风光互补并网发电及教学展示系统一风光互补并网发电系统11风光文档格式.docx
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2.5m/s
工作风速
Workingspeed
2.5~25m/s
额定风速
Ratedspeed
12m/s
最大可耐风
Maximumspeed
40m/s
风轮
Windwheel
叶片数
Blades
3
叶片材质
Material
玻璃钢FRP
FiberReinforcedPlastics
发电机
Generator
发电机类型
永磁同步发电机
Permanentmagnetsynchronousgenerator
额定转速
600rpm
发电机额定输出功率
额定输出电压
Ratedvoltage
24VDC
2.1.32KW太阳能光伏电池
本风光互补并网发电系统中，太阳能发电部分由12块太阳能光伏电池组成。
每一块太阳能光伏电池的开路电压为22VDC，当太阳能板的输出功率最大时，其输出电压为17.5VDC。
将10块太阳能板串联，可以组成端电压为210VDC的太阳能光伏阵列。
其中每块太阳能光伏电池的参数为：
表2太阳能光伏电池参数表
规格型号
峰值功率（Wp）
峰值电压（V）
峰值电流（A）
开路电压电压（V）
110
110W
17.5V
6.29A
22V
3.风力发电机控制器
风力发电机控制器的具体型号以及参数如下：
表3风力发电机控制器参数表
型号：
WS24400H
直流额定电压：
额定电流：
16.7A
控制器自耗电流：
0.1A
使用环境温度：
－20℃～＋50℃
由于风力发电机控制器的输出电压为24VDC，未能达到逆变器直流侧150~380VDC的输入要求，所以需要在风力发电机控制器和逆变器之间增加DC-DC的升压环节。
直流升压模块的具体参数如下：
表4DC-DC升压模块参数表
额定输入电压：
输入电压范围：
18~30VDC
额定输出电压：
220VDC
额定功率：
500W
效率：
80%
4.并网逆变器
本系统中逆变器将风力发电机控制器和太阳能光伏阵列所输出的直流电，转化成220V/50HZ的交流电，并将其输送到电网。
并网逆变器的具体型号和参数为：
表5并网逆变器参数表
3KTL
直流侧参数
最大直流电压：
520VDC
最大功率电压跟踪范围：
150~380VDC
最大直流功率：
3300W
最大输入电流：
18A
最大输入路数：
交流侧参数
额定输出功率：
3000W
额定电网电压：
230VAC
允许电网电压：
180~260VAC
额定电网频率：
50/60HZ
机械参数
外形尺寸
400mm*600mm*210mm
重量
25KG
5.实时风速风向测试仪
实时风速风向测量仪用于测量风速和水平方向的方向，其测量的数据可以作为风光互补发电系统的发电效率等指标的计算依据。
实时风速风向测量仪的型号和具体参数如下表所示：
表6实时风速风向测量仪参数表
EN2A
技术指标
风速
测量范围：
0~60m/s
精确度：
±
（0.3+0.03V）m/s
分辨率：
0.1m/s
风向
0~360°
3°
抗风强度：
70m/s
起动风速：
≤0.5m/s
风向仪起动风速：
工作电压：
AC220x（1±
10%）V50Hz
遥测距离：
≤100m（根据用户需求可订制）
输出接口：
RS232C波特率9.6k
其他功能：
1.2分钟、10分钟平均风向风速读数。
2.当日最大和极大风速风向及它所出现的时间。
1.3风光互补发电系统的软件部分
本软件系统用于监控风光互补发电系统的实时发电状态，记录历史发电数据。
用户可以根据实际情况设置系统的参数来对风光互补系统实施无人监控，并且可以通过软件丰富的图形界面，更具体形象地认识风光互补发电系统的工作原理。
软件主界面如下图所示，左侧为控制面板，包括“参数设置”、“实时数据”、“定值修改”、“历史数据”四个按钮。
中间部分为常见应用系统构成示意图，右侧为状态指示面板，包括离线、负载短路等各个状态，用户可方便的根据这些状态了解系统工作是否正常。
参数设置：
设定与控制器通讯时的参数，以及备用报警的类型；
实时数据：
显示控制器各个参数的详细值；
定值修改：
配置控制器的工作参数；
历史数据：
显示一个月的历史数据；
中英文切换按钮：
点击“English”按键可切换到英文版本。
图2主界面
图3参数设置窗口
图4实时数据窗口
图5定值修改窗口
1.4风光互补发电系统的报价
本风光互补发电系统的报价如下：
表7风光互补发电系统的报价
