SBXNY-09新能源風電運維實訓裝置
新能源風電運維實訓裝置由光伏供電裝置、光伏供電單元、風力供電裝置、風力供電單元、逆變與負載單元、監控單元組成。
新能源風電運維實訓裝置示意圖（僅供參考）
詳見技術要求。
1、新能源風電運維實訓設備清單
新能源風電運維實訓裝置主要由光伏供電裝置、光伏供電單元、風力供電裝置、風力供電單元、逆變與負載單元、監控單元組成，如下圖所示（僅供參考）。裝置采用模塊式結構，各裝置和單元具有獨立的功能，可以組合成光伏發電實訓單元、風力發電實訓單元。
設備采用鋁合金型材作為主體框架，安裝面采用網孔板為安裝操作面，網孔板表面噴塑，保證網孔板整體強度，材質為整塊不銹鋼折邊式且不存在焊接點,底部裝有帶腳墊萬向輪，萬向輪移動時用，可調腳固定時用。
2、新能源風電運維實訓設備清單每套設備包含）
序號 | 名稱 | 尺寸（mm） | 數量 |
1 | 風力供電裝置 | 1578×1950×1540（±偏離值≤50） | 1臺 |
2 | 光伏供電裝置 | 1610×1010×1550（±偏離值≤50） | 1臺 |
3 | 風力供電單元 | 3200×650×2000（±偏離值≤50） | 1臺 |
4 | 光伏供電單元 | 3200×650×2000（±偏離值≤50） | 1臺 |
5 | 逆變與負載單元 | 3200×650×2000（±偏離值≤50） | 1臺 |
6 | 監控單元 | 3200×650×2000m（±偏離值≤50） | 1臺 |
3、技術參數，每套設備包含
一、風力供電裝置 |
序號 | 名稱 | 技術參數 | 數量 |
1 | 水平軸永磁同步風力發電機 | 輸出功率：300W 輸出（整流）電壓：＞ +12V 葉片旋轉直徑：1.2m
葉片數量：3個
葉片材質：玻璃纖維
啟動風速：1m/s
切入風速：1.5m/s
安全風速：25 m/s
偏航：程序控制自動偏航
偏航電機：工作電壓（DC 24V）、轉速（25rpm） | 1臺 |
2 | 風速儀 | 輸出電壓：0-5V
風碗數：3個 | 1個 |
3 | 軸流通風機 | 流量：2100m3/h
電壓：380V（由變頻器控制）
全壓：215Pa
頻率：50Hz
功率：0.37Kw
轉速：1400r/min 軸流風機支架 軸流風機框罩 | 1臺 |
4 | 風向控制電機 | 減速比：1：40
電壓：AC220V
和運動機構的鏈接機構：鏈輪 | 1臺 |
二、光伏供電裝置 |
序號 | 名稱 | 技術參數 | 數量 |
1 | 電池組件 | 功率：20W
誤差：±5%
輸出電壓：17.2V
輸出電流：1.17A
開路電壓：21.4V
短路電流：1.27A
工作環境溫度：45℃±2℃
尺寸：430×430×28mm（±偏離值≤5mm） | 4套 |
2 | 追日傳感器 | 輸出電壓：0-5V
跟蹤精度：1度
結構：4電橋 | 1個 |
3 | 投射燈 | 擺臂機構：渦輪蝸桿結構（2個減速箱） 電壓：220V
頻率：50Hz
電流：1.36A
最大功率：300W | 2臺 |
4 | 追日機構 | 結構：渦輪蝸桿結構（減速箱）
驅動：直流電機
軸數：雙軸二維 | 1套 |
三、風力供電單元 |
序號 | 名稱 | 技術參數 | 數量 |
1 | 電源控制單元 | 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態指示燈、電源插座 | 1套 |
2 | 風電控制電源單元 | 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態指示燈 | 1套 |
3 | 觸摸屏 | 7",彩色 | 1個 |
4 | 功能模塊 | DSP核心板2812，通信控制板，風力發電主電路板 | 1套 |
5 | 直流輸入單元 | 電流表： DC 0-5A
電壓表： DC 0-500V
接口：RS485 | 1套 |
6 | 風力供電控制單元 | 風場運動方向：順時、逆時
軸流風機控制：給風
偏航控制：偏航、停止
