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SBKA-2KW垂直軸風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電教學(xué)實驗系統(tǒng)

一、系統(tǒng)概述
2KW風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實驗系統(tǒng)是一套符合風(fēng)力發(fā)電專業(yè)和實際風(fēng)電專業(yè)教學(xué)要求的以滿風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，足學(xué)生教學(xué)實訓(xùn)要求，教學(xué)實訓(xùn)項目的要求并具一定的特色。系統(tǒng)由室外風(fēng)力發(fā)電機、葉片、塔架，室外防雷箱，并網(wǎng)控制器，并網(wǎng)逆變器，控制柜等組成，系統(tǒng)能進行并網(wǎng)發(fā)電全過程實驗，是職高、大學(xué)、研究生以風(fēng)力發(fā)電為主課題的研究和培訓(xùn)、教學(xué)的理想產(chǎn)品。

二、運行技術(shù)參數(shù)
2、1、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)條件（單相輸出）
◆ 風(fēng)輪直徑 2.4m
◆ 葉片材質(zhì) 增強玻璃鋼
◆ 葉片數(shù)量 5
◆ 額定轉(zhuǎn)速 50r/min
◆ 額定風(fēng)速 14m/s
◆ 啟動風(fēng)速 2.5m/s
◆ 工作風(fēng)速 3-25(m/s)
◆ 安全風(fēng)速 40m/s
◆ 發(fā)電機類型 永磁三相交流發(fā)電機
◆ 額定功率 2KW
◆ 最大功率 2.5KW
◆ 額定電壓 220VAC
◆ 塔桿高度 12m
◆ 塔桿類型 液壓塔架
2、2、風(fēng)機并網(wǎng)控制器技術(shù)條件
◆ 額定功率 3KW
◆ 適用風(fēng)機 2KW
◆ 輸入電壓范圍 (DC) 0~600V
◆ 風(fēng)機額定輸出功率 2KW
◆ 卸載電壓 按風(fēng)機輸出電壓設(shè)置
◆ 最大卸載功率 3KW
◆ 尺寸 W×H×D mm 500/687/166
◆ 重 量 20kg
◆ 防護等級 IP20/IP65
◆ 環(huán)境溫度 －20 ～＋40 ℃
◆ 儲存溫度 －25 ～＋70 ℃
◆ 冷卻方式 風(fēng)扇對流
◆ 顯 示 風(fēng)機電壓、風(fēng)機電流、風(fēng)機功率
◆ 顯示方式 LCD（液晶屏顯示）
2、3、風(fēng)機并網(wǎng)逆器技術(shù)條件
◆ 輸入電壓范圍 (DC) 40V-450V
◆ 風(fēng)機最大輸出功率 2KW
◆ 直流電壓 VPP VPP < 10 %
◆ 額定功率 5000W
◆ 電網(wǎng)電壓范圍 196 ～ 253V AC
◆ 電網(wǎng)頻率范圍 任選 50Hz 或 60Hz
◆ 功率因數(shù) > 0.99
◆ 最大效率 94%
◆ 待機損耗 < 11 W
◆ 保 護 防孤島, 過溫, 過載, 過流, 過壓保護
◆ 總諧波失真 (THD) < 4 %
◆ 尺寸 W×H×D mm 555/420/125
◆ 重 量 32.5kg
◆ 防護等級 IP20
◆ 環(huán)境溫度 －20 ～＋40 ℃
◆ 儲存溫度 －20 ～＋50 ℃
◆ 冷卻方式 風(fēng)扇和對流
◆ 顯 示 LCD & 信號燈
◆ 通 訊 RS485
◆ 功率曲線點 最小 5, 最大 20.
◆ 安規(guī) IEC 62103:2003(1st Edition)
EN50178:1997
◆ 并網(wǎng)認證 DIN VDE 0126-1-1:2006
三、產(chǎn)品特點及功能
3、1、風(fēng)力發(fā)電機
風(fēng)力發(fā)電機額定功率為2KW,風(fēng)葉采用增強玻璃鋼材料，發(fā)電機體積小、重量輕而且發(fā)電效率高。獨特的電磁力矩設(shè)計技術(shù)有效保證了在微風(fēng)中便能啟東運行，全部采用優(yōu)質(zhì)鋁合金精密壓鑄部件與不銹鋼配件，整機重量輕。
◆ 外殼：采用球墨鑄鐵鑄造，結(jié)構(gòu)強度高， 耐久性好。
◆ 發(fā)電機：定子采用優(yōu)質(zhì)稀土呂鐵硼材料，轉(zhuǎn)子線圈為紫銅繞線，耐溫升，導(dǎo)電性能好，發(fā)電效率高。
◆ 風(fēng)葉：玻璃鋼表面配合聚氨酯發(fā)泡工藝填充，兩條玻璃鋼加強筋貫穿葉尖到葉根，結(jié)構(gòu)強度高，防水性能好。
◆ 控制系統(tǒng)：PLC智能控制， 采用全球知名品牌的電子配件。人性化設(shè)計， 所有系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)都能顯示在觸摸屏人機界面上。
◆ 保護系統(tǒng)：卸荷，電磁剎車雙重保護，確保系統(tǒng)安全。
金屬部件表面處理：電泳加噴涂，防銹防腐蝕。
◆ GPRS(選配功能)： 遠程監(jiān)控功能,實現(xiàn)隨時隨地甚至通過手機就能監(jiān)測到系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)。
◆ 液壓塔架（選配）：配合液壓系統(tǒng)使用，實現(xiàn)塔架自動立起或放倒， 操作簡單，最大化節(jié)省系統(tǒng)安裝及維護費用。
3、2、并網(wǎng)控制逆變模塊
采用日本三菱第五代智能功率模塊；DSP芯片控制；功率點跟蹤技術(shù)；高效率；完善的保護功能；按照IEE929-2000和UL1741標準設(shè)計； 安裝調(diào)試簡便； 可通過液晶和按鍵設(shè)定運行參數(shù)。

