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ZGLFD-2型新能源風力發電實訓平臺

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ZGLFD-2型新能源風力發電實訓平臺一、方案概述風能是一種清潔無公害的的可再生能源能源，很早就被人們利用，主要是通過風車來抽水、磨面等，而現在，人們感興趣的是如何利用風來發電

詳細介紹

ZGLFD-2型新能源風力發電實訓平臺

一、方案概述
風能是一種清潔無公害的的可再生能源能源，很早就被人們利用，主要是通過風車來抽水、磨面等，而現在，人們感興趣的是如何利用風來發電。根據國家《十三五規劃綱要》、《能源發展“十三五”規劃》等文件的要求，大力發展內容涵蓋水電、核電、煤電、氣電、風電、太陽能發電等各類電源和輸配電網，利用風力發電非常環保，且風能蘊量巨大，因此日益受到世界各國的重視。所以我們本套風力發電方案，包含5套風力發電機組模擬單元，分布式逆變控制單元，電能儲能單元，運行控制中心、氣象采集綜合站和模擬風力源等組成。

二、風力發電系統方案
本系統由5套風力發電機組模擬單元，分布式逆變控制單元，電能儲能單元，運行控制中心、氣象采集綜合站和模擬風力源等組成。
2.1系統結構
主要有四部分組成：
--發電設備（風力發電機，模擬風力源）。
--變換部分（風機控制器，電能儲能蓄單元）。
--并網部分（分布式逆變控制單元(ASI) ）。
--運行控制中心監控系統（環境檢測系統，數據采集通訊單元和后臺管理系統，云平臺控制系統）。
具體系統架構圖如下圖所示：

2.1 組網示意圖

2.3系統功能
（1）系統運行主界面
系統監控提供功能選擇畫面，并對風電場和，現場環境進行實時監測與顯示，如室外溫度值、風速、風向、光照強度等。

（2）系統運行監視和控制
監控系統可分區域實時監測各風機電壓及電流、蓄電池電壓及溫度等信息，并對故障點進行異常顯示與報警提示。

（3）逆變器發電趨勢曲線分析
監控系統可繪制顯示逆變器輸出電壓—時間曲線、功率—時間曲線等，直流側輸入電流實時曲線、交流側逆變輸出電流曲線，并采集與顯示各逆變器日發電量等電參量。

（4）歷史數據管理
監控系統可針對風力發電現場的各種數據和事件進行記錄，如：逆變器輸出電壓、電流功率、電能，輸入電壓、電流，以及通訊異常、開關變位、操作記錄等，時間記錄支持按類型查詢，并可對越限報警值進行更改設置。

（5）日發電趨勢分析
系統提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，可以反映出每天24小時內風力發電量與該日風速強度，環境溫度，風向等的波動情況。

三、技術性能
1、輸入電壓：單相三線制AC220V±10% 50Hz
2、工作環境：環境溫度-5℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m
3、裝置容量：＜1.5kVA

四、配置清單

序號	類別	參數	數量	單位
1	風力發電機組模擬單元	1、風力發電機組發電機組由直流電動機、三相永磁同步發電機、風速傳感器、機組固定底盤及配套件等部分組成。（1）風力發電機 1）額定功率：300W 2）額定電壓：DC12V 3）額定轉速：1000r/min 4）允許功率：350W 5）啟動風速：2m/s 6）切入風速：3m/s 7）切出風速：15m/s 8）安全風速：40m/s 9）安全風速：12.5m/s 10）發電機工作形式：永磁三相交流發電機 11）葉輪直徑：1140mm 12）葉片數量：3片	臺	5
2	分布式逆變控制單元	直流輸入電壓：DC12V 交流輸出電壓：AC220V 太陽能專用設計純正弦波溫度過高報警和保護輸出過載報警和保護輸出短路報警和保護高浪涌能力和苛刻的負載要求電池高低壓報警	臺	1
3	電能儲能單元	面板上顯示電池圖標和電量百分比，實訓平臺內部放置4組免維護膠體蓄電池，蓄電池容量：12V/20Ah。	臺	1
4	運行控制中心	15英寸觸摸一體機內存容量: 4GB 內存類型: DDR3 硬盤容量: 120GB 顯卡類型: 核芯顯卡顯存容量: 1GB 提供西門子變頻器一只可以調節風場風速大小。西門子1200PLC，直流電壓表：0-100V，直流電流表0-2A，交流電壓表：0-450V，交流電流表0-5A，所有表精度：0.5級，帶RS485通訊協議。	套	1
5	氣象采集綜合站	溫濕度等傳感器，系統監控軟件	套	1
6	模擬風力源	2模擬風場裝置 1）直流電動機直流電動機具有減速機構，參數如下：額定電樞電壓：DC24V；額定功率：60W；額定轉速：1.8r/min。 2）風速傳感器設備供電：10-30VDC 功耗：0.4W 風速精度：±（0.2+0.03V）m/s V表示風速測量范圍：0-30m/s 分辨率：0.1m/s 輸出信號：RS485 3）軸流風機主要參數電源： 3φAC220V 額定功率：370W	臺	5
7	電線電纜配件	專用配件	批	1
8	云平臺控制系統	1、電力通信專用DTU 寬電壓輸入:單電源供電范圍+8V～+28V DC；數據速率:300～115200bps（115200bps默認）;串口緩存：10KB;WiFi連接距離：20m以內;天線接頭：2.4G SMA-K（陰頭）；三種串行數據接口:TTL/RS232/RS485 工作溫度-10℃～70℃，環境：濕度≤90%RH的無腐蝕性場合； 2、云平臺監控系統軟件應采用模塊式設計，開放式體系結構，可兼容Linux、Windows和Android等操作平臺。支持IEC61850通訊協議，具有完備的網管功能，可對全站節點提供實時在線監測和異常報警。硬件需采用高性能微處理器，具備強大的綜合應用及數據運算的能力；支持10/100M以太網通信，提供雙網絡配置；支持電話撥號、無線、光纖、以太網、RS232/485等多種通信方式；云平臺監控系統客戶端可以實現功能豐富的動態畫面展示。具備網絡拓撲分析功能，可以實現帶電設備的顏色標識。帶有數據庫設計，并采用實時數據庫和標準商業歷史庫相結合的方式，開放數據訪問接口，可以與校園網系統等對接擴充。云平臺監控系統須具有完備的軟硬件自診斷、自恢復以及遠程診斷功能，以確保系統的長期可靠運行。	套	1

五、實驗內容
1. 微風啟動風力機特性實驗
2. 保護功能實驗并網及功率輸送實驗
3. MPPT技術功率跟蹤
4. 電能質量分析實驗
5. .過充保護功能實驗
6. 過放保護功能實驗
7. 過載保護功能實驗
8. 短路保護功能實驗
9. 開路保護功能實驗
10. 風機過電流/過轉速保護實驗
11. 過風速剎車保護功能實驗
12. 電壓點、升壓點調整實驗
13. 云平臺監控測試
14. 氣象綜合站數據與風機系統聯合仿真實驗

關鍵詞：控制器電動機傳感器變頻器 PLC