風光互補并網發電實訓系統TH-FGB500

  風光互補并網發電實訓系統TH-FGB500應用范圍：

主要面向職高、大學、研究生、企業技工以風力發電和太陽能離網、并網發電為主課題的研究和培訓。

一、實訓運行技術條件（單相輸出）

1、1、發電單元

風能

◆ 風洞調速范圍：0～13 m/s

◆ 風力發電機額定輸出電壓：12VDC，功率：400W

◆ 風機類型；永磁同步發電機，上風式

◆ 啟動風速；3.58m/s

◆ 風葉材質：碳光纖化合物

  光能

◆ 光伏模塊功率：100Wp 1組

◆ 光伏模塊輸出工作電壓：17.5VVDC

◆ 光伏模塊工作電流：5.56A 峰值

◆ 模擬光源模塊：1000W

1、2、充電單元  

◆ 工作電壓：12VDC

◆ 充電功率：400W 

◆ 充電方式：PWM脈寬調制 

◆ 充電zui大電流 35A

◆ 過放保護電壓 11V  

◆ 過放恢復電壓 12.6V

◆ 輸出保護電壓 16V

◆ 卸載開始電壓（出廠值）15.5V

◆ 卸載開始電流（出廠值） 15A 

◆ 保護功能：蓄電池過充電、蓄電池過放電、蓄電反接、負載超載、防雷、風機限流、風機自動剎車和手動剎車。

1、3、電力蓄能單元（機內）

◆ 蓄電池類型：免維護膠體蓄電池

◆ 蓄電池組容量:12V/100Ah

◆ 蓄電池數量： 1個

1、4、DC-AC逆變單元(機內）

離網模塊

◆ 直流輸入電壓：10.8～14.4VDC

◆ 額定蔬出功率：300W 

◆ 輸出電壓：110VAC

◆ 頻率范圍：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、超載保護

并網模塊

 1、6級功率搜索功能

   在自動調整的過程中，會看到LOW燈不停的閃爍，功率會由0作為起點，向zui大功率點加大輸出功率，重啟zui多為6次，然后進入功率鎖定狀態，鎖定時ST燈長亮。

在進行6級功率搜索程序時，所需的時間為10分鐘。

2、寬電壓輸入（15-62VDC） 

◆ DC電壓輸入：15-62VDC

3、二級功率變壓轉換

◆ 高頻雙向并網，單向并網功能 

◆ 高頻直接調制，AC半波合成

◆ 雙向并網方式：直接負載消耗，逆向傳輸AC電流

◆ 單向并網方式：直接負載消耗，禁止逆向傳輸AC電流

4、多頻率輸出功能，可適用于50Hz/60Hz頻率的AC交流電

◆ 頻率范圍：45Hz~63Hz

◆ 直接連接到太陽能電池板（不需要連接電池）

5、采用了精確的動態壓差型MPPT功能、APL功能，自動把太陽能板的功率調整到zui大輸出，只需將太陽能板直接連接到并網逆變器上，無需再連接電池。

◆ 壓差型MPPT：精確度為0.1V

◆ 功率鎖定：10W（AC交流輸出）

6、交流電0角相高精度自動檢測 

   交流電的0角相經隔離放大后輸入到MCU進行高精度檢測分析，相移率只有<1%，從而實現了高精度同相調制交流電并合輸出功能。

◆ 交流相移：<1%

◆ 過零保護：0.2VAC

◆ 交流切換：50Hz/60Hz

7、 同步高頻調制 

 在并網的過程中，通常是采用同角相并網（即兩交流電的相位差*等于0時，用開關將兩交流電并合）而本產品是先將交流電整流為100Hz的半周波交流電，再將本機產生的高頻電流在電路中與100Hz的半周波交流電產生并合，實現高頻調制。