功率曲線

3、3、實驗?zāi)�塊
并網(wǎng)發(fā)電原理圖，測試端子；接線盒，接線端子；數(shù)顯交直流電壓電流表，實時顯示系統(tǒng)電參數(shù)的情況；含有多種通訊接口，上位機監(jiān)控功能
四、系統(tǒng)單元組成

風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)示意圖

4、1、并網(wǎng)控制單元：系統(tǒng)根據(jù)演示單元的需要，通過開關(guān)單元的開和關(guān)，實現(xiàn)逆變器同步運行，同時配備單獨計量通道，并滿足數(shù)據(jù)對比和采集。
風(fēng)機電源控制，單獨設(shè)計有一套大風(fēng)卸荷保護電路，與風(fēng)機控制器結(jié)合使用。
4、2、風(fēng)機卸荷單元：風(fēng)力發(fā)電機輸出端口，連于發(fā)電機控制器，對風(fēng)機所發(fā)的三相交流電進行整流，調(diào)整并控制，然后供給控制器進行并網(wǎng)和系統(tǒng)在大風(fēng)時的卸荷和其他保護。
4、3、開關(guān)控制單元：所有演示系統(tǒng)內(nèi)外單元的引線經(jīng)隔離開關(guān)接至各自的跳線端子上，在實驗過程中，一旦發(fā)生漏電、短路、過流、過熱情況，開關(guān)自動斷開電源，起到保護儀器儀表和人身的安全。
4、4、 風(fēng)機連接單元：在示意接線面板上,通過單元的引線經(jīng)隔離開關(guān)接至各自的跳線端子，根據(jù)演示的需要，可以用跳線自由地查看3個風(fēng)機系統(tǒng)的工作狀態(tài)
4、5、顯示單元（演示臺輸出交流 網(wǎng)側(cè)控制柜）
4、6、 演示臺顯示單元
通用部分：設(shè)備工作溫度、室內(nèi)溫度/濕度/時鐘、逆向電量計量。
通用1套3位切換顯示：有功功率.
單獨顯示：風(fēng)速LED顯示、風(fēng)向日期LCD顯示、風(fēng)機限流卸荷LED指示。
五、監(jiān)控單元
監(jiān)控裝置包括監(jiān)控主機、監(jiān)控軟件和顯示設(shè)備。本系統(tǒng)采用高性能工業(yè)控制PC機作為系統(tǒng)的監(jiān)控主機，配置多機版監(jiān)控軟件，采用標準RS-232或RS-485通訊方式，可以實時獲取所有風(fēng)力發(fā)電的運行參數(shù)和工作數(shù)據(jù)。
5、1、 監(jiān)控軟件
◆ 監(jiān)控主機同時提供對外的數(shù)據(jù)接口，即用戶可以通過計算機實時查看整個電源系統(tǒng)的實時運行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。
◆ 可每隔5分鐘存儲一次電站實驗所有運行數(shù)據(jù)，包括實時存儲環(huán)境數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等參數(shù)。
◆ 可連續(xù)存儲20年以上的電站實驗所有的運行數(shù)據(jù)和故障紀錄。
5、2、遠程監(jiān)控軟件設(shè)置
5、2、1、登錄
普通用戶賬戶和密碼由管理員自行添加
5、2、2、實時狀態(tài)
選擇逆變器的序列號，頁面即會顯示該臺逆變器當前的相關(guān)參數(shù)。
5、2、3、歷史記錄
選擇逆變器的序列號和起始時間，即可查詢逆變器的歷史狀態(tài)。點擊“導(dǎo)出”，可將本頁
數(shù)據(jù)導(dǎo)出至EXCEL。
5、2、4、發(fā)電量統(tǒng)計
選擇逆變器的序列號，即可查詢該臺逆變的在最近一段時間內(nèi)的發(fā)電量和總發(fā)電量。
5、2、5、設(shè)備管理