自動控制：啟動、急停 | 1套 |
7 | PLC | PLC200 CPU224 | 1套 |
8 | 變頻器 | 一體式，防護等級IP20,功率0.37Kw，功能：邏輯控制,信號采集,輸出控制 | 1臺 |
9 | 可調電阻 | 范圍：0-1000Ω，無級可調（有刻度） | 1套 |
10 | 實訓臺 | 豎式網孔板基本結構：下方為工具箱+4個輪子，上方為豎式網孔板
尺寸：800mm×600mm×2000mm,±偏離值不大于50mm 外框架構成：鋁合金型材；
內嵌噴塑鋼板
鋼板尺寸：1200mm×820mm，偏離值不大于50mm
鋼板厚度：2±0.2mm
鋼板孔規格：上方孔尺寸6×10mm，孔左右間距為6mm，上下間距為6mm且錯位8mm；
網孔板配有推拉式抽屜，抽屜采用型材外框、2mm鋼板底部；
網孔架底部裝有滑輪。 附帶配套通訊電纜. | 1套 |
四、光伏供電單元 |
序號 | 名稱 | 技術參數 | 數量 |
1 | 電源控制單元 | 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態指示燈、電源插座 | 1套 |
2 | 光伏控制電源單元 | 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態指示燈 | 1套 |
3 | 觸摸屏 | 7",彩色 | 1個 |
4 | 功能模塊 | DSP核心板2812，通信控制板，光伏發電主電路板 | 1套 |
5 | 直流輸入單元 | 電流表：PA1951-AK1G，DC 0-5A
電壓表：PZ195U-AK1G，DC 0-500V
接口：RS485 | 1套 |
6 | 光伏供電控制單元 | 電池板跟蹤方向：東、南、西、北
投光燈控制：燈1、燈2
投光燈運動方向：東西、西東、停止
自動控制：啟動、急停 | 1套 |
7 | PLC | PLC200 CPU226 | 1臺 |
8 | 可調電阻 | 范圍：0-1000Ω，無級可調（有刻度） | 1套 |
9 | 實訓臺 | 豎式網孔板基本結構：下方為工具箱+4個輪子，上方為豎式網孔板
尺寸：800mm×600mm×2000mm,±偏離值不大于50mm 外框架構成：鋁合金型材；
內嵌噴塑鋼板
鋼板尺寸：1200mm×820mm，偏離值不大于50mm
鋼板厚度：2±0.2mm
鋼板孔規格：上方孔尺寸6×10mm，孔左右間距為6mm，上下間距為6mm且錯位8mm；
網孔板配有推拉式抽屜，抽屜采用型材外框、2mm鋼板底部；
網孔架底部裝有滑輪。 附帶配套通訊電纜. | 1套 |
五、逆變與負載單元 |
序號 | 名稱 | 技術參數 | 數量 |
1 | 逆變輸出顯示單元 | 電流表：AC 0-5A
電壓表：AC 0-500V
接口：RS485 | 1套 |
2 | 逆變控制電源單元 | 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態指示燈 | 1套 |
3 | 逆變器 | 輸入電壓：DC12V 輸入電壓范圍：DC9.5V-15.5V 輸出電壓：AC220V±5% 額定輸出電流：1.4A 輸出頻率：50Hz±0.5Hz 額定功率：300VA 輸出波形：正弦波 波形失真：＜5% 轉換效率：＞85% 實驗模塊：正弦波逆變器原理模塊 | 1套 |
4 | 開關電源 | 輸入電壓：AC 220V
輸出電壓：DC 24V
輸出電流：5A | 1套 |
5 | 變頻器 | 一體式，防護等級IP20,功率0.37Kw，功能：邏輯控制,信號采集,輸出控制 | 1套 |
6 | 電機負載 | 功率：40W
電壓：AC220V
轉速：1350rpm | 1套 |
7 | 模擬舞臺燈光負載 | 二極管字樣為“KNT”的發光模塊 | 1套 |
8 | 閥控密封式鉛酸蓄電池 | 容量 12V 18Ah/20HR 重量 約 1.9kg 尺寸≥345mm×195mm×20mm | 4套 |
