【正文】 太陽運行軌跡模擬系統(tǒng)、太陽能光伏組件及組件追日系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電測試系統(tǒng)組成。 三、太陽運行軌跡模擬系統(tǒng) 18 / 60 該系統(tǒng)爬行機器人能模擬橢圓弧狀運行軌道、太陽俯仰角運行裝置、太陽水平方位角運行裝置、 PLC 控制系統(tǒng)、觸摸屏、支架等組成。追蹤精度可達 度，可實現(xiàn)雙軸運動、單周俯仰角運動、單周水平方位角運動、手動控制、自動回位功能和時間控制功能。 ? 選擇電站架設位置 ? 選擇電站基礎類型 ? 選擇電站支架類型 ? 選擇電站類型 ? 組件類型選取 ? 入網(wǎng)方式選取 ? 項目投資總額計算 ? 產出統(tǒng)計 九、專用電腦 配套 專用 電 腦，其中安裝光伏控制器仿真軟件 、 光伏逆變器仿真軟件 、單片機程序軟件、電站設計軟件 21 / 60 電腦要求： 1） 處理器： Intel i33220， 2） 內存： 4GB DDR31333， 3） 主板：Intel H61 系列， 4） 硬盤容量： 500G 7200RPM， 5） 顯示器： 19 寸寬屏 LED， 6）顯卡： 1GB獨顯 。并可查詢歷史數(shù)據(jù)。 ※ 7）、能手動實現(xiàn) DCDC 升壓 24V400V、 DCDC 降壓阻抗變換功能，并實時顯示 DC 變化的數(shù)據(jù)。 23 / 60 ? 可調電阻性負載 ? 燈光電阻性負載 ? 外接電感性負載 外接電子負載（可選） 13）、光伏發(fā)電控制器設計軟件 14）、光伏逆變器設計軟件 15）、光伏電站設計軟件 確定項目所在地，在其中設置一個數(shù)據(jù)庫 ，包括全國主要地區(qū)的基本氣象信息和地理信息，包括 GPS 信息、全年溫度變化、濕度變化、光照強度變化、晴天與陰天數(shù)量天數(shù)等信息，提供每種數(shù)據(jù)的曲線。 具備反激式供電電源設計模塊。具有逆變輸出的電壓幅度、頻率、功率因數(shù)、諧波檢測和調整功能。 ? 具有漏電保護。 ? 風機模擬模塊具有明確的標識。 ? 觸摸屏和變頻器使用 Modbus 協(xié)議通過 RS485 通訊口連接。 ? 變頻器能夠實現(xiàn)過壓保護、過溫保護、觸發(fā)保護、欠壓保護、短路保護、飛車保護等，當出現(xiàn)故障時保護時間小于 1ms。 ? 顯示面板包含逆變控制回路上電開關、逆變控制回路斷電開關、逆變主回路上電開關、逆變主回路斷電開關、逆變控制回路工作 /斷電指示燈、逆變主回路工作 /斷電指示燈。 ? 能夠實現(xiàn)發(fā)電機和電網(wǎng)能量的雙向流動，且并網(wǎng)功率因數(shù)可調。 ? 并網(wǎng)電流諧波的 THD 值小于 5%。 37 / 60 ? 額定電壓為 380V。 異步電動機采用增量式光電編碼器測速。 （ 7） 支架部分選用 19” 機柜，配備網(wǎng)孔板，每個部件連接必須配置漏電保護、斷路器、斷路開關、保護開關。針對 WPB10K 模式，結合到教學的實際需求與配置，本系統(tǒng)采用 3KWp室外光伏供電模式，既能保證發(fā)電效果，又可節(jié)約室內空間。風電模擬系統(tǒng)分為直驅風電模擬器，功率等級為 3kW。 ? 采集風機運行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括：三相電壓、三相電流、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)、輸出功率、發(fā)電機轉速、風輪轉速、發(fā)電機繞組溫度、齒輪箱油溫、環(huán)境溫度、控制板溫度、機械制動閘片磨損及溫度、電纜扭絞、機艙振動、風速儀和風向標等； ? 