本系统为科研创新理念与实验、实训型相结合的集风力发电,光伏发电、数据采集等多元化“风、光、混合新能源实验实训系统”。
系统由风力发电机组、太阳能电池组、追日系统、风力及光伏控制系统主控系统组成的微网发电系统。
其工作原理是风力、光伏发电系统发电,并由磷酸铁锂电池储能,DC/AC逆变成交流电,其系统本身作为一个小型的变、送电站、驱动交流充电桩或其它供电设备。
系统会根据既定策略运行,用电低谷时段通过光伏发电或者风力发电向储能系统充电,当夜晚光伏能量不足或无风情况下从电网取电来补充储能电池的电量差,在电网用电高峰时段再将蓄电池电能经变流系统持续向电网送电,形成峰谷补偿效能,系统可以自动运行,也可自定义时段运行或者通过本地计算机制定运行策略,方便管理。
① 24KWH储能池及BMS管理系统
② 光伏控制系统
③ 风力控制系统
④ 50kw微网储能双向变流器(含STS 、DC/DC变换器)
⑤ 配置微网能量管理EMS及监控软件
⑥ 配置综合交流配电的电能质量检测机柜
1.1系统拓扑图
1.2 功能特点
u整套系统的各个模块预留了CAN\RS485\RS232\USB\TCPIP通讯接口,可以通过该通讯接口对系统中各个模块进行监控,便于未来项目开发使用。
Ø 系统实验平台集成了室内温/湿度仪,风速测量、光照度测量系统,让使用者操作起来更直观;
Ø 系统DC-AC并网同步电源,采用高频脉冲调制技术,具有小体积、高效率及高功率因数输出;
Ø 系统面板上采用直观的数字表和液晶显示,让用户了解当前系统工作状态;
Ø 系统上的离网电源可以为用户提供交流110V/220V/380V纯正弦波交流电能;
Ø 实训系统,可以让实训学生自行拆装移动,使用简便、无噪音、无污染;
Ø 系统增加市电与风光互补发电切换模块,让实验更具操作性;
Ø 增加分布式供电原理与实验电路,让学生增加对新知识的理解;
Ø 增设直流母线单元,方便系统各模块之间连接及实验;
Ø 独立的后备磷酸铁锂储能电池及BMS充放电管理单元;
二、方案概述
2.1风力发电系统的组成
风力发电系统由1台(套)风力并网控制系统、10KW垂直轴风力发电机组、叶片、风机控制系统、塔架等组成。
2.1.1 发力发电控制系统:
分布式风力发电并网系统、风光互补并网发电系统、风力发电并网系统;
2.1.2 特点:
Ø n 风力发电专用并网控制逆变一体机
Ø n 宽范围风力发电 MPPT 功能,可 30 个点设定功率曲线
Ø n 完善的保护功能
Ø n 可选 RS232/RS485/GPRS 进行电脑监控,其中 GPRS 可同时实现 APP 监控
、实训内容
1.泵站系统认知实验
2.泵管阀系统的拆装维护
(1)管道的拆装与维护
(2)螺杆泵的拆装与维护
(3)气动刀闸阀的拆装与维护
3.系统调试与运行
(1)泵管阀系统试漏
(2)系统启停机操作
(3)器件参数设置
(4)运行参数监测
六、基本配置
1.对象配置
序号 | 器材名称 | 器材规格或型号 | 数量 | 单位 |
1 | 不锈钢钢架 | 尺寸:180cm×85cm×120cm;材料:主要框架由45mm×45mm铝型材制作,底部托盘由2mm不锈钢板制作;功能:用于器件的固定和摆放。 | 1 | 套 |
2 | 集水池 | 刻有液位标尺:尺寸:75cm×45cm×42cm;材料:10mm厚淡蓝色有机玻璃板制作;功能:带有液位指示功能,提供实训水源。 | 1 | 套 |
3 | 药剂池 | 尺寸:30cm×30cm×29cm;材料:8mm厚淡蓝色有机玻璃板制作;功能:药剂配置和储存。 | 1 | 套 |
4 | 稳流筒 | 尺寸:Φ120cm×47cm;材料:淡蓝色有机玻璃管制作;功能:稳定液面,避免液面波动造成的误差。 | 1 | 套 |
5 | 螺杆泵 | 分体式(定子分瓣成型);电源:AC380V 50Hz;功率:0.75KW;流量:800L/h。 | 1 | 台 |
6 | 计量泵 | 电磁隔膜式;电源:AC220V 50Hz;功率:16W;流量:15L/h。 | 1 | 台 |
7 | 空压机 | 电源:AC220V 50Hz;功率:0.55KW;排气量:118L/min。 | 1 | 台 |
8 | 搅拌机 | 电源:AC220V 50Hz;功率:60W和25W,由电机、联轴器和搅拌杆组成。 | 1 | 套 |
9 | 气动刀闸阀 | 规格:DN50,材质:不锈钢;气源压力:0.4~0.7MPa;配电磁阀和磁性开关,可反馈阀门启闭状态。 | 1 | 套 |
10 | 气动蝶阀 | 对夹式,规格:DN40;材质:不锈钢;气源压力:0.4~0.7MPa;配电磁阀和回信器,可反馈阀门启闭状态。 | 1 | 套 |
11 | 电动调节阀 | 规格:DN40;材质:不锈钢;输入信号:4~20mA。 | 1 | 个 |
12 | 安全阀 | 双由令,规格:DN15;材质:PVC;耐压:1MPa。 | 1 | 个 |
13 | 过滤器 | 双由令,规格:DN40;材质:透明PVC。 | 1 | 个 |
14 | 隔膜阀 | 双由令,规格:DN15;材质:PVC。 | 1 | 个 |
15 | 球阀 | 双由令,规格:DN40;材质:PVC。 | 1 | 个 |
