一、系統概述

該裝置由風力發電機、風力發電控制器、電力蓄能單元、逆變模塊、開關控制單元、負載單元、顯示單元共七大單元系統組成，系統能進行風力發電相關全過程實驗，是職高、大學、研究生以風力發電為主課題的研究和培訓、教學的理想產品。 

教學特點

?  系統實驗平臺集成了室內溫/濕度儀，風速測量系統，讓使用者操作起來更直觀。

?  系統采用數字化DSP技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。

?  系統面板上采用直觀的數字儀表和液晶顯示，讓用戶即時了解系統工作狀態。

?  系統上的離網電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能。

?  風力發電教學實驗系統，可以讓實訓學生自行拆裝移動，使用簡便、節能環保、無污染。

?  增加分布式發電原理與實驗模塊，讓學生增加對新知識的理解

二、系統運行技術條件

1.風力系統

?  風輪直徑：1.65(m)

?  啟動風速：1.5(m/s)

?  額定風速：12(m/s)

?  安全風速：35(m/s)

?  工作形式：上風式永磁同步發電機

?  風葉旋轉方向：順時針

?  風葉數量：3（片）    

?  風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料

?  電機材料：鋁合金&不銹鋼

模擬風洞：

?  風量：34073 m3/h，1275Pa-2138Pa

?  電壓：三相四線 380VAC

?  功率：2.2kW

?  調速單元：2.2KW 矢量變頻器，輸出頻率：0-100Hz

2.充電系統

?  額定功率：400(W)

?  額定電壓：12/24(V)

?  額定電流：33.3/16.7（A）

3.電力蓄能系統（機內）

?  儲能形式：閥控式密封鉛酸蓄電池

?  額定電壓：12V

?  額定容量：55Ah

?  充電方法（恒壓），循環︰最大充電電流為5.6A

4.離網逆變模塊系統

?  直流輸入電壓：10.5～16.8 VDC

?  額定蔬出功率：300W

?  輸出電壓：110/220VAC

?  輸出波形：純正弦波

?  輸出頻率：50Hz

?  工作效率：85%

?  功率因數：>0.88

?  波形失真率≤5% 

?  工作環境：溫度-20℃～50℃

?  相對濕度：﹤90﹪（25℃）

?  保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護

5.控制模塊系統

?  工作電壓：12VDC

?  充電功率：500W 

?  光伏功率：100W

?  風機功率：400W

?  充電方式：PWM脈寬調制

?  充電最大電流 16.5A

?  過放保護電壓 10.5V  

?  過放恢復電壓 12.6V

?  輸出保護電壓 16.2V

?  卸載開始電壓（出廠值）15V

?  卸載開始電流（出廠值） 12A

?  控制器設有蓄電池過充、過放電保護、蓄電池開路保護、負載過電壓保護、輸出短路保護、電池接反保護、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償等功能；

6.負載模塊裝置系統

?  風扇：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：1.25A，功率：15W

?  交通燈：1組(R,G,B)，額定電壓：12/24V，工作電流：0.8A，功率：9.6W

?  馬達：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.35A，功率：5W  轉速：20rmp/min