風機啟?？刂?； ? 光伏發(fā)電監(jiān)控可以顯示下列信息： ? 可實時顯示光伏的當前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計總發(fā)電量、累計CO2 總減排量以及每天發(fā)電功率曲線圖。在電網(wǎng)有電狀態(tài)下，控制系統(tǒng)可將光伏發(fā)電直接輸入到電網(wǎng)中，由電能調配系統(tǒng)進行電能分配；在電網(wǎng)無電狀態(tài)下，控制系統(tǒng)可將光伏發(fā)電輸入到儲能系統(tǒng)中進行充電。 ? 微電網(wǎng)綜合監(jiān)視與統(tǒng)計 統(tǒng)一監(jiān)視微電網(wǎng)系統(tǒng)運行的綜合信息，包括微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率、微電網(wǎng)入口處的電壓、配電上行 /下行功率、并實時統(tǒng)計微電網(wǎng)總發(fā)電出力、儲能剩余容量、微電網(wǎng)總有功負荷、總無功負荷、敏感負荷總有功、可控負荷總有功、完全可切除負荷總有功，并監(jiān)視微電網(wǎng)內部各斷路器開關狀態(tài)、各支路有無功功率、各設備的報警等實時信息，完成整個微電網(wǎng)的實時監(jiān)控和統(tǒng)計。 上圖 為系統(tǒng)運行控制界面，在界面中可以清楚了解，系統(tǒng)內部各設備的運行情況，配電網(wǎng)主要電氣參數(shù)，支持實時數(shù)據(jù)顯示。 室外供電 2 風力發(fā)電模擬系統(tǒng) 小型并網(wǎng)型風力發(fā)電系統(tǒng)由 風力發(fā)電機、風機并網(wǎng)控制器、并網(wǎng)逆變器組成。在自動升降窗簾設計中，學生 41 / 60 通過使用 PLC 對窗簾的升降與時間控制進行調節(jié) 。 （ 4） 儲能模塊采用 12V/38AH 膠體電池與磷酸鐵鋰電池 40 / 60 （ 5） 逆變模塊采用 SPWM 工頻逆變器，為光伏專用寬電壓逆變器，最大功率為500W。 發(fā)電機為雙饋異步 發(fā)電機，額定功率 3kW、額定轉速 130rpm以下、額定電壓 380V、額定頻率小于 20Hz、額定電流 3A 以上。 ? 顯示面板上有開關組合與電感值的對應關系圖。 ? 對于以上各種故障，具有兩級保護功能，即硬件保護、軟件保護，當發(fā)生以上保護時，能夠通過邏輯電路封鎖 PWM 脈沖，并通過觸摸屏報警，需要系統(tǒng)斷電后，才能解除 PWM 封鎖。 并網(wǎng)逆變模塊可實現(xiàn)的功能包括： ? 控制芯片采用兩個 TMS320 LF28335 芯片。 并網(wǎng)逆變模塊配備有獨立的顯示與控制單元，操作者可以在該界面中對模塊參數(shù)進行編輯： 35 / 60 ? 顯示面板包含網(wǎng)側供電電壓表、網(wǎng)側供電電流表、發(fā)電機發(fā)電電壓表、發(fā)電機發(fā)電電流表、母線電壓表、電網(wǎng)側功率因數(shù)表，每個儀表有明確標識。 ? 控制系統(tǒng)與顯示單元中的觸摸屏通過 Modbus 協(xié)議通訊，通過觸摸屏能夠設置相關控制器參數(shù)，能夠通過觸摸屏顯示模擬單元的相關變量的瞬時 值。 ? 觸摸屏能夠顯示驅動電動機和發(fā)電機的工作狀態(tài)，至少包括轉矩電流瞬時值、勵磁電流瞬時值、電流調節(jié)器輸出瞬時值、轉速調節(jié)器瞬時值、母線電壓瞬時值、轉速瞬時值和各種調節(jié)器參數(shù)設置值。 ? 具有急停按鈕，按下急停按鈕后，主電路斷電。 必須提供仿真軟件現(xiàn)場演示 ? 