2017技能大賽高職正式賽卷光伏電子工程設(shè)計(jì)與實(shí)施參數(shù)要求-2xg

2017年全國(guó)1.工程環(huán)境平臺(tái)設(shè)計(jì)要求分布式能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)智慧新能源實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的分布式清潔能源包括風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電山風(fēng)機(jī)1電站和風(fēng)機(jī)2電站組成，要求獨(dú)立可控；光伏發(fā)電山地面光伏電站和屋頂光伏電站兩種組成，要求每種光伏電站均可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立可控。1.2模擬環(huán)境設(shè)計(jì)），控制器的市電供電及輸出按鈕中的一個(gè)或多個(gè)，能分別有效。模擬光源強(qiáng)度要求在t40-100%w可調(diào)，模擬太陽(yáng)運(yùn)行軌跡包括啟動(dòng)（自東向西運(yùn)動(dòng)到西限位開(kāi)關(guān)處），復(fù)位（自西向東運(yùn)動(dòng)到東限位開(kāi)關(guān)處），停止等，要求獨(dú)立可控；模擬風(fēng)機(jī)風(fēng)量從"0-100%"可調(diào)。將力控“操作界面"中的“手動(dòng)/自動(dòng)"模式開(kāi)關(guān)切換至自動(dòng)位置，進(jìn)入自動(dòng)控制擬平臺(tái)按以下步驟自動(dòng)運(yùn)行:后，模擬太陽(yáng)運(yùn)行軌跡，當(dāng)燈桿處于中心垂直位置時(shí)，燈桿停止。（2）等待3s,直流負(fù)載2導(dǎo)入工作，模擬光源強(qiáng)度以每秒增加10%的速度上升到70%,等待2秒，導(dǎo)入交流負(fù)載2并使其工作，模擬風(fēng)機(jī)風(fēng)量從0開(kāi)始以每秒增加10%的速度上升到60%,等待2s,關(guān)閉交流負(fù)載2,模擬風(fēng)機(jī)風(fēng)量從60%開(kāi)始以每秒減少10%的速度下降到0,關(guān)閉直流負(fù)載2,模擬光源強(qiáng)度以每秒減少10%的速度下降到20%,重復(fù)（3）將力控操作界面中的“手動(dòng)/自動(dòng)”模式開(kāi)關(guān)切換至手動(dòng)位置或者關(guān)閉Klo鍵（4）環(huán)境數(shù)據(jù)采集。工程環(huán)境模擬平臺(tái)中的光照強(qiáng)度、溫度、濕度、風(fēng)速等參數(shù)，要求實(shí)現(xiàn)采集并能遠(yuǎn)程顯示。2.光伏電子中心控制平臺(tái)設(shè)計(jì)要求2.1分布式能源控制要求能實(shí)現(xiàn)全部分布式清潔能源電站（包括風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電）的導(dǎo)入，要求可獨(dú)立控制；能實(shí)現(xiàn)常規(guī)能源中儲(chǔ)能（蓄電池）、市電（導(dǎo)軌電源）的導(dǎo)入，要求可獨(dú)立2.2智能控制器設(shè)計(jì)風(fēng)光互補(bǔ)控制器實(shí)現(xiàn)光伏、風(fēng)力發(fā)電的能源轉(zhuǎn)化與輸出控制；逆變器實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)控制器輸出的直流電能到交流電能的轉(zhuǎn)化：直流電能輸出與交流電能輸出獨(dú)立2.3負(fù)載設(shè)計(jì)負(fù)載山2種直流負(fù)載和2種交流負(fù)載組成，要求實(shí)現(xiàn)每種負(fù)載獨(dú)立可控；2.4數(shù)值顯示及數(shù)據(jù)采集在本地控制中，通過(guò)測(cè)量?jī)x表可以顯示直流負(fù)載端電壓和電流，交流負(fù)載端電壓和電流，屋頂光伏、地面光伏電站輸出電壓和電流，各風(fēng)力電站的輸出電壓和電流；在遠(