 ，光线传感器装置在光伏电池方阵中央 。2盏300W的投射灯装置在摆杆支架上 ，摆杆底端与减速箱输出端毗连 ，减速箱输入端毗连单相交流电念头 。电念头旋转时 ，通过减速箱驱动摆杆作圆周摆动 。摆杆底端与底座支架毗连部分装置了靠近开关和微动开关 ，用于摆杆位置的限位和�；� 。水平和俯仰偏向运念头构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、直流电念头、靠近开关和微动开关组成 。直流电念头旋转时 ，水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东偏向或向西偏向的水平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北偏向或向南偏向的俯仰移动 ，靠近开关和微动开关用于光伏电池方阵位置的限位和�；� 。
光伏电池组件
光伏电池组件的主要参数为：
额定功率 20W
额定电压 17.2V
额定电流 1.17A
开路电压 21.4V
短路电流 1.27A
尺寸 430mm×430mm×28mm
2.光伏供电系统
光伏供电系统的组成
光伏供电系统主要由光伏电源控制单位、光伏输出显示单位、触摸屏、光伏供电控制单位、DSP控制单位、接口单位、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、12V开关电源、网孔架等组成 。如图3所示 。
控制方法
光伏供电控制单位的追日功效有手动控制盒自动控制两个状态 ，可以举行手动或自动运行光伏电池组件双轴跟踪、灯状态、灯运动操作 。
DSP控制单位和接口单位
蓄电池的充电历程及充电�；び蒁SP控制单位、接口单位及程序完成 ，蓄电池的放电�；び蒁SP控制单位、接口单位及继电器完成 ，当蓄电池放电电压低于划定值 ，DSP控制单位输出信号驱动继电器事情 ，继电器常闭触点断开 ，切断蓄电池的放电回路 。
蓄电池组
蓄电池组选用4节阀控密封式铅酸蓄电池 ，主要参数：
容量 12V 18Ah/20HR
重量 1.9kg
尺寸 345mm×195mm×20mm
风力供电装置的组成
风力供电装置主要由叶片、轮毂、发电机、机舱、尾舵、侧风偏航控制机构、直流电念头、塔架和基础、测速仪、测速仪支架、轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、单相交流电念头、电容器、风场运念头构箱、护栏、连杆、滚轮、万向轮、微动开关和靠近开关等装备与器件组成 ，如图3所示 。
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 ，装置在塔架上 。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、风场运念头构箱体、传动齿轮链机构、单相交流电念头、滚轮和万向轮等组成 。轴流风机和轴流风机框罩装置在风场运念头构箱体上部 ，传动齿轮链机构、单相交流电念头、滚轮和万向轮组成风场运念头构 。当风场运念头构中的单相交流电念头旋转时 ，传动齿轮链机构发动滚轮转动 ，风场运念头构箱体围绕风力发电机的塔架作圆周旋转运动 ，当轴流风机运送可变风量风时 ，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 ，风力发电机使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 ，当风场的风量凌驾清静值时 ，侧风偏航控制机构行动 ，使尾舵侧风45? ，风力发电机叶片转速变慢 。当风场的风量过大时 ，尾舵侧风90? ，风力发电机处于制动状态 。
4.风力供电系统
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位、风电输出显示单位、触摸屏、风力供电控制单位、DSP控制单位、接口单位、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 。
控制方法
风力供电控制单位的偏航功效有手动和自动两个状态 ，可以举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之间转变 ，轴流风机转速在0至额定转速规模内转变 ，实现可变风量输出 。
DSP控制单位和侧风偏航
风力发电机风轮叶片在气流作用下爆发力矩驱动风轮转动 ，通过轮毂将扭矩输入到传动系统 。当风速增添凌驾额定风速时 ，风力发电机风轮转速过快 ，发电机可能因超负荷而销毁 。
关于定桨距风轮 ，当风速增添凌驾额定风速时 ，若是气流与叶片疏散 ，风轮叶片将处于“失速”状态 ，风力发电机不会因超负荷而销毁 。
关于变桨距风轮 ，当风速增添时 ，可凭证风速的转变调解气流对叶片的攻角 。当风速凌驾额定风速时 ，输出功率可稳固地坚持在额定功率上 。特殊是在大风的情形下 ，风力机处于顺桨状态 ，使桨叶和整机的受力状态大为改善 。
小型风力发电机大都是定桨距风轮 ，在大风的情形下 ，接纳侧风偏航控制使气流与叶片疏散 ，使风轮叶片处于“失速”状态 ，清静地�；し缌Ψ⒌缁� 。另外 ，还可以通过侧风偏航控制风力发电机坚持恒定功率输出 。
5.逆变与负载系统
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位、逆变输出显示单位、逆变器、逆变器参数检测�？椤⒈淦灯鳌⑷嘟涣鞯缁⒎⒐夤芪杼ǖ乒饽？椤⒕镜啤⒔酉吲拧⒍下菲鳌⑼准艿茸槌� 。
1）逆变电源控制单位
逆变电源控制单位面板如图19所示 ，逆变电源控制单位主要由断路器、+24V开关电源、AC220V电源插座、指示灯、接线端子DT14和DT15等组成 。
2）逆变输出显示单位
逆变输出显示单位主要由交流电流表、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�？椤⒎⒐夤芪杼ǖ乒饽？楹途镜谱槌� 。
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念头组成 ，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供三相交流电念头使用 。逆变电源控制单位的AC220V电源由逆变器提供 ，逆变电源控制单位输出的DC24V供发光管舞台灯光�？槭褂� 。逆变器测试�？橛糜诩觳饽姹淦鞯乃狼⒒āPWM波形 。
逆变器是将低压直流电源变换成高压交流电源的装置 ，逆变器的种类许多, 各自的详细事情原理、事情历程不尽相同 。本实训装置使用的逆变器由DC-DC升压PWM控制芯片单位、驱动+升压功率MOS管单位、升压变压器、SPWM芯片单位、高压驱动芯片单位、全桥逆变功率MOS管单位、LC滤波器组成 。
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、通讯线、微软操作系统软件、力控组态软件组成 。
监控系统功效
通讯：监控系统与控制器、PLC、仪表举行通讯 。
界面：
2）光伏供电系统界面设置响应的按钮 ，实现光伏电池方阵自动跟踪 。
3）风力供电系统界面设置响应的按钮 ，实现风力发电机侧风偏航控制 。
4）具有光伏发电收罗报表和风力发电集报表 ，纪录光伏输出电压、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 。
1、离网型景物互补发电系统妄想；
2、凭证功率要求 ，光伏电池组件的选择、装置和毗连；
3、凭证功率要求 ，风力发电机的选择、装置和毗连；
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、蓄电池容量匹配盘算与选型；；
7、蓄电池充放电参数设置、�；げ问柚�；
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、景物互补发电系统的调试；
13、电能质量的监测、调试和剖析 。
沪公网安备: 31011202011929号