風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng).pptx

1、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)、能源工程學(xué)院、KNT-WP01型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要由光伏發(fā)電裝置、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力供電裝置、風(fēng)力供電系統(tǒng)、逆變器與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)組成。 KNT-WP01型風(fēng)景互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，各裝置和系統(tǒng)具有獨(dú)立的功能，可與光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)組合。 系統(tǒng)構(gòu)成、光伏供電系統(tǒng)主要是光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸面板、光伏供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、西門子S7-200PLC、繼電器組、配線列、蓄電池組、可變電阻光伏電源控制單元、QF1、AC220V電源插座、光伏輸出顯示單元主要由直流電流校正、直流電壓校正、AC220V的l、n和RS4

2、85通信端口組成。光伏輸出顯示單元、J41、J42、觸摸屏用于顯示風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出信息、風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)量信息及蓄電信息。 通過RS232和DSP的通信，可以顯示實(shí)際的光輸出電流和電壓，觸摸屏可以模擬光充電的過程，用示波器可以測(cè)量DSP中的PWM7和GND的模擬充電波形。觸摸屏、實(shí)際充電波形(1)關(guān)閉投影儀燈1和投影儀燈2，光伏電池模塊的輸出電壓低于電池電壓，無法對(duì)電池充電。 將示波器的a通道(或b通道)檢測(cè)探針分別與接口基板上的T2P和GND連接時(shí)，得到表示沒有充電的圖形。 (2)點(diǎn)亮投光燈1和投光燈2，光伏電池模塊的輸出電壓約為19V左右，蓄電電池的電壓不足13.5V。 將示波器的a通道(或b通道

3、)檢測(cè)探針分別與接口基板上的T2P和GND連接時(shí)，得到如圖所示的波形，該波形為MPPT充電，2 .模擬充電波形為MCGS觸摸屏上的“模擬實(shí)驗(yàn)”接口調(diào)節(jié)光伏模擬電壓設(shè)定值和模擬，不符合條件，不充電，滿足條件，太陽能電壓15V，蓄電池12V，滿足條件，太陽能電壓25V，蓄電池12V，滿足條件，太陽能電壓30V，蓄電池12V，在實(shí)訓(xùn)中在如何進(jìn)行實(shí)訓(xùn)的過程中，由于蓄電池的電壓放電變化較慢，不一定能達(dá)到蓄電池的過放電保護(hù)條件。 為了解蓄電池的過放電保護(hù)過程，可以用可調(diào)直流電源模擬蓄電池的電壓變化，觀察蓄電池的過放電保護(hù)過程。光供電控制單元、接口單元、光輸出、蓄電池輸入、蓄電池輸出、負(fù)載、DC24V電源、

4、充電狀態(tài)輸出指示、充電脈沖寬度信號(hào)、蓄電池欠電壓控制信號(hào)、蓄電池電壓采樣信號(hào)、光電池電壓采樣信號(hào)、光電池放電電流采樣信號(hào)DSP控制單元、觸摸面板監(jiān)視器一體型通信、充電脈沖寬度信號(hào)、蓄電池欠電壓控制信號(hào)、充電狀態(tài)輸出指示、DC24V電源、可變電阻的電阻值為1000、電力為100W。 可知，可變電阻、光電電池的輸出特性曲線、光電電池的輸出特性曲線在分析光電電池的特性方面非常重要，光電電池是既不是恒壓源也不是恒流源的非線性直流電源。 西門子S7-226PLC、PLC輸入、PLC輸出、繼電器是以小電流控制大電流動(dòng)作的“自動(dòng)開關(guān)”。 工作電源為DC24V。 因此，電路起著自動(dòng)調(diào)整、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作

5、用。KA1-KA8圖：繼電器、繼電器電路圖：太陽能發(fā)電主電路圖、繼電器KA1和繼電器KA2通過插座CON2將單相AC220V提供給擺動(dòng)桿偏轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，安裝在擺動(dòng)桿上的投光燈從東向西移動(dòng)。 擺桿偏轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)是單相交流電動(dòng)機(jī)，正、反轉(zhuǎn)分別由繼電器KA1和繼電器KA2完成。 繼電器KA7和繼電器KA8將單相AC220V經(jīng)由插座CON3供給至投影儀燈1和投影儀燈2。 太陽能電池陣列分別向東還是向西偏轉(zhuǎn)由水平運(yùn)動(dòng)的直流電動(dòng)機(jī)控制，正、反轉(zhuǎn)從繼電器KA3和繼電器KA4通過插座CON4向直流電動(dòng)機(jī)提供不同極性的直流24V電源，實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。 北偏轉(zhuǎn)或南偏轉(zhuǎn)由另外的俯仰運(yùn)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)控

