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SBKA-2KW垂直軸風力并網發電教學實驗系統

一、系統概述
2KW風力發電教學實驗系統是一套符合風力發電專業和實際風電專業教學要求的以滿風力發電系統，足學生教學實訓要求，教學實訓項目的要求并具一定的特色。系統由室外風力發電機、葉片、塔架，室外防雷箱，并網控制器，并網逆變器，控制柜等組成，系統能進行并網發電全過程實驗，是職高、大學、研究生以風力發電為主課題的研究和培訓、教學的理想產品。

二、運行技術參數
2、1、風力發電技術條件（單相輸出）
◆ 風輪直徑 2.4m
◆ 葉片材質 增強玻璃鋼
◆ 葉片數量 5
◆ 額定轉速 50r/min
◆ 額定風速 14m/s
◆ 啟動風速 2.5m/s
◆ 工作風速 3-25(m/s)
◆ 安全風速 40m/s
◆ 發電機類型 永磁三相交流發電機
◆ 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、風機并網控制器技術條件
◆ 額定功率 3KW
◆ 適用風機 2KW
◆ 輸入電壓范圍 (DC) 0~600V
◆ 風機額定輸出功率 2KW
◆ 卸載電壓 按風機輸出電壓設置
◆ 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
◆ 環境溫度 －20 ～＋40 ℃
◆ 儲存溫度 －25 ～＋70 ℃
◆ 冷卻方式 風扇對流
◆ 顯 示 風機電壓、風機電流、風機功率
◆ 顯示方式 LCD（液晶屏顯示）
2、3、風機并網逆器技術條件
◆ 輸入電壓范圍 (DC) 40V-450V
◆ 風機最大輸出功率 2KW
◆ 直流電壓 VPP VPP < 10 %
◆ 額定功率 5000W
◆ 電網電壓范圍 196 ～ 253V AC
◆ 電網頻率范圍 任選 50Hz 或 60Hz
◆ 功率因數 > 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
◆ 環境溫度 －20 ～＋40 ℃
◆ 儲存溫度 －20 ～＋50 ℃
◆ 冷卻方式 風扇和對流
◆ 顯 示 LCD & 信號燈
◆ 通 訊 RS485
◆ 功率曲線點 最小 5, 最大 20.
◆ 安規 IEC 62103:2003(1st Edition)
EN50178:1997
◆ 并網認證 DIN VDE 0126-1-1:2006
三、產品特點及功能
3、1、風力發電機
風力發電機額定功率為2KW,風葉采用增強玻璃鋼材料，發電機體積小、重量輕而且發電效率高。獨特的電磁力矩設計技術有效保證了在微風中便能啟東運行，全部采用優質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，結構強度高， 耐久性好。
◆ 發電機：定子采用優質稀土呂鐵硼材料，轉子線圈為紫銅繞線，耐溫升，導電性能好，發電效率高。
◆ 風葉：玻璃鋼表面配合聚氨酯發泡工藝填充，兩條玻璃鋼加強筋貫穿葉尖到葉根，結構強度高，防水性能好。
◆ 控制系統：PLC智能控制， 采用全球知名品牌的電子配件。人性化設計， 所有系統運行數據都能顯示在觸摸屏人機界面上。
◆ 保護系統：卸荷，電磁剎車雙重保護，確保系統安全。
金屬部件表面處理：電泳加噴涂，防銹防腐蝕。
◆ GPRS(選配功能)： 遠程監控功能,實現隨時隨地甚至通過手機就能監測到系統的運行數據。
◆ 液壓塔架（選配）：配合液壓系統使用，實現塔架自動立起或放倒， 操作簡單，最大化節省系統安裝及維護費用。
3、2、并網控制逆變模塊
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；高效率；完善的保護功能；按照IEE929-2000和UL1741標準設計； 安裝調試簡便； 可通過液晶和按鍵設定運行參數。

