·设备外观

·设计简述

    实训装置采用单元化独立网孔面板结构，模块化设计，既可以组成独立的光伏发电系统或风力发电系统，也可以组成风光互补发电系统，是学习光伏发电和风力发电的综合性实训平台。
    风力发电由模拟风场和风力发电机组成，尾舵偏航控制与风场运动均由西门子PLC控制实现；
    光伏发电由模拟光源与跟踪系统组成，模拟光源采用摆臂式，手动或自动化模拟太阳从升起到日落过程，电池板采用4块单晶组件组成，跟踪装置采用双轴二维跟踪系统，既可手动跟踪，也可PLC自动跟踪，使光伏组件正对光源输出最大功率；
    环境采集模块可实时采集组件表面光照强度、温度及湿度，方便测试环境变化对光伏发电性能影响；
    仪表单元实时采集系统发用电信息，并传递给组态触摸屏，进行综合监测；汇流单元将电池组件串并后汇成一路输出，具有防反、过流与防雷功能；
    光伏控制器、风机控制器与离网逆变器采用原理与结构外露的形式，核心驱动板均采用STM32F103ZET6高性能ARM处理器，控制器采用PWM充电技术，逆变器用高频隔离的全桥正弦逆变拓扑结构，所有驱动信号波形可在线进行测试，方便学生深入了解控制器和逆变器的结构与原理；
    上位机采用17"工业控制计算机，通过上位机对系统发用电数据进行监测、查询。

·主要参数

    1.工作电源：三相四线AC380V±10%  50Hz；
    2.工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度≤85%（25℃）  海拔＜4000m；
    3.装置容量：≤2.5KVA；
    4.外形尺寸：1000mm×1000mm×1600mm （模拟光伏装置）2700mm×1800mm×1600mm（模拟风场装置）940mm×620mm×1940mm（网孔装置×4组)。
    5.安全保护：具有接地、漏电压、漏电流保护，安全指标符合国家标准。

·组成及功能

    1.太阳能电池组件：单晶组件，最大输出功率20W，数量4块；
    2.模拟光源：飞利浦500W卤钨灯×2，由紫光蜗杆减速机摆动，模拟太阳升起至日落运动；
    3.模拟光源拖动电机：紫光交流电机；模拟光源拖动减速机：紫光减速机，减速比3000:1；
    4.光伏跟踪传感器：采用四象限高精度光敏传感器结构，6路模拟量信号输出,跟踪探头采用无色透明外壳，方便学生观察；
    5.太阳能跟踪系统：采用双轴二维跟踪方式，水平270±5°，俯仰75±5°，精度±0.5°；
    6.跟踪控制单元：手动/自动模拟光源运动与光伏跟踪控制采用西门子PLC主控模块；
    7.光照及温湿度传感器模块：光照度0-20K(LUX)，温度-40-80℃，湿度0-99.9%RH；
    9.风力发电机：水平轴永磁同步风力发电机；输出电压12V、叶片数量3片；
    9.尾舵偏航系统：采用尾舵迎风与侧风偏航控制，偏航角度45°和90°；采用DC24V直流同步电机驱动；
    10.模拟风源：采用变频轴流通风机，电压380V、功率0.37KW、转速1400rpm；采用三菱变频器驱动；
    11.模拟风场：模拟风源在电机的拖动下绕风力发电机做圆弧运动，运动角度60±5°,风力发电机四周采用隔离网布置，确保学生实训安全；
    12.模拟风场拖动电机：额定输出功率100W、额定转速1400rpm、减速比140：1；
    13.风速传感器：测量模拟风源风速，脉冲输出，电源DC5V，输出1.5脉冲m/s；
    14.光伏汇流单元：2路光伏输入1路光伏输出；具有防反、防雷、过载保护等；
    15.模拟风场控制单元：手动/自动风场运动与尾舵偏航控制采用西门子PLC主控模块；
    16.仪表单元：直流电压表DC0-50V；直流电流表DC0-5A；交流电压表AC0-300V；交流电流表AC0-2A ；
    17.蓄电池：铅酸电池12V/12AH ×2（块）；
    18.太阳能控制器：DC12V、DC5A、PWM方式充电；电路模块化开放设计，方便充电波形与电路测试；有充放电、电池状态指示、温度补偿、蓄电池反接、夜间防反冲、防雷、限流、过充、过放、负载过载、短路等保护；
    19.风机控制器：电压DC12V(整流)、最大电流25A、PWM(脉冲宽度调制)方式充电；电路模块化开放设计，方便充电波形与相关电路电气测试；具有风速检测、偏航控制信号或刹车信号输出功能；有充放电指示、电池状态指示、温度补偿等功能；具有蓄电池反接、防雷、风机限流、过充、过放、负载过载、短路等保护功能；
    20.离网逆变器：DC12V；AC220V±10%、50HZ、300VA、纯正弦波；高频变压器隔离；电路模块化开放设计，升压驱动波形、SPWM逆变驱动波形、逆变输出电压电流波形与电路电气测试；有欠压、过载等保护；
    21.功率电阻模块：0-2000欧连续可调,功率120W；直流阻性、直流感性负载；交流阻性、交流感性负载；
    22.组态触摸屏：采用7"一体化触摸屏；实时监测系统发电、用电与环境参数等信息；具有历史曲线显示；
    23.工控机：采用17"电阻式触摸屏工控一体机；
    24.监控软件：实时监测并存储系统发电、用电与环境参数等信息，实时对模拟光源、光伏跟踪、模拟风场与侧风偏航进行遥控；具有曲线显示、历史报表查询等功能；

·实训项目

    1.风力发电机结构与原理
    2.风力发电机输出特性
    3.风力发电机偏航工作原理与控制
    4.风速检测与控制
    5.太阳能电池发电原理与特性曲线
    6.太阳能电池组件串并联输出特性
    7.西门子PLC编程与控制
    8.光伏自动跟踪原理与编程控制
    9.离网光伏发电系统的组成
    10.蓄电池的充放电特性
    11.风机控制器的原理与功能
    12.太阳能控制器的原理与功能
    13.离网逆变器的原理与功能
    14.仪表监测与通讯
    15.触摸屏组态软件监控与编程
    16.上位机软件开发与通讯

·配置清单