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大型风光互补发电实训系统

栏目分类:产品总目录   发布日期:2018-03-21   浏览次数:
风力发电机组装配与调试实训装置由风力发电机组、风电机组控制系统、风电机组操作与监控系统、上位机编程系统等组成,配置小型起吊装置、安全用品及各类操作工具。

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大型风光互补发电实训系统
主要技术规格及要求
1. 实训装置的组成及总体要求
风力发电机组装配与调试实训装置由风力发电机组、风电机组控制系统、风电机组操作与监控系统、上位机编程系统等组成,配置小型起吊装置、安全用品及各类操作工具。
风力发电机组机械部分采用真实风力发电机组机械结构,对实际风机主要部件采用比例缩小方式设计,其外形与真实风电机组相同,可完成机组各部分的机械与电气装配模拟实训,并采用小型起吊装置完成吊装,最大限度地还原真实风电机组的装配与吊装工艺。
装置电气部分采用模块化处理方式,通过前期的图纸设计、按图纸连线以及自主编写程序来实现对风电机组的调试与控制,可使学员在整机的电气设计、安装、调试等实际操作方面得到体验和锻炼。
装置的操作实训可分为装配区、吊装区、操作区、调试区四大部分,对风力发电机组从整机厂安装到出厂调试、风电场吊装与调试都提供了多区域操作平台,通过实际操作增强风电工程的实践能力,满足教学实训需求。
 总体要求
(1)主要设备尺寸:风电机组:约1660 mm×1660 mm×1710mm
                   电器柜:约800 mm×500 mm×1850mm
                   起吊装置:约3000 mm×1500 mm×3000mm
(2)单套设备工位面积要求:约25平方米(约长5000 mm×宽5000mm);
    (3)设备电源:机组电源:单相三线制 AC220V±10%   50Hz
(4)设备最大输出总功率:4kVA。
(5)总体重量:≤500KG
(6)安全保护措施:具有过压、过载、漏电等保护措施,符合国家相关标准。
(7)工作环境:温度:-10°C ~ +40°C
相对湿度:≤ 85%(25°C)
2. 装置的详细技术参数
 1).风力发电机组的组成及参数要求
风力发电机组主要由风轮、机舱、发电系统、塔筒等组成,各个部分均可独立进行机械拆装并可以进行分步吊装,如塔筒吊装、机舱吊装、发电机吊装、风轮吊装、叶片吊装等。
参数要求:

序号 名称 型号规格 单位 数量
风轮的主要机械部件参数要求
1 轮毂 Φ352×305;材质:6061 1
2 风轮工装 Φ220×300;材质:6061 1
3 变桨轴承 Φ270×Φ190×21;材质:50MnT;技术参数:内齿型 模数1.5 齿数130 3
4 变桨电机 Φ24×112;技术参数:带小齿轮
模数1.5 齿数19 偏心量0.5mm
3
5 编码器组件 66×60×20;技术参数:带小齿轮
模数1.5 齿数20
3
6 限位开关组件   3
7 变桨控制柜   3
8 导流罩上支架 Φ310×Φ130×4;材质:6061 1
9 导流罩下支架 63×60×30;材质:6061 3
10 导流罩上罩 Φ340×95;材质:ABS或玻璃钢 1
11 导流罩下罩 Φ450×315;材质:ABS或玻璃钢 1
12 叶片 材质:ABS或玻璃钢 3
机舱的主要机械部件参数要求
1 底盘 360×360×290;材质:6061 1
2 底盘正置工装 Φ260×300;材质:6061 1
3 底盘倒置工装 340×340×300;材质:6061 1
4 偏航轴承 Φ320×Φ220×25;材质:50MnT;
技术参数:外齿型 模数2 齿数158
1
5 偏航电机 Φ60×140;技术参数:带小齿轮
模数2 齿数19 偏心量0.5mm
2
6 机舱控制柜   1
7 轮滑泵   1
8 液压站   1
9 机舱罩支架 Φ590×530;材料:ABS或玻璃钢 4
10 机舱罩左罩 Φ590×530;材料:ABS或玻璃钢 1
11 机舱罩右罩 Φ590×530;材料:ABS或玻璃钢 1
12 机舱罩上罩 Φ590×530;材料:ABS或玻璃钢 1
13 机舱罩上盖 Φ590×530;材料:ABS或玻璃钢 1
发电系统的主要机械部件参数要求
1 发电机 Φ580×220; 1
2 滑环 Φ50×30;技术参数:36路 1
塔筒及底座等机械部件参数要求
1 塔筒底座 1660×1660×150;材质:6061;分体设计、福马轮移动或固定位置 1
2 上塔筒 Φ280×Φ270×300;材质:6061 1
3 中塔筒 Φ280×Φ270×300;材质:6061 1
4 下塔筒 Φ280×Φ270×300;材质:6061 1
 