yuǎn)程控制中，可實(shí)現(xiàn)直流負(fù)載電壓與電流，交流負(fù)載電壓與電流的數(shù)和電流，屋頂光伏、地面光伏電站輸出電壓和電流，各風(fēng)力電站的輸出電壓和電要求在提供的圖框里，用AUtOCAD塊文件繪制下列工程圖且對(duì)文件命名如下：圖框及AUtOCAD塊文件存放地址：電腦桌面，文件夾名稱(chēng)：《瑞亞CAD繪圖》按鍵功能說(shuō)明關(guān)閉工程環(huán)境模擬平臺(tái)的風(fēng)機(jī)、光源；停止模擬燈桿運(yùn)行；關(guān)閉所關(guān)閉所有繼電器按鍵有效，風(fēng)光互補(bǔ)控制器輸入，逆變器輸入導(dǎo)入工作按鍵有效，直流負(fù)載2導(dǎo)入工作按鍵有效，風(fēng)力電站1和風(fēng)力電站2導(dǎo)入風(fēng)光互補(bǔ)控制器按鍵有效，所有交流負(fù)載導(dǎo)入工作按鍵有效，模擬燈桿“啟動(dòng)”,此時(shí)燈桿向西運(yùn)行，到“西限位開(kāi)關(guān)”處停止，在此過(guò)程中松開(kāi)K5按鍵，模擬燈桿立刻停止按鍵有效，模擬燈桿“復(fù)位”,此時(shí)燈桿向東運(yùn)行，到“東限位開(kāi)關(guān)”處停止，在此過(guò)程中松開(kāi)K6按鍵，模擬燈桿立刻停止按鍵有效，模擬光源打開(kāi)，光源強(qiáng)度初始值為“80%”按鍵有效，模擬風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量初始值為"80%,?在K7按鍵有效的狀況下按K9鍵，模擬光源強(qiáng)度每2s變化10%,從80%開(kāi)始上升到100%,等待2s,再?gòu)?00%減少到0,等待2s,再上升至80%,循環(huán)往復(fù)，要求光源強(qiáng)度明顯變化、力控界面中光源強(qiáng)度實(shí)時(shí)在K8按鍵有效的狀況下按K9鍵，風(fēng)機(jī)風(fēng)量每2s變化10%,從80%開(kāi)始上升到100%,等待2s,再?gòu)?00%減少到0,等待2s,再上升至80%,循環(huán)往復(fù)，要求風(fēng)機(jī)風(fēng)量明顯變化、力控界面中風(fēng)機(jī)風(fēng)量實(shí)時(shí)手動(dòng)/自動(dòng)模式切換，按鍵有效，切換至自動(dòng)工作模式，實(shí)現(xiàn)力控軟件自動(dòng)控制功能1.風(fēng)光互補(bǔ)控制器程序設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足上述參數(shù)一、二、三的基礎(chǔ)上，再實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）風(fēng)光輸入足夠時(shí)，能源轉(zhuǎn)化后不足以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，開(kāi)關(guān)電源作為市電補(bǔ)償供電，能源轉(zhuǎn)化后輸出給負(fù)載供電，若有余量則給蓄電池充電，蓄電池充電有效。（2）如果風(fēng)光輸入不足，開(kāi)關(guān)電源不供電，開(kāi)關(guān)電源（市電）指示燈不亮，蓄電池單獨(dú)供電，蓄電池放電指示燈有效。（1）循環(huán)顯示太陽(yáng)能整流輸入電壓（A）,風(fēng)電整流輸入電壓（F）,蓄電池組端電壓（2）每頁(yè)顯示2秒。格式為XYY.YOX為類(lèi)型碼（A/F/b）YY.Y為電壓值，單位0伏特。（當(dāng)?shù)陀?0.0Y時(shí)，最高位數(shù)字0消隱）13二極管指示燈顯示要求作在熄滅、點(diǎn)亮和周期閃爍三種方式，要求如表2所示。其中閃爍方式要求相應(yīng)的LED應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)亮0.5秒，滅0.5秒的交替亮滅指示。表2LED控制要求指示燈指示燈熄滅周期閃爍無(wú)市電接入—市電接入無(wú)風(fēng)光電接入風(fēng)、光電任一路接入風(fēng)、光電全接入—蓄電池放充電蓄電池放電（2）風(fēng)光狀態(tài)燈為D10,風(fēng)電、光電任一路有效時(shí)點(diǎn)亮，風(fēng)電、光電全接入閃爍。