添加終端：輸入中斷的ID和名稱，點擊“添加”。
添加逆變器：選擇終端，并在該終端下輸入待添加逆變器的序列號和地址，點擊“添加”
5、2、6、用戶管理
添加用戶：輸入用戶名和密碼，點擊“添加”即可添加新用戶，目前只能添加普通用戶。
為用戶關(guān)聯(lián)終端：選擇待關(guān)聯(lián)的終端ID，點擊“添加”。
5、3、 風(fēng)資源監(jiān)控測量系統(tǒng)
風(fēng)速風(fēng)向儀用于測量和記錄風(fēng)速風(fēng)向，可以循環(huán)記錄存儲57344條風(fēng)速風(fēng)向歷史紀錄。液晶屏顯示和鍵盤，使PH風(fēng)速風(fēng)向儀的操作簡單方便；它還可以與計算機進行通訊，將記錄的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)下載到計算機中，進行觀察分析。
特點：
1．具有低功耗運行模式：PH風(fēng)速風(fēng)向儀在工作時液晶屏的背光處于關(guān)閉狀態(tài)，以低功耗方式運行。
2．風(fēng)速風(fēng)向傳感器風(fēng)杯采用碳纖維材料，強度高，起動好。
技術(shù)指標
◆ 測量范圍： 風(fēng)速：0～60m/s 風(fēng)向：0～360°
◆ 精 度： ±0.1m/s ± 3°
◆ 工作電源： AC 220V±20% 50HZ， DC24V、12V、5V或其他供電。
◆ 記錄間隔： 1分鐘～240分鐘連續(xù)可設(shè)置
◆ 內(nèi)部存儲： 4M bit
◆ 通訊接口： RS-232/485/USB通訊
◆ 產(chǎn)品功耗：
◆ 外形尺寸： （165×125×75）mm
◆ 環(huán)境溫度： -40℃～50℃
六、教學(xué)及研究實訓(xùn)項目
實驗1、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實驗
實驗2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實驗
實驗3、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真實驗
實驗4、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)實驗
實驗5、風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)實驗
實驗6、風(fēng)力發(fā)電電力電子實驗
實驗7、風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)過程實驗
實驗8、風(fēng)力發(fā)電機在不同風(fēng)速情況下并網(wǎng)實驗
實驗9、并網(wǎng)過程中孤島保護實驗
實驗10、風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實驗
實驗11、風(fēng)力發(fā)電機在不同的風(fēng)速的情況變換功率實驗
實驗12、風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實驗
實驗13、風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電壓頻率關(guān)系實驗
實驗14、風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與與出功率關(guān)系實驗
實驗15、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)接線實驗
七、 售后服務(wù)
◆ 使用手冊
◆ 產(chǎn)品培訓(xùn)
配置清單