2).控制、操作与监控系统的组成及参数要求
    该系统主要由控制系统、操作系统、监控系统等组成。
    控制系统主要由主控PLC(西门子300系列)、变桨电机驱动器、偏航电机驱动系统、电网检测模块、电机检测模块、逆变器、整流器、互感器、温度传感器、编码器、限位开关、信号放大器、稳压电源、直流电压变送器组成。可实现对变桨系统控制、偏航系统控制、发电系统控制及对应相关电压、电流、功率、转速、位置的控制及反馈。
操作系统主要由按钮、按钮开关、旋钮、急停按钮、远程手持按钮、电位器、钥匙开关、断路器、安全链、人界界面组成。可通过操作相关器件及界面按钮,完成机组运动控制。
监控系统主要由上位机人界界面组成,实时反馈当前机组运行状态(变桨速度、变桨位置、开关桨状态、机组状态、偏航速度、偏航角度、扭缆角度、液压值、刹车状态、机组故障报警、发电机转速、电压、电流、频率、功率及电网各项参数等)。
参数要求
(1)变桨及偏航电机

变桨电机 偏航电机
型号 zwmd012012-1296 型号 ZGA17RU(A3001)
额定电压 12VDC 额定电压 12VDC
空载转速 7RPM 空载转速 6RPM
电流 80mA 电流 100mA
负载转速 5 RPM 负载转速 4RPM
负载电流 260mA 负载电流 300mA
负载转矩 175.6mN.m 负载转矩 147 mN.m
· 支持电机电压9V~24V,最大负载电流10A(持续30秒),7A(长时间),10A保险丝
· 支持电位器/0~5V模拟信号与TTL电平/-5V~+5V差分模拟信号或RS485多种控制方式
· 支持PWM调速(调压)、恒转矩调速(稳流)、自测速闭环调速(稳速)、外接测速发电机闭环调速(稳速)多种调速方式
· 电机电流PID调节控制,电流控制精度0.1A,最大启动/负载电流、制动(刹车)电流可分别配置;支持电机过载和堵转限流,防止过流损坏电机;支持恒电流制动(刹车),电机刹车时间短、冲击力小
· 支持电机正反转双向调速,可使用电位器调节电机转速;可通过串口预设正/反转速度并存储,通过开关或按钮控制启停和方向
· 支持电机正反转限位,可外接两个行程开关分对正反转限位
· 支持电机换向频率(转速)自测量及稳速,支持电机堵转检测/堵转限位停转
· 支持RS485多机通讯,支持MODBUS-RTU通讯协议,方便多种控制器(如单片机、PC机或PLC)通讯控制,支持通讯中断停机保护
· 18kHz的PWM频率,此频率已接近人耳听觉上限,电机调速无嚣叫声
· 极小的PWM死区,仅0.5us,PWM有效范围0.1%~99.9%
· 全部接口ESD防护,可适应复杂的现场环境
· 极小的尺寸,仅5.5cm×5.5cm,高2.8cm
(2)变桨电机及偏航电机驱动器参数
支持电机电压9V~24V;
最大负载电流10A(持续30秒),7A(长时间),10A保险丝;
支持电位器/0~5V模拟信号与TTL电平/-5V ~ +5V差分模拟信号或RS485多种控制方式支持PWM调速(调压)、恒转矩调速(稳流)、自测速闭环调速(稳速)、外接测速发电机闭环调速(稳速)多种调速方式电机电流PID调节控制,电流控制精度0.1A,最大启动/负载电流、制动(刹车)电流可分别配置;
支持电机过载和堵转限流,防止过流损坏电机;支持恒电流制动(刹车),电机刹车时间短、冲击力小支持电机正反转双向调速,可使用电位器调节电机转速;
可通过串口预设正/反转速度并存储,通过开关或按钮控制启停和方向;
支持电机正反转限位,可外接两个行程开关分对正反转限位;
支持电机换向频率(转速)自测量及稳速,支持电机堵转检测/堵转限位停转;
支持RS485多机通讯,支持MODBUS-RTU通讯协议,方便多种控制器(如单片机、PC机或PLC)通讯控制,支持通讯中断停机保护;
18kHz的PWM频率,此频率已接近人耳听觉上限,电机调速无嚣叫声;
极小的PWM死区,仅0.5us,PWM有效范围0.1%~99.9%;
全部接口ESD防护,可适应复杂的现场环境;
尺寸:5.5cm×5.5cm,高2.8cm。
(3)直流拖动电机参数
额定功率:500W;
额定功率:500W;
额定转速:3000RPM;
额定电压:DC310V;
额定扭矩:16NM;
(4)拖动电机驱动器参数
额定功率:700W;
输入电压:AC180/250V;
额定电流:4A;
输出电压:DC310V;
保存温度 -20℃~+65℃使用环境 避免粉尘、油烟及腐蚀性气体的直接接触;
温度: 0-45℃;
湿度: < 80%,无凝霜、无结霜;
震动: 5.9m/S² MAX保存湿度 0~95%RH;
体积: (长)143mm*(宽)80mm*(高)33mm。
(5)发电机参数
型式:三相交流稀土永磁发电机;
额定功率:200W;
额定电压:DC24V;
启动扭矩:0.5N;
额定转速:600RPM;
(6)风机变流器参数
输出电压:AC220V;
额定功率:300W;
空载电流:≤0.3A;
效率:≥88%;
功率因数:≥0.8;
直流母线电压:DC21-30V;
欠压保护:21±0.3V;
过压保护:31±0.3V。
(7)监控一体机参数
可监控显示风力发电机组运行参数,包含当前变桨状态、偏航状态、发电状态、电网电压、电流、功率、系统工作状态、系统风速切入点、切入时间、切入保持时间等参数,并可对参数进行设置。
一体机参数:嵌入式,19寸电阻屏,主板J1900, CPU  四核1.99G ,内存4G ,硬盘64G固态 。
 