部件
型号及规格
数量
单价（元）
总格（元）
备注
400W水平轴风力发电机
1台
常温型
太阳能电池组件
110W/22V
12块
共1320W
风力发电机控制器
DC-DC升压模块
并网逆变器
SG3KTL
风速风向测试仪
太阳能支架
12台
控制箱
电缆
1*6mm2
100m
总价
注：
1、以上报价不含运费以及安装工程费。
二、教学展示系统
2.1教学展示系统的概述
风光互补教学演示系统的结构图如下，其中太阳能光电板和风能发电机各自采集所需能源，将其转换为电能，送至系统控制器。
智能控制器能控制太阳能电池方阵、风能发电机对蓄电池组的充电，并实现蓄电池给负载供电。
本系统中，将对风光互补控制器以及逆变器进行集成化处理，即通过统一组装的方式，将风光互补控制器以及逆变器的控制电路板、主电路板等集成安装在同一个机架内，并且可以清晰地让用户看见。
图6风光互补教学展示系统的结构图
2.2教学展示系统的结构
本风光互补发电教学展示系统的主要硬件装置包括：
●50W水平轴风力发电机
●1.4KW太阳能光伏电池
●健身发电单车
●风光互补集成控制及逆变柜
●铅酸蓄电池
以上各个部件的参数分别如下：
1、50W水平轴风力发电机：
表850W水平轴风力发电机参数表
CYHSW503
50W
3m/s
3~25m/s
9m/s
玻璃钢
400rpm
2、500KW太阳能光伏电池
本风光互补教学展示系统中，太阳能发电部分2块250W太阳能光伏电池组成。
每一块太阳能光伏电池的额定输出电压为35.4VDC，将2块太阳能光伏电池并联组成端电压为35.4VDC的太阳能光伏阵列。
表9太阳能光伏电池参数表
峰值功率Wp
峰值电压V
峰值电流A
短路电流
开路电压V
250
250W
35.4V
4.95A
5.43A
44.6V
3、健身发电单车
本教学展示系统中，配置了健身发电单车以作为补充电源之用。
发电健身单车的参数如下表所示：
图7健身发电单车
表10健身发电单车参数表
额定电流
输出接口形式
仪表接口电压
8.2VDC
300Ma
USB
6.0~8.2VDC
4、风光互补集成控制及逆变柜
风光互补集成控制及逆变柜是本系统的核心部分，其集成了小型风力发电机后端的整流电路和DC-DC稳压电路、太阳能光伏电池阵列后端的DC-DC稳压电路、蓄电池的充放电电路以及逆变电路等。
风光互补集成控制及逆变柜的主要功能是集中控制小型风力发电机和太阳能光伏阵列发出的电能，可以通过直流母线以及蓄电池充放电电路，将剩余能量输入到蓄电池当中；
并且在小型风力发电机和太阳能光伏阵列供电不足的情况下，通过控制蓄电池放电保证负载的正常工作；
还可以通过逆变电路将直流母线中的电能逆变成交流电，为离网交流负载提供能量。
由于该系统需要为学校的师生提供风光互补发电原理展示的效果，所以系统中的集成控制和逆变柜将可以把控制和逆变部分的主电路、控制电路等分块呈现。
风光互补集成控制及逆变柜的具体输入输出接口参数如下：
表11风光互补集成控制及逆变柜的输入输出接口参数
接口名称
参数一
参数二
风力发电机输入接口
额定输入功率：
太阳能光伏阵列输入接口
最大输入功率：
1.4KW
0~44.6VDC
发电单车输入接口
10W
蓄电池充放电接口
额定电压：
12VDC
最大电流：
20A
逆变电路直流侧输入
输入电压：
21~32VDC
逆变电路交流侧输出
输出电压：
220VAC/50HZ
1KVA
直流负载接口
交流负载接口
220VAC
输出频率：
50HZ
5、铅酸蓄电池
本系统中蓄电池储能单元，当阳光充足，风况良好的时候，系统除了为负载提供能量外，还将剩余的能量输送到蓄电池；
当出现连续的阴天和无风天气，系统的现场发电量不足以保证负载的正常运行，此时，蓄电池释放能量，保证负载的正常工作。
本系统中配置2台输出电压为12V，容量为200AH的蓄电池。
蓄电池的主要参数如下表所示：
表12蓄电池参数表
容量：
200AH
端电压：
12V
2.3教学展示系统的报价
本风光互补教学展示系统的报价如下：
表13风光互补教学展示系统的报价表
50W水平轴风力发电机
2块
健身发电单车
2台
风光互补集成控制及逆变柜
蓄电池
200AH/12V
1、以上报价含税，但是不含运费以及安装工程费。
2、该系统可以提供给学生接线实习。
三、两个系统的总报价
以上两个系统的总报价如下表所示：
表14两个系统的总报价表
共500W
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