（3）蓄電池指示燈為DII,蓄電池充電點(diǎn)亮，蓄電池放電閃爍。2電路板裝配及功能調(diào)試任務(wù)要求：逐日控制器的原理圖、裝焊圖（紙質(zhì)文件下發(fā)，）和元器件清單（紙質(zhì)文件下發(fā)）參見(jiàn)附件（電子稿現(xiàn)場(chǎng)同步U盤(pán)下發(fā)）印V2.1.PDF”和“瑞亞光伏逐日系統(tǒng)B0M2.1.PDF"文件，并完成逐日控制器PCB元2.1硬件焊接裝配要求根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)下發(fā)的“瑞亞光伏逐日系統(tǒng)原理圖及PCB絲印V2.1.PDF"、裝焊圖和元器件清單，將選取的電子元器件及功能部件正確地裝配在現(xiàn)場(chǎng)下發(fā)的印制電路板±o要求：元器件焊接安裝無(wú)錯(cuò)漏，元器件、導(dǎo)線(xiàn)安裝及元器件上字符標(biāo)示方向均應(yīng)符合典型工藝要求；電路板上插件位置正確，接插件、緊固件安裝可靠牢固；線(xiàn)路板和元器件無(wú)燙傷和劃傷處，整機(jī)清潔無(wú)污物。裝配完成的《光伏逐日系統(tǒng)》，在檢查無(wú)短路等現(xiàn)象以后，正確接入24V直流電壓，在未連接其他外設(shè)的測(cè)試條件下，若電路板裝配正確則其電源供電電流不應(yīng)超過(guò)0.所示完成接插件裝接并裝入逐日系統(tǒng)，完成相應(yīng)測(cè)試要求和代碼編寫(xiě)及功能調(diào)試。2.2硬件測(cè)試要求測(cè)量并記錄C5和C9兩端的電壓，所裝配電路板的靜態(tài)工作電流，填入表3正常，需將所裝配的電路板替換現(xiàn)場(chǎng)下發(fā)的逐日系統(tǒng)中的原廠(chǎng)電路板完成后續(xù)競(jìng)賽任務(wù)，若功能不正常，可以使用原廠(chǎng)電路板完成后續(xù)競(jìng)賽任務(wù)，但將酌情扣分。）表3硬件測(cè)量記錄2.3功能程序代碼編寫(xiě)2.3.1上電復(fù)位系統(tǒng)接通電源，光電池板運(yùn)行到水平狀態(tài)（水平狀態(tài)為0。位置）。等待3秒后，電池板向南運(yùn)行，運(yùn)行至向南傾斜45。，動(dòng)作持續(xù)時(shí)間為3秒。電池板再向北運(yùn)行90o,動(dòng)作持續(xù)時(shí)間為6秒，等待3秒后再回到水平狀態(tài)，動(dòng)作時(shí)間為3秒。2.3.2按鍵技術(shù)要求按鍵SI有作多模式切換功能（SI作為功能鍵用，不作為系統(tǒng)復(fù)位按鍵使用！），并把各種模式下的舵機(jī)角度信息發(fā)送到STC-ISP軟件的串口助手進(jìn)行顯示。技術(shù)參數(shù)如（1）按鍵SI按第一下，“東”指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)逐日系統(tǒng)用太陽(yáng)能電池電壓實(shí)現(xiàn)光伏逐日系統(tǒng)在2個(gè)維度跟蹤太陽(yáng)光運(yùn)行，跟蹤角度分辨率1。，跟蹤精度±2。。（2）按鍵SI按第二下，“北"指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)逐日系統(tǒng)用光敬傳感器D0口實(shí)現(xiàn)光伏逐日跟蹤系統(tǒng)在2個(gè)維度跟蹤太陽(yáng)能光運(yùn)行，跟蹤角度分辨率1。，跟蹤精度（3）按鍵SI按第三下，“南”指示燈點(diǎn)亮，系統(tǒng)按鍵復(fù)位，光電池板運(yùn)行到水平狀態(tài)（水平狀態(tài)為0。位置）。等待3秒后，電池板向東運(yùn)行，運(yùn)行至向東傾斜45°,動(dòng)作持續(xù)時(shí)間為3秒。電池板再向西運(yùn)行90°,動(dòng)作持續(xù)時(shí)間為6秒。等待3秒后再回到水平狀態(tài)，動(dòng)作時(shí)間為3秒。（4）按鍵SI按第四下，系統(tǒng)又回到按第一下時(shí)，如此循環(huán)。