3).上位机编程系统参数
专用上位机编程系统与PLC通讯并对PLC进行编程。
上位机采用品牌计算机,放置在电脑桌上。
上位机配置:处理器i5系列,4G内存,500G硬盘,集成显卡,DVD光驱,集成网卡/声卡,键盘鼠标,23"宽屏液晶显示器。
电脑桌尺寸:600 mm×900 mm×750mm
 
3.装置的主要功能
1).可完成的专项技能竞赛任务
可完成如下竞赛任务:
(1)风轮安装与调试
l 任务一、风轮组装
l 任务二、变桨系统电气组装
l 任务三、变桨系统编程
l 任务四、变桨系统调试与运行
(2)机舱安装与调试
l 任务五、机舱组装
l 任务六、偏航系统电气组装
l 任务七、偏航系统编程
l 任务八、偏航系统调试与运行
(3)整机吊装
l 任务九、塔筒吊装
l 任务十、机舱吊装
l 任务十一、发电机吊装
l 任务十二、风轮吊装
l 任务十三、叶片吊装
(4)整机调试与运行
l 任务十四、整机电气组装
l 任务十五、风电机组控制系统编程
l 任务十六、整机调试与运行
  2).可扩展实验项目
l 直驱永磁发电机组结构讲解实验;
l 永磁发电机及变流器原理介绍实验;
l 风能模拟实验;
l 风模型原理及建立实验;
l 风速对应转速实验;
l 机组空载运行实验;
l 变桨自动调节实验;
l 偏航自动调节实验;
l 扭缆、解缆实验;
l 发电性能及测量实验;
l 模拟风速变化引发的风机切入和切出控制实验;
l 发电机转速与输出电压、电流、频率关系实验;
l 最大功率跟踪实验;
l 并网、脱网、发电实验;
l 发电功率调节实验。
50kW太阳能并网发电系统
主要技术规格及要求
1、预计完成5kW发电量,占地面积40平米,可观赏型,可作为地面使用(但不得有坚硬东西磕地面,或者汽车等大型重物附着上面)。
2、发电功能:发出电可供大型LED显示屏、可供教学楼夜装饰灯用,达到夜饰灯与光伏发电互补功能。
3、电池组件选用型号为:250W,主要参数为:输出峰值功率 250Wp、峰值电压 36V、峰值工 作电流 6.94、开路电压 43.2V、短路电流 8.3 A 。
4、太阳能电池由 2 块串联成 1 个组,共 10组,并联成一路输入,控制器需要 1 路。需要 250Wp 规格组件10 块为一个方阵总功率为:250Wpx10=2500Wpx2,共2个方阵。
5、太阳能电池方阵的主要技术参数为:
5.1 工作电压 72V,开路电压 86.4V;
5.2 工作电流 69.4 A,短路电流83.3 A;
5.3 转换效率大于 17%;
5.4工作温度-40℃~90℃。
6、太阳能电池方阵的主要特点:
6.1 采用高效率晶体硅太阳电池片,转换效率高:≥17%;
6.2 使用寿命长:≥25 年,衰减小;
6.3 采用无螺钉紧固铝合金边框,便于安装,抗机械强度高;
6.4 采用高透光率钢化玻璃封装,透光率和机械强度高;
6.5 采用密封防水的多功能接线盒。
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