?  交流LED燈×1個，交流節能燈×1個

?  直流模擬負載：12V/24V/28WLED路燈板，帶PWM調光功能，輸出功率可設置

   8、測風系統

? 測量范圍   風速：0～60m/s

? 精 度      ±0.1m/s

? 工作電源：AC 220V±20%  50HZ， DC12V、5V或其他供電。

? 記錄間隔：  1分鐘～240分鐘連續可設置

? 內部存儲：  4M bit 

? 環境溫度：   -40℃～50℃   

? 轉速傳感器：0～5000 風力發電機轉速檢測顯示（室內）

? 過風速報警中斷輸出功能，可以設備閉環形式連接，增加實驗安全性。

9.顯示裝置系統

?  直流電流表：× 1個，20A， 顯示模式︰0.5”LED

?  直流電壓表：× 1個，50V， 顯示模式︰0.5”LED

?  交流電壓表：× 1個，500V，顯示模式︰0.5”LED

?  交流電流表：× 1個，5A，  顯示模式︰0.5”LED

?  交流電壓表：× 1個，50V， 顯示模式︰0.5”LED

?  交流電流表：× 1個，50A， 顯示模式︰0.5”LED

?  時間、溫/濕度表：× 1個，-20～99.9℃  顯示時間，室內溫、濕度

?  風機轉速表：× 1個，5A，  顯示模式︰0.5”LED

10.電氣開關操作臺

   交流漏電開關、緊急停止開關、儀表開關、風機輸入開關、直流輸入開關

  儀表顯示、控制按鈕（開關）、智能型風光互補控制器、風速儀、鼓風機調速。

  11.基于物聯網實驗室安全用電智能控制系統

1、特點

    當智能控制系統檢測到有漏電或觸電情景出現時，智能控制系統在0.1秒斷開連接，保證人身和財產安全；智能控制系統本身有故障指示燈，用戶可根據智能控制系統故障指示燈顯示判斷出當前故障狀態，便于處理；智能控制系統有掛鎖功能，需要檢修時，在掛鎖位置上鎖，★防止他人上電，檢修更安全。可以采集現場輸出型裝置數據，通過多種物聯網通信方式上傳至云端，實現本地設備的遠程監控。

2、功能

    基于物聯網實驗室安全用電智能控制系統，可進行用電數據采集、統計、存儲、分析、查詢等。運用前端數據可視化技術將實時的用電數據展示在平臺上，并以圖表的形式提供可視化的用電信息查詢功能；運用數據庫技術實時監測用電設備和線路運行狀況，對異常狀況及時告警，從而預防電氣火災；運用用電系統故障定位技術及時發現并精準定位用電故障點，自動生成故障報告，協助用戶第一時間修復用電系統故障；運用電能質量監測技術實時分析和評估電能質量問題，并提供定制化的治理方案，協助用戶獲得優質電能；運用大數據技術和行業數學模型統計、分析并挖掘基礎的用電數據，基于數據發掘節能潛力，從而提供能效優化方案。滿足用電管理系統可視、安全、可靠、優質和經濟的智慧用電模塊需求。

3、基于物聯網實驗室安全用電智能控制系統由執行裝置與網機組成，技術參數分別為：

（1）執行裝置技術參數

（1）極數：3P+N

（2）脫扣特性：C（5-10）In D（10-14）In

（3）額定電流：In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A

（4）額定電壓：Ue AC 230V/400V

（5）額定頻率f：50Hz

（6）額定短路分斷能力：Icu10kA

（7）殼架等級額定電流：Inm63A

（8）缺相保護：設備防燒毀保護模式

（9）漏電保護：元器件損壞保護模式

（10）過載保護：電流過大防燒毀模式

（11）短路保護：碰線防燒毀模式

（12）掛鎖保護：便于維修安全

（13）過溫保護：可監測線路溫度

（14）過欠壓保護：防止造成人身事故和機械設備損壞

（15）漏電或觸電時0.1秒斷開

（16）故障指示燈，便于查看工作狀態

★（17）掛鎖功能，檢修更方便

（2）網機技術參數

（1）內置STM32F103C8T6主控芯片

（2）外置8M無源晶振

（3）采用SP3485作為485通信芯片

（4）485防浪涌保護

（5）標準RS485接口，可直接串口設備

（6）智能型數據終端，便捷實現數據傳輸功能

★（7）提供強大的中心管理軟件，方便設備管理

★（8）提供便捷的軟件升級和固件更新服務

★（9）提供數據庫數據備份，方便查看歷史數據

（10）尺寸：89mm*67.5mm*20.5mm

（11）重量：70g

（12）電源：AC220V

（13）功耗：1.5W

（14）工作溫度：-25℃ - +70℃

（15）工作濕度：95%

（16）WiFi版最大下行傳輸速率：64kbps

（17）WiFi版最大上行傳輸速率：32kbps

12、監控軟件

?  PC監控模塊：監控主機、監控軟件。

?  顯示內容：蓄電池電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率，能量模擬圖，當前風速（米/秒），當前風向（度），當前風力資源平估。

               系統工作主界面                   系統工作數據主界面（可切換不同曲線界面）

三、教學項目及實驗內容

實驗1.風力發電基礎理論原理性實驗

實驗2.風力發電系統設計實驗

實驗3.風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗

實驗4.風力發電相關測量技術實驗

實驗5.風力發電控制技術實驗

實驗6.風力發電電力電子實驗

實驗7.過放保護、過放恢復、過充保護、過充恢復

       均充保護、均充恢復、浮充保護、浮充恢復

實驗8.過風速報警、欠風速報警、液晶顯示風速

實驗9.風力發電系統的直接負載實驗

實驗10.風力發電系統的風速變化影響實驗

實驗11.限速機械保護系統原理實驗

實驗12.限速電控保護系統原理實驗

實驗13.風機過功率保護實驗

實驗14.風機超速保護實驗

實驗15.不同轉速下風力發電曲線實驗

實驗16.風況檢測實驗

實驗17.獨立風機系統實驗

  實驗18. 綜合實驗。

四、主要設備清單