功率曲線

3、3、實驗模塊
并網發電原理圖，測試端子；接線盒，接線端子；數顯交直流電壓電流表，實時顯示系統電參數的情況；含有多種通訊接口，上位機監控功能
四、系統單元組成

風力并網發電系統示意圖

4、1、并網控制單元：系統根據演示單元的需要，通過開關單元的開和關，實現逆變器同步運行，同時配備單獨計量通道，并滿足數據對比和采集。
風機電源控制，單獨設計有一套大風卸荷保護電路，與風機控制器結合使用。
4、2、風機卸荷單元：風力發電機輸出端口，連于發電機控制器，對風機所發的三相交流電進行整流，調整并控制，然后供給控制器進行并網和系統在大風時的卸荷和其他保護。
4、3、開關控制單元：所有演示系統內外單元的引線經隔離開關接至各自的跳線端子上，在實驗過程中，一旦發生漏電、短路、過流、過熱情況，開關自動斷開電源，起到保護儀器儀表和人身的安全。
4、4、 風機連接單元：在示意接線面板上,通過單元的引線經隔離開關接至各自的跳線端子，根據演示的需要，可以用跳線自由地查看3個風機系統的工作狀態
4、5、顯示單元（演示臺輸出交流 網側控制柜）
4、6、 演示臺顯示單元
通用部分：設備工作溫度、室內溫度/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：風速LED顯示、風向日期LCD顯示、風機限流卸荷LED指示。
五、監控單元
監控裝置包括監控主機、監控軟件和顯示設備。本系統采用高性能工業控制PC機作為系統的監控主機，配置多機版監控軟件，采用標準RS-232或RS-485通訊方式，可以實時獲取所有風力發電的運行參數和工作數據。
5、1、 監控軟件
◆ 監控主機同時提供對外的數據接口，即用戶可以通過計算機實時查看整個電源系統的實時運行數據以及歷史數據和故障數據。
◆ 可每隔5分鐘存儲一次電站實驗所有運行數據，包括實時存儲環境數據、故障數據等參數。
◆ 可連續存儲20年以上的電站實驗所有的運行數據和故障紀錄。
5、2、遠程監控軟件設置
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
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參數。
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。點擊“導出”，可將本頁
數據導出至EXCEL。
5、2、4、發電量統計
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的發電量和總發電量。
5、2、5、設備管理
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。
為用戶關聯終端：選擇待關聯的終端ID，點擊“添加”。
5、3、 風資源監控測量系統
風速風向儀用于測量和記錄風速風向，可以循環記錄存儲57344條風速風向歷史紀錄。液晶屏顯示和鍵盤，使PH風速風向儀的操作簡單方便；它還可以與計算機進行通訊，將記錄的風速風向數據下載到計算機中，進行觀察分析。
特點：
1．具有低功耗運行模式：PH風速風向儀在工作時液晶屏的背光處于關閉狀態，以低功耗方式運行。
2．風速風向傳感器風杯采用碳纖維材料，強度高，起動好。
技術指標
◆ 測量范圍： 風速：0～60m/s 風向：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分鐘連續可設置
◆ 內部存儲： 4M bit
◆ 通訊接口： RS-232/485/USB通訊
◆ 產品功耗：
◆ 外形尺寸： （165×125×75）mm
◆ 環境溫度： -40℃～50℃
六、教學及研究實訓項目
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、風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗
實驗4、風力發電相關測量技術實驗
實驗5、風力發電控制技術實驗
實驗6、風力發電電力電子實驗
實驗7、風力發電機并網過程實驗
實驗8、風力發電機在不同風速情況下并網實驗
實驗9、并網過程中孤島保護實驗
實驗10、風力發電機轉速與輸出電壓關系實驗
實驗11、風力發電機在不同的風速的情況變換功率實驗
實驗12、風力發電機轉速與輸出電流關系實驗
實驗13、風力發電機轉速與輸出電壓頻率關系實驗
實驗14、風速即轉速與與出功率關系實驗
實驗15、風力發電系統接線實驗
七、 售后服務
◆ 使用手冊
◆ 產品培訓
配置清單