9 | 實訓臺 | 豎式網孔板基本結構：下方為工具箱+4個輪子，上方為豎式網孔板
尺寸：800mm×600mm×2000mm,±偏離值不大于50mm 外框架構成：鋁合金型材；
內嵌噴塑鋼板
鋼板尺寸：1200mm×820mm，偏離值不大于50mm
鋼板厚度：2±0.2mm
鋼板孔規格：上方孔尺寸6×10mm，孔左右間距為6mm，上下間距為6mm且錯位8mm；
網孔板配有推拉式抽屜，抽屜采用型材外框、2mm鋼板底部；
網孔架底部裝有滑輪。 附帶配套通訊電纜. | 1套 |
六、監控單元 |
序號 | 名稱 | 技術參數 | 數量 |
1 | 直流電機負載 | 直流單片機負載 | 1套 |
2 | 工控機 | 6個串口，含鍵盤鼠標，具備實時監控和控制設備、提供人機圖形界面、支持實時和歷史數據的存儲功能。 | 1套 |
3 | 監控數據輸出裝置 | 監控數據輸出速度≥12（ppm） 監控數據輸出分辨率：≥4800（dpi）dpi 接口：USB接口 | 1套 |
4 | 實訓臺 | 豎式網孔板基本結構：下方為工具箱+4個輪子，上方為豎式網孔板
尺寸：800mm×600mm×2000mm,±偏離值不大于50mm 外框架構成：鋁合金型材；
內嵌噴塑鋼板
鋼板尺寸：1200mm×820mm，偏離值不大于50mm
鋼板厚度：2±0.2mm
鋼板孔規格：上方孔尺寸6×10mm，孔左右間距為6mm，上下間距為6mm且錯位8mm；
網孔板配有推拉式抽屜，抽屜采用型材外框、2mm鋼板底部；
網孔架底部裝有滑輪。 附帶配套通訊電纜. | 1套 |
（1）風力供電裝置：風力供電裝置主要由葉片、輪轂、發電機、機艙、尾舵、側風偏航控制機構、直流電動機、塔架和基礎、測速儀、測速儀支架、軸流風機、軸流風機支架、軸流風機框罩、單相交流電動機、電容器、風場運動機構箱、護欄、連桿、滾輪、萬向輪、微動開關和接近開關設備與器件組成。
葉片、輪轂、發電機、機艙、尾舵和側風偏航控制機構組裝成水平軸永磁同步風力發電機，安裝在塔架上。風場由軸流風機、軸流風機支架、軸流風機框罩、測速儀、測速儀支架、風場運動機構箱體、傳動齒輪鏈機構、單相交流電動機、滾輪和萬向輪組成。軸流風機和軸流風機框罩安裝在風場運動機構箱體上部，傳動齒輪鏈機構、單相交流電動機、滾輪和萬向輪組成風場運動機構。當風場運動機構中的單相交流電動機旋轉時，傳動齒輪鏈機構帶動滾輪轉動，風場運動機構箱體圍繞風力發電機的塔架作圓周旋轉運動，當軸流風機輸送可變風量風時，在風力發電機周圍形成風向和風速可變的風場。
在可變風場中，風力發電機利用尾舵實現被動偏航迎風，使風力發電機輸出最大電能。測速儀檢測風場的風量，當風場的風量超過安全值時，側風偏航控制機構動作，使尾舵側風45?，風力發電機葉片轉速變慢。當風場的風量過大時，尾舵側風90?，風力發電機處于制動狀態。
（2）光伏供電裝置：光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運動機構、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動機、電容器、直流電動機、接近開關、微動開關、底座支架等設備與器件組成，4塊光伏電池組件并聯組成光伏電池方陣，光線傳感器安裝在光伏電池方陣中央。2盞300W的投射燈安裝在擺桿支架上，擺桿底端與減速箱輸出端連接，減速箱輸入端連接單相交流電動機。
（如下圖所示，僅供參考）
（3）風力供電單元：風力供電單元主要由風電電源控制單元、風電輸出顯示單元、觸摸屏、風力供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、PLC、繼電器組、接線排、可調電阻、斷路器、網孔架組成。
風力供電控制單元的偏航功能有手動和自動兩個狀態，可以進行手動或自動可變風向操作。
可變風量是由變頻器控制軸流風機實現。手動操作變頻器操作面板上的有關按鍵，使變頻器的輸出頻率在0-50Hz之間變化，軸流風機轉速在0至額定轉速范圍內變化，實現可變風量輸出。
