風光互補智能控制實驗裝置

風光互補智能控制實驗裝置主要由逐日跟蹤裝置、風力發電裝置、控制裝置（含控制器、逆變器）、儀表與負載單元、監控系統組成，如圖1所示。風光互補伏發電實訓系統采用模塊式結構，各裝置和系統具有獨立的功能。

設備特點

1、綜合性強  本裝置綜合了目前國內各類院校新能源累課程的全部實驗項目。

2、適應性強  能滿足各類學校相應課程的實驗教學，實驗的深度與廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學進程作有機地結合。結合風力發電和光伏發電目前主流的發電方法，供學生全面升入了解和學習。

3、整體性強  從儀器儀表、專用電源、PLC、變頻器、逆變器及其它實驗部件到實驗連接專用導線等均配套齊全，配套部件的性能、規格等均密切結合實驗的需要進行配置。

4、開放性強  控制屏供電隔離（浮地設計），并設有內、外電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監視及短路保護等功能，使用方便；各測量儀表均有保護功能。整套裝置經過精心設計，產品性能優良，所有這些均為開放性實驗創造了條件，有利于提高學生分析問題和解決問題的能力。

技術性能要求

1、交流電源：三相五線 AC 380 V±10% 50Hz；

2、溫度：-10～50℃；環境濕度：≤90％無水珠凝結；

3、外形尺寸:實訓臺：1400mm×750mm×1680mm

逐日系統：≮1400mm×1400mm×1640mm

風力系統：2500mm×2500mm×1400mm

4、實訓臺由鈑金加網孔板結構，PLC、變頻器、逆變器等各元器件均裝在網孔板上，元器件的端子都用端子排引出，安全可靠。

5、整機功耗：≤3 kVA；

6、安全保護措施：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國標標準。

系統配置

1、風力發電裝置組成

本模擬裝置由風力發電機、鼓風機、變頻器、支架等組成，風力發電機采用300W風力發電機，鼓風機采用3KW、變頻器采用3KW變頻器。

（1）風力發電機

（2）模擬風源

模擬風源采用德東鼓風機SF7-4，流量2100m3/h、三相電壓380V（由變頻器控制）、215Pa、3Kw1400r/min（帶軸流風機支架）；風速儀（0-30m/S,RS485通信），風向儀（0-360°,RS485通信）。可手動控制尾舵方位運行偏航。風向控制電機：減速比1：40、電壓AC220V、運動機構的鏈輪。

（3）風速傳感器、風向傳感器

風速傳感器：485通訊，測量范圍0~30M，12V供電

風向傳感器：485通訊，測量范圍360°，12V供電

尾舵采用大功率減速電機和歐姆龍位置傳感器（0、45、90、135、180度等位置，采用STM32遠傳監控，通過RS485總線與PLC通信。

（4）異步電動機控制器

異步電機的驅動采用DSPTMS320F2808組成的大功率電機智能驅動系統，主板和驅動板、顯示板分離設計，通過大屏幕液晶顯示調節參數，采用FOC矢量控制（編碼器位置反饋），LABVIEW上微機平臺遠程監控，用戶可以同時采用步進電機系統，設備需提供源代碼，工作狀態燈信息，需采用按鈕控制驅動系統的正反控制和速度控制等。

2、光伏系統的組成

光伏跟蹤裝置系統含PLC控制單元、觸摸屏、控制系統。光伏供電裝置主要由光伏電池組件、光線傳感器、投射燈底座支架等設備與器件組成。系統由安裝圓形底盤，減速系統，線路板、XY連接支架、大功率電機、齒輪、200毫米長鏈條等,整體面積占地約1300mm*1000mm。4塊光伏電池組件并聯組成光伏電池方陣，模擬光源：采用 1盞300W的投射燈安裝在支架上，電壓AC220V、最大功率300W。裝置采用5000:1的減速系統、異步電機、驅動系統、支架系統，模擬太陽系統等組成。采用按鈕控制驅動系統的正反控制等。

（1）光伏發電裝置

光伏發電裝置主要由塊10W的太陽能光伏板組成，可進行并聯連接或者串聯連接。其主要參數如下

光伏電池組件的主要參數為：額定功率  4*10W開路電壓：21.6 V（并聯），4*17.60V（串聯）短路電流：4*2.67A（并聯），2.27A（串聯） 工作環境溫度45℃±2℃。

（2）光線傳感器、光線傳感器控制盒

采用高檔光敏傳感器和硅光電池集合設計。本控制盒是專用于交流24V云臺的太陽跟蹤控制，其采用24V交流輸入，可輸出四個方位的控制電壓給云臺，一般云臺的方位控制是一根公共端，左右上下各四個，本控制盒就是依這些配置。控制盒中，方位檢測與繼電器控制一體集成在電路板內。小巧，美觀，質量可靠。跟蹤精度可達1度，同時鎖定性能良好。技術成熟，屬不斷改進而形成的最終控制方案；逐日系統光源檢測部分采用數字化光源檢測技術，采用高檔CPU、光敏傳感器和硅光電池集合設計設備需提供源代碼，用于學生對跟蹤器原理了解與學習