實驗項目 光伏離網(wǎng)型逆變器電路設計實驗 主電路器 DCAC 電路調節(jié)實驗 控制電路控制程序調節(jié)實驗 PWM 控制電路控制波形對比實驗 輸出載波波形對比實驗 輸出信號波波形對比實驗 主電路器件調整對系統(tǒng)工作影響實驗 DCAC控制器工作狀況分析實驗 PWM 控制器控制方法調節(jié)實驗 PWM 控制程序加載實驗 正弦波逆變器設計 修正波逆變器設計 正弦波逆變器設計 系統(tǒng)控制程序編寫實驗 31 / 60 五、風力發(fā)電系統(tǒng)原理 實驗室 主要目的 雙饋異步風力發(fā)電原理實驗 永磁同步風力發(fā)電原理實驗 針對人群 專業(yè)課大三學生 設備組成 風力發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺 建議采購數(shù)量 4~5 套 實驗室房間要求 面積在 45 平米以上，配備基本 220VAC、 10A 與 380VAV、 16A供電 針對課程 風力 發(fā)電與電力系統(tǒng) 18 課時實訓 風力發(fā)電 系統(tǒng) 實訓平臺 FUDSTW 該平臺包括雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)和永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng) 主要目的 風力發(fā)電基本原理實習 針對人群 專業(yè)課剛開始 — 本科 /研究生 完成能力 了解風力發(fā)電系統(tǒng)組裝方法 掌握永磁同步電機工作方法； 掌握風力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理與系統(tǒng)集成方法； 掌握各種風力環(huán)境下風力發(fā)電機工作特性； 了解風力發(fā)電系統(tǒng)配置情況 配合課程 1. 電工基礎 2. 風力逆變技術及應用 3. 新能源發(fā)電技術 4. 智能風力系統(tǒng)制作 5. 風力發(fā)電系統(tǒng)集成與設計 6. 風力電站維護 與檢修 每臺適用學生數(shù)量 5 人 風力 發(fā)電實驗平臺包含有 10 個實驗模塊：供電保護模塊、風機模擬模塊、 32 / 60 永磁同步 并網(wǎng)逆變模塊、 永磁同步變流器實驗模塊、雙饋異步并網(wǎng)逆變模塊、雙饋異步變流器實驗模塊、電感模塊、制動保護模塊、永磁同步風力 電動機 +發(fā)電機組、雙饋異步風力發(fā)電機 +發(fā)電機組。通過該實驗箱的實驗，學生能夠更加清楚逆變器的電路設計與其中的元器件選擇，能夠對逆變器故障進行查找與維修 ? 產品技術參數(shù) 實驗箱將太陽電池方陣產生的直流電或蓄電池釋放的直流電通過逆變器進行 SPWM 調制，逆變?yōu)閱蜗?220V 交流電，供交流負載使用。又可通過閉環(huán)參數(shù)給定實現(xiàn)自動 MPPT 點追蹤。 11）、可實現(xiàn)交流負載逆變、直流負載逆變功能。 ※ 6）、光伏控制器 以控制板和功率板組成控制器的核心，能通過 MPPT控制屏手動調節(jié) PWM 占空比，實現(xiàn)開環(huán)參數(shù)給定，能在 MPPT 控制屏上顯示當前電流、電壓、功率、功率因數(shù)、占空比等實時數(shù)據(jù)。 ※ 2）、通過觸摸屏實時記錄實驗數(shù)據(jù)，并自動生成 特性曲線（電壓電流關系曲線、電壓功率關系曲線等）。 軟件功能 ? 確定項目所在地，在其中設置一個數(shù)據(jù)庫，包括全國主要地區(qū)的基本氣象信息和地理信息，包括 GPS 信息、全年溫度變化、濕度變化、光照強度變化、晴天與陰天數(shù)量天數(shù)等信息，提供每種數(shù)據(jù)的曲線。 太陽能光伏組件可提供單晶光伏組件、多晶光伏組件、薄膜光伏組件，根據(jù)用戶的要求進行配置。 