DSP控制單元和側風偏航，風力發電機風輪葉片在氣流作用下產生力矩驅動風輪轉動，通過輪轂將扭矩輸入到傳動單元。當風速增加超過額定風速時，風力發電機風輪轉速過快，發電機可能因超負荷而燒毀。
（4）光伏供電單元：光伏供電單元主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調電阻、斷路器、12V開關電源、網孔架等組成。
光伏供電控制單元的追日功能有手動控制盒自動控制兩個狀態，可以進行手動或自動運行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態、燈運動操作。
蓄電池的充電過程及充電保護由DSP控制單元、接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護由DSP控制單元、接口單元及繼電器完成，當蓄電池放電電壓低于規定值，DSP控制單元輸出信號驅動繼電器工作，繼電器常閉觸點斷開，切斷蓄電池的放電回路。
（5）逆變與負載單元：逆變與負載單元主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、逆變器、逆變器參數檢測模塊、變頻器、三相交流電機、發光管舞臺燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網孔架組成。
逆變電源控制單元主要由斷路器、+24V開關電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子DT14和DT15組成。
逆變輸出顯示單元主要由交流電流表、交流電壓表、接線端子DT16和DT17組成。
逆變與負載單元主要由逆變器、交流調速單元、逆變器測試模塊、發光管舞臺燈光模塊和警示燈組成。
逆變器的輸入由光伏發電單元、風力發電單元或蓄電池提供，逆變器輸出單相220V、50Hz的交流電源。交流調速單元由變頻器和三相交流電動機組成，逆變器的輸出AC220V電源是變頻器的輸入電源，變頻器將單相AC220V變換為三相AC220V供三相交流電動機使用。逆變電源控制單元的AC220V電源由逆變器提供，逆變電源控制單元輸出的DC24V供發光管舞臺燈光模塊使用。逆變器測試模塊用于檢測逆變器的死區、基波、SPWM波形。
逆變器是將低壓直流電源變換成高壓交流電源的裝置，逆變器的種類很多, 各自的具體工作原理、工作過程不盡相同。本實訓裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅動+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅動芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。
（6）監控單元：監控單元主要由一體機、鍵盤、鼠標、接線排、電源插座、通信線、操作控制單元組成。主要功能：與控制器、PLC、儀表進行通信。
監控單元具有主界面，光伏供電單元界面，風力供電單元界面，逆變與負載單元界面，風光互補能量轉換界面，分別顯示各自的運行狀態參數。
光伏供電單元界面設置相應的按鈕，實現光伏電池方陣自動跟蹤。風力供電單元界面設置相應的按鈕，實現風力發電機側風偏航控制。
具有光伏發電采集報表和風力發電集報表，記錄光伏輸出電壓、電流，風力發電機的輸出電壓、電流；逆變與負載單元的逆變輸出電壓、電流、功率等數據并輸出數據報表。
（7）可實現的實訓內容
?離網型風光互補發電單元規劃；
?根據功率要求，光伏電池組件的選擇、安裝和連接；
?根據功率要求，風力發電機的選擇、安裝和連接；
?基于MCU的光伏電池組件最大功率跟蹤程序設計；
?基于MCU的風力發電機最大功率跟蹤的程序設計；
?蓄電池容量匹配計算與選型；
?蓄電池充放電參數設置、保護參數設置；
?逆變器參數設置；
?監控單元組態及操作；
?光伏供電單元的調試；
?風力供電單元的調試；
?風光互補發電單元的調試；
?電能質量的監測、調試和分析。