6、制，正、反轉(zhuǎn)由繼電器KA5和繼電器KA6進(jìn)行。 光伏供電裝置和光伏供電系統(tǒng)之間的電氣連接是在插座上進(jìn)行的。 插座、插座CON1 CON1定義為光伏模塊輸出插座，有兩個(gè)連接端口。 4個(gè)光伏電池模塊并聯(lián)連接，通過CON1輸出到光伏供電系統(tǒng)配線列的XT1.1和XT1.2端口。 XT1.1 XT1.2、連接插座CON2、CON3、CON4連接插座CON2、CON3、CON4的作用已在主電路中提及。 連接插座CON5 CON5定義為控制桿限位連接插座，有7個(gè)連接端口。 垂直限位接近開關(guān)是用來供給擺動(dòng)桿的垂直位置的信號(hào)，經(jīng)由CON5與光伏供電系統(tǒng)的布線列的XT1.12端口連接。 東西微開關(guān)和西東向微開關(guān)是

7、用于保護(hù)的，提供擺動(dòng)桿的東、西限位的位置信號(hào)，通過CON5與光伏供電系統(tǒng)的配線列的XT1.13和XT1.14端口連接。連接插座CON6 CON6定義為光傳感器連接插座，有8個(gè)連接端口。 光線傳感器中的東方向、西方向、北方向、南方向的光電寄存器受到不同的照度時(shí)，分別產(chǎn)生“高”或“低”的開關(guān)信號(hào)。 經(jīng)由CON6與接線列XT1.15、XT1.16、XT1.17、XT1.18的端口連接，分別被PLC輸入端I2.2、I2.3、I2.4、I2.5接收。 CON6的1、2端口與端子臺(tái)12V電源連接，供給光纖傳感器控制箱中的繼電器線圈。光傳感器原理、12V、12V、連接插座CON7 CON7被定義為光電元件偏

8、轉(zhuǎn)限制連接插座，具有六個(gè)連接端口。 東、西方向限位接近開關(guān)、北方向限位微開關(guān)、南方向限位微開關(guān)安裝在光伏發(fā)電裝置的水平和俯仰方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，用于光伏發(fā)電單元正方矩陣的偏移限位，通過CON7連接線列XT1.19、XT1.21、XT1.22 、12V直流電源是用于光傳感器的繼電器線圈。 DC12V開關(guān)電源的目的在于，通過將主電源連接到配線列，并從配線列引出，可以將多條電源線分離，配線列作為一個(gè)適配器發(fā)揮作用。 接線列、風(fēng)力供電系統(tǒng)主要包括風(fēng)電電源控制單元、風(fēng)電輸出顯示單元、觸摸屏、風(fēng)力供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、西門子S7-200PLC、逆變器、繼電器組、接線列、可變電阻、斷路器、網(wǎng)架

9、風(fēng)力供電系統(tǒng)、風(fēng)力供電控制單元與光伏大致相同，不同點(diǎn)在于風(fēng)力DSP上向PLC輸出風(fēng)速檢測(cè)信號(hào)。 DSP控制單元，光耦合輸出I1.0，風(fēng)速檢測(cè)信號(hào)，光耦合，風(fēng)速校正，簡(jiǎn)單地說是小型直流電動(dòng)機(jī)。 當(dāng)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速達(dá)到規(guī)定值以上時(shí)，DSP控制單元通過光電耦合器發(fā)出PLC信號(hào)，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的側(cè)風(fēng)偏航運(yùn)動(dòng)。 保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)不受損傷。 當(dāng)風(fēng)速修正、光電耦合器(光電耦合器)、風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速變得過大而達(dá)到規(guī)定值時(shí)，DSP控制單元輸出3.3V，光電耦合器得到電，內(nèi)部的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，晶體管導(dǎo)通，24V從光電耦合器的3腳到4腳西門子S7-200PLC、PLC輸入、PLC輸出、風(fēng)力繼電器組比光伏少，是光伏的一半。KA9-K