注意說(shuō)明：電腦和板子用USB轉(zhuǎn)TTL的下載器進(jìn)行連接，為了避免兩個(gè)電源同時(shí)上電產(chǎn)生的沖突，這里聲明一個(gè)上電順序的要求：下載器程序的時(shí)候，先把24V電源斷開(kāi)，程序下載完成后，再斷開(kāi)下載器，接上24電源，最后再接上下載器（這里的下載器就是板子和電腦進(jìn)行通訊的線(xiàn)）。逐日跟蹤時(shí)（不包括上電復(fù)位和按鍵復(fù)位）舵機(jī)南北轉(zhuǎn)角不得超過(guò)20。o編寫(xiě)串口通訊程序，通信協(xié)議自定義，用STC-1SP軟件的串口助手對(duì)光伏逐日系統(tǒng)采集），表示東西舵機(jī)位置東偏西90°,南北舵機(jī)位置南偏北30°oL遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括登錄界面、監(jiān)視界面、操作界面、數(shù)據(jù)報(bào)表和微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行五個(gè)窗口。要求每個(gè)界面的界面名稱(chēng)定義要求按上述規(guī)范命名，所有在版面上出現(xiàn)的相關(guān)按鈕控件、位置控件、指示燈控件、菜單、圖表、曲線(xiàn)等名稱(chēng)和單位（名稱(chēng)必須用中文標(biāo)識(shí)，單位用英文標(biāo)識(shí)）。所有窗口界面背景色為淺灰色。在“操作界面"中設(shè)計(jì)一個(gè)秒表，執(zhí)行相關(guān)任務(wù)若需要計(jì)時(shí)，則秒表從任務(wù)開(kāi)始時(shí)從0開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至任務(wù)完成,任務(wù)完成后出系統(tǒng)”構(gòu)件，點(diǎn)擊后實(shí)現(xiàn)退出系統(tǒng)功能。除登錄界面外，其他窗口正上方應(yīng)有系統(tǒng)名稱(chēng)1001）,原始密碼和用戶(hù)名相同，管理員登錄名為uadminw,管理員密碼為"123456",只有用戶(hù)名和密碼輸入正確，點(diǎn)擊“進(jìn)入系統(tǒng)”才能進(jìn)入登錄，密碼錯(cuò)誤則顯示“密碼錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入密碼”,三次輸入錯(cuò)誤密碼以后系統(tǒng)鎖死，只有管理員登錄并且管理員密碼正風(fēng)機(jī)1輸出電壓與電流、風(fēng)機(jī)1輸出功率、風(fēng)機(jī)2輸出電壓與電流、風(fēng)機(jī)2輸出功率、地面光伏電站輸出電壓與電流、地面光伏電站輸出功率、屋頂光伏電站輸出電壓與電流、屋頂光伏電站輸出功率、光照強(qiáng)度、風(fēng)速、溫度、濕度等參數(shù)，標(biāo)注相關(guān)單位;上述采集數(shù)據(jù)必須放至于圓角矩形框內(nèi)（矩形框背景填充色為黃色，邊線(xiàn)為黑色，寬度為2）o時(shí)間范圍為1分鐘，釆樣周期為Is,界面中必須標(biāo)注相應(yīng)參數(shù)的單位，曲線(xiàn)模板采用實(shí)時(shí)’‘趨勢(shì)曲線(xiàn)"o4.操作界面4.1制作開(kāi)關(guān)控件，實(shí)現(xiàn)工程環(huán)境平臺(tái)設(shè)計(jì)要求獨(dú)立控制所有繼電器；4.2制作開(kāi)關(guān)控件，實(shí)現(xiàn)模擬光源光強(qiáng)和模擬風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)；4.3制作開(kāi)關(guān)控件，實(shí)現(xiàn)"參數(shù)三、本地控制與PLC設(shè)計(jì)”的所有手動(dòng)按鍵功能；4.4開(kāi)關(guān)控制按鍵采用圖庫(kù)中第三行第二列的按鈕（頂部標(biāo)有“LABEL”）；針對(duì)管控中心平臺(tái)上的12個(gè)開(kāi)關(guān)按鈕，制作相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，指示燈放置于開(kāi)關(guān)按鈕面板的右下角，指示燈選用“組件”中的第一行第一列（00I號(hào)“手動(dòng)/自動(dòng)”切換按鈕選用開(kāi)關(guān)“組件”中第一行第四列（004號(hào)）,能完成自動(dòng)控5.