◆ 調制合成：半波全橋調制合成（100Hz/120Hz）

◆ 合成方式：MOSFET全橋

◆ 高頻頻率：50KHz

8、輸出純正正弦波 

◆ 采用SPWM直接產生純正正弦波輸出。

◆ 輸出波形：采用互補PWM推挽，純正正弦波

◆ 生成方式：增強型高速SPWM

9、太陽光度自動感知功能 

   的光度感知運算技術，太陽光在太陽能電池板上的照射角度、光照強度的不同而產生不同的電流輸出，采用了良好的中央處理器運算出其不同的光照度，可直接在LCD上顯示出來，可以直觀的看到太陽光感的強度單位，使用更為方便。

◆ 光度取樣：功率點取樣。

◆ 高精度AD取樣：積分AD取樣方式

10、功率自動鎖定（APL） 

   在不同的電流強度的波動下，就要用到了MPPT功能，當MPPT功能調整到了zui大功率點時，本產品自動把功率鎖定在zui大的功率點上，使輸出的功率更為穩定。

◆ 功率鎖定：MPPT的zui大取點值

◆ 自動適應不同的負載功率因數 

◆ 適應于任何的功率負載。

◆ 恒流，恒功率 

11、電網有故障時自動關閉輸出 

◆ 當市電電網停電或電網有故障時，逆變器會自動關閉輸出。

12、電流限制保護 

◆ 恒定的輸出功率，而不會出現超載，過流現象。

13、zui大功率點追蹤（MPPT） 

   電流強度，電壓不停的變化下，如果沒有功率點追蹤的話就會出現很多問題，以前一般是采用一個太陽能控制器，本產品采用了高精度的MPPT運算功率，自動而實時的把太陽能板的輸出功率調整在zui大的輸出點上，從而實現了穩定的輸出目的。

二、控制單元

◆ 400W/12V 高性能風光互補智能控制器（Zigbee無線傳輸、RS232串口輸出）（室內）

◆ 風速傳感器：0-60m/s（室內）

◆ 溫度傳感器：-10℃～100℃（室外）

◆ 轉速傳感器：0～5000 風力發電機轉速檢測顯示（室內）

三、負載單元

◆ 12VLED照明、220VLED照明、220V節能燈照明

◆ 12V直流輸出，220V交流輸出

3、1、顯示單元

◆ 直流電壓表：光電池充電電壓

◆ 直流電流表：光電池充電電流

◆ 直流功率表：光電池充電功率  

◆ 交流電壓表：逆變器輸出電壓

◆ 交流電流表：逆變器輸出電流 

◆ 交流功率表：交流負載使用功率

◆ 轉速表：風機當前模擬轉速

3、2、LED指示

◆ 太陽能控制器：充電、過壓、欠壓、過放、運行；

◆ 蓄電池電壓（高-中-低）；

3、3、數碼管顯示

◆ 通用開＋通用關；光控開＋光控關；光控開＋時控關；

3、4、開關單元

◆ 交流總開關；交流負載開關；直流負載開關；風機輸入開關；光電池輸入開關；；電源轉換開關；3.3V/5V/9V/12V電壓轉換開關。

四、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。

五、教學及研究實訓項目

5、1、永磁同步風力發電機系統運行過程風能量變換演示和實驗

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、風力發電控制技術實驗

實驗4、風力發電相關測量技術實驗

實驗5、風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗

實驗6、發電機轉速與輸出電壓關系實驗

實驗7、發電機轉速與輸出電流關系實驗

實驗8、發電機轉速與輸出頻率關系實驗

實驗9、風速即轉速與與出功率關系實驗

5、2、太陽能電池控制運行過程光能量變換演示和實驗

實驗1、光伏摸塊單元組成原理。

實驗2、太陽能基本理論實驗

實驗3、太陽能發電基礎理論及應用技術實驗

實驗4、太陽能風力發電測量技術實驗

實驗5、太陽能發電控制技術實驗

實驗6、太陽能光電池能量轉換組合原理。

實驗7、在不同天氣和日照強度下光波對光伏轉換效率的影響實驗。

實驗8、在不同季節太陽運軌變換下對光伏能量轉換的影響實驗。

實驗9、在不同季節環境溫度變換下對光伏能量轉換的影響實驗。

實驗10、風光互補發電實驗

六、基本配置單

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