10、A12圖：繼電器組、風(fēng)力供電主回路電路圖、繼電器KA9和繼電器KA10將單相AC220V通過連接插座CON9供給風(fēng)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的單相交流電動(dòng)機(jī)，單相交流電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)分別由繼電器KA9和繼電器KA10完成。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的側(cè)風(fēng)偏航由直流電動(dòng)機(jī)控制，直流電動(dòng)機(jī)的工作電壓為12V。 繼電器KA11和繼電器KA12通過插座CON10向直流電動(dòng)機(jī)供給不同極性的直流電源，實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 經(jīng)由開關(guān)QF03，AC220V電源成為逆變器的輸入電源，插座CON12將逆變器輸出的3AC220V電源供給風(fēng)場(chǎng)的軸流風(fēng)扇。 連接插座CON8 CON8定義為風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接插座，有兩個(gè)連接端口。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出通

11、過CON8輸送到風(fēng)力供電系統(tǒng)的接線列的XT2.1和XT2.2端口，如圖所示，插座、插座CON9繼電器KA9、KA10和風(fēng)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的單相交流電動(dòng)機(jī)的連接，插座CON10 CON10除在風(fēng)力供電主電路中使用外，主要功能CON10的2、3接線端口連接于風(fēng)力供電系統(tǒng)接線列XT2.7和XT2. 8。con 10的4、5、6接線端口分別連接于風(fēng)力供電系統(tǒng)接線列XT2.9、XT2.10、XT2.11，是側(cè)風(fēng)擺初始位置信號(hào)、側(cè)風(fēng)擺45位置信號(hào)CON11的3、4連接端口分別與風(fēng)力供電系統(tǒng)連接列XT2.14、XT2.15連接，分別被接收到PLC的輸入端口I1.4、I1.5。將AC220V轉(zhuǎn)換為3個(gè)AC220V，

12、用于風(fēng)場(chǎng)馬達(dá)。 變頻器可以設(shè)定手動(dòng)控制和力控制。 與變頻器的USS通信相關(guān)的殘奧儀表設(shè)定P0010=30 /工廠默認(rèn)值P0970=1 /初始化P0003=1 /標(biāo)準(zhǔn)電平訪問P0010=1 /高速調(diào)整開始P304=220 /設(shè)定電動(dòng)機(jī)額定電壓p3003電動(dòng)機(jī)額定功率P310=50 /電機(jī)額定頻率P311=1400 /電機(jī)額定轉(zhuǎn)速P700=5 /遠(yuǎn)程控制P1000=5 /上位機(jī)控制P3900=1 /快速調(diào)試p3=設(shè)定允許設(shè)定值P20100=6 /設(shè)定波特率9600 P20110=3 /設(shè)定變頻器從站地址3 接線列、逆變器和負(fù)載系統(tǒng)主要用于逆變器電源控制單元、逆變器輸出顯示單元、逆變器和負(fù)載系統(tǒng)、逆

13、變器流出力顯示單元主要用于交流電流校正、交流電壓校正，分別用于測(cè)量并顯示逆變器輸出的交流電流和交流電壓。 逆變器輸出顯示單元、DC-DC升壓板、變壓器副邊輸出直流低壓24V、變壓器副邊輸出直流高壓315V、全橋逆變器板、逆變器輸出AC220V、DSP控制單元、監(jiān)視器一體型通信、h橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)、PWM1-PWM4、a 變頻器的輸入由光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)或電池組提供，變頻器輸出單相220V、50Hz的交流電源。 交流調(diào)速系統(tǒng)由逆變器和三相交流電動(dòng)機(jī)組成，逆變器的輸出AC220V電源為逆變器的輸入電源，逆變器將單相AC220V轉(zhuǎn)換為三相AC220V用于三相交流電動(dòng)機(jī)。 逆變器電源控制單元的AC220V電源從逆變器供給，逆變器電源控制單元輸出的DC24V用于發(fā)光管載物臺(tái)燈模塊。 插座CON13將DC12V電源供給變頻器和負(fù)載系統(tǒng)使用。單極性調(diào)制以保證在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)兩根功率管以高開關(guān)頻率互補(bǔ)開關(guān)，得到理想的正弦輸出電壓為特征，其他兩根功率管以低輸出電壓基波頻率工作，大幅降低開關(guān)損耗。 然而，一個(gè)臂并非