數(shù)據(jù)報(bào)表在燈桿處于中間垂直位置、模擬光源強(qiáng)度為100%、風(fēng)機(jī)出風(fēng)量為100%時(shí)候，制作對(duì)下列9個(gè)參數(shù)：直流負(fù)載電壓、直流負(fù)載電流、直流負(fù)載功率、交流負(fù)載電壓、交流5.數(shù)據(jù)報(bào)表載電流、交流負(fù)載功率、風(fēng)機(jī)1輸出電壓、風(fēng)機(jī)1輸出電流、風(fēng)機(jī)1輸出功率進(jìn)行查詢(xún)、預(yù)覽、打印、輸出功能的報(bào)表，每隔1秒讀取一組數(shù)據(jù)，以EXCel文件格式導(dǎo)出并號(hào)工位，應(yīng)在D盤(pán)根目錄建立文件夾“06（Mo5號(hào)工位”,保存的數(shù)據(jù)報(bào)表為“數(shù)據(jù)報(bào)表05”o數(shù)據(jù)報(bào)表中僅保存10組不同時(shí)刻讀取的數(shù)據(jù)。6?微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行在力控“操作界面”中，制作“微網(wǎng)系統(tǒng)”按鍵；“微網(wǎng)系統(tǒng)''按鍵有效：模擬光源處于“下午16點(diǎn)"狀態(tài)（模擬光源燈桿搖臂與工程環(huán)境模擬平臺(tái)夾角為150。光照強(qiáng)度為40%,風(fēng)機(jī)風(fēng)量保持60%；所有分布式能源投入工作，所有負(fù)載導(dǎo)入并工作。能源互聯(lián)網(wǎng)仿真規(guī)劃模型為“舟山東福山島"“模型10"0方案設(shè)計(jì)名稱(chēng)為“工1.能源需求分析根據(jù)某島嶼的發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計(jì)海島每天平均總耗電約為71680KWh,每天實(shí)際用能負(fù)荷用電變化幅度為30%。其中提供空調(diào)制冷、制熱的耗電量為25%。該島嶼年可提2.光伏發(fā)電產(chǎn)能分析單位面積光伏電站功率分析。光伏電站電池組件面的面積約占站區(qū)面積的3概左右，組件轉(zhuǎn)換效率為20%,工程項(xiàng)LI光伏發(fā)電系統(tǒng)整機(jī)轉(zhuǎn)換率取80%：根據(jù)參數(shù)要求，在能源互聯(lián)網(wǎng)仿真規(guī)劃軟件的“方案設(shè)汁"中，設(shè)置單位面積光伏系統(tǒng)容量(Kw),KW額定功率啟動(dòng)風(fēng)速額定風(fēng)速KW額定功率啟動(dòng)風(fēng)速額定風(fēng)速風(fēng)輪直徑33334050505063.1單位面積風(fēng)機(jī)容量選型工程項(xiàng)LI中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按照矩陣布置，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4,同行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間距不小于3D(D為風(fēng)輪直徑)，行與行之間距離不小于5D,則在能源互聯(lián)網(wǎng)仿真規(guī)劃軟件中，單位面積最適合安裝表4中哪種風(fēng)力發(fā)電機(jī)型，并把額定功率值填寫(xiě)入“風(fēng)力容量”中，設(shè)置方式如下圖所示。NEFD-I0FDI0-20FDNEFD-I0FDI0-20FD20-200200KWFD5-5050KWNEFD-55KW340KW20KW3403.2單位面積風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸出功率所