太陽俯仰角運行裝置可進行太陽 俯視角調節(jié)，實現(xiàn)春、夏、秋、冬四季太陽運行軌跡。 操作者可在觸摸屏中自主選擇光伏應用產品 及太陽能光照模式 ，搭建多種光伏建筑一體化應用模式，并提供出錯報警模式。系統(tǒng)自動判斷連接的準確性，如果連接錯誤，系統(tǒng)會判斷錯誤點，提出修改意見；如果連接工作正常，系統(tǒng)可自動開始檢測發(fā)電狀態(tài)和用電狀態(tài)。 傳統(tǒng)的教學模型只是將電站的模式展示出來，并不能讓學生親自參與其中進行動手，功能相對單一。 配備 10’觸摸屏，提供文字與動畫展示各種光伏組件的生產工藝與使用方法 操作者可在觸摸屏中自主選擇光伏組件種類與查看方法。 本方案的設計主要針對 XX 學 院物理與機電工程學院教學要求、師資配置、課程設置與人才就業(yè)方向等基本情況而提出。 5 / 60 配合課程 電工基礎 光伏電池材料制備工藝 光伏逆變技術及應用 新能源發(fā)電技術 光伏電池制造工藝 1) 太陽能光伏硅材料展示柜 太陽能光伏材料陳列柜 ? 主要功能 可以展示各種太陽能光伏電池使用的硅材料實物； 配備文字與動畫展示各種材料的生產工藝與使用方法 ? 技術參數(shù) ： 材料：鋼制結構，配置有機玻璃隔板； 規(guī)格尺寸： 15001200700mm； 電源及照明系統(tǒng)： 220V 電源，空氣電源總開關總成、日光燈總成。 ? 通過觸摸屏展示與講解 （招標時提供現(xiàn)場展示） ： ? 太陽能組件附屬設施 情況介紹 ? 太陽能組件對鋼化玻璃的具體要求 ? 太陽能組件對支架鋁型材的具體要求 ? 太陽能組件對 EVA 封膠的具體要求 11 / 60 ? 太陽能組件對 TPT 背板的具體要求 ? 太陽能組件附屬設施檢測方法 ? 太陽能組件附屬設施測試標準 序號 名稱 數(shù)量（套） 1 鋼制展示柜 1 2 光伏用鋼化玻璃 1 3 光伏用鋁型材 1 4 EVA 封膠 1 5 TPT 背板 1 6 光伏焊帶 1 7 展示柜控制單元 1 8 光伏電池片展示與講解系統(tǒng) 1 5) 太陽能光伏應用產品展示柜 光伏應用產品陳列柜 12 / 60 ? 主要功能 可以展示各種太陽 能光伏光伏應用產品； 配備文字與動畫展示各種光伏應用產品的生產工藝與使用方法 ? 技術參數(shù) ： 材料：鋼制結構，配置有機玻璃隔板； 規(guī)格尺寸： 15001200700mm； 電源及照明系統(tǒng)： 220V 電源，空氣電源總開關總成、日光燈總成。模型外光可根據(jù)用戶需求進行定制，材質多為剛木結構。 LED 等顯示發(fā)電與耗電的電能流向，顯示更加逼真。該系統(tǒng)采用模塊化結構設計，既可以獨立運行，又能夠組合在一起形成完整的太陽能光伏發(fā)電實訓系統(tǒng)。 爬行機器人由步進電機驅動，沿橢圓弧狀運行軌道爬行，模擬太陽每天的日升到日落的運行軌跡，可實現(xiàn)單周期運行、多周期運行、點動運行，運行速度可調，調節(jié)范圍 50cm/min200cm/min。 一體式雙軸回轉執(zhí)行機構結構緊湊，設計合理， 采用回轉支承和環(huán)面包絡蝸桿結構，能達到多齒接觸，具有傳動扭矩大，運行平穩(wěn)等特點。 十 、主要技術參數(shù)： 光源 1）、光源功率 5001000W 可調 2）、采用光源光譜范圍 280nm3700nm 3）、模擬光源光強可調 ※ 4)、爬行機器人采用步進電機控制，爬行速度 50cm/min200cm/min ※ 5）、爬行軌跡實現(xiàn)橢圓弧軌跡，水平爬行距離不小于 米；垂直爬行距離不小于 米 ※ 6）、可實現(xiàn)春秋、冬、夏三檔調節(jié)，模擬一年四季的太陽照射情況 7）、運行軌跡采用 PLC 控制、可實現(xiàn)單周