16 | 蝶阀 | 对夹式,规格:DN40;材质:PVC。 | 1 | 个 |
17 | 压力传感器 | 数显式,电源:DC24V;测量范围:-1~10Bar;输出信号:0~10V,连接:G1/2阳螺纹。 | 2 | 个 |
18 | 电磁流量计 | 型号:PMF-GW1.6*-10K1F4T/C3;电源:AC220V 50Hz;测量范围:0~2m3/h;输出信号:4~20mA。 | 1 | 台 |
19 | 超声波物位仪 | 电源:DC24V;测量范围:0~1m;输出信号:0~10V;盲区:<0.06m。 | 1 | 台 |
20 | 储气罐 | 材质:不锈钢;容积:0.5L;耐压:1.2MPa。 | 1 | 个 |
21 | 起源处理元件 | 调压范围:0.15~0.9MPa;自动排水。 | 1 | 套 |
2.电气控制柜基本配置
序号 | 器材名称 | 器材规格或型号 | 数量 | 单位 |
1 | 电气控制柜 | 尺寸:80cm×60cm×180cm;材料:钢板静电喷塑工艺,柜架国际灰,柜门乳白色;四面开门。 | 1 | 套 |
2 | 通断开关 | 型号规格:LW42B32-1017/LF;额定工作电压:AC380V;额定工作电流:32A;额定绝缘电压:400V;安装方式:螺钉安装;极数:4P;N极模块:有;使用类别:AC-21B。 | 1 | 个 |
3 | 急停按钮 | LAY16系列,红色;型号:Φ22-LAY16-CR11;操作方式:紧急式;触头结构:复合按钮;防护方式:保护式;工作电压:380(V)V;工作电流:5(A)A。 | 1 | 个 |
4 | 三相多功能电力表 | HXDZ系列三相综合电量表,应用数字采样技术,对三相电气线路中的相电压、线电压、相电流、线电流、有功功率、无功功率、视在功率、频率、功率因数、等进行实时测量显示。电源:220VAC,功耗≤5W,工作温度-10~50℃,测量范围:输入电压0~500V/AC,电流0.03~5A/AC,频率45~65Hz。 | 1 | 个 |
5 | 触摸屏 | SIMITIC HMI,KTP700基本版,精简面板,按钮式/触摸式操作,7”TFT显示屏,65535颜色,PROFINET接口,输入电压24VDC,支持EtherNer/IP协议和MODBUS,每台设备最大变量数800,每副图片最大变量数100,可组态最大图片数量250 | 1 | 个 |
6 | 空开 | 3P 20A | 1 | 个 |
7 | 空开 | 2P 10A | 2 | 个 |
8 | 三相组合式电流互感器 | CT3D-400,三相组合式 | 1 | 个 |
9 | 西门子SCALANCE XB005交换机 | 6GK5005-0BA00-1AB2,此交换机针对10/100Mbit/s;用于架设小型星状或线状结构,带有LED诊断,输入电压为24VDC,额度功率1.68W,带有5个10/100Mbit/s双绞线端口及RJ45插座 | 1 | 个 |
10 | 交流接触器 | LC1E0610M5N,线圈电压220V,线圈额定电流6A,额定频率50Hz | 1 | 个 |
11 | 开关电源1个 | 型号为:HDR-120-24,输入电压220VAC,输出电压DCS24, 输出电流5A,额定功率120W,工作温度-20℃~70℃ | 1 | 个 |
12 | PLC可编程控制器 | 国际知名品牌的PLC可编程控制器(西门子6ES7 215-1BG40-0XB0),CPU1215C,输入电压220VAC,带有400mA输出电流,它可用作负载电源,14点集成24V直流数字量输入,10点集成数字量输出,24V直流或继电器,2点集成模拟量输入0~10V,2点集成模拟量输出0~20mA,4点脉冲输出,频率最高100KHz,PWM输出,频率最高100KHz,2个集成以太网接口,6个快速计数器;可通过附加通信接口拓展,通过附加通信接口扩展,--RS485 或 RS232,通过信号板使用模拟或数字信号直接在 CPU 上扩展,通过信号模块使用各种模拟量和数字量输入和输出信号扩展。可选存储器扩展(SIMATIC 存储卡)。PID 控制器,具有自动调谐功能。集成实时时钟。中断输入:对过程信号的上升沿或下降沿作出极高速响应 | 1 | 个 |
13 | SM1234 | 西门子6ES7 234-4HE32-0XB0,供电为24VDC,功耗2W;4路模拟量输入,输入类型为电压或电流(可两个选为一组),输入范围为±10V、±5V、±2.5V或0~20mA,精度为满量程的±0.1%/±0.2%;2路模拟量输出,输出类型为电压或电流,输出范围±10V或0~20mA,精度为满量程的±0.3%/±0.6% | 1 | 个 |
14 | G120C变频器 | 国际知名品牌工业变频器(西门子6SL3210-1KE15-8AF1),具有结构紧凑、高功率密度等优点,G120C可满足众多应用的需求,例如传送带、搅拌机、水泵、风机、压缩机以及一些基本的物料处理机械等。功率:2.2KW,电源电压:三相380V,I/O-接口: 6DI,2DO,1*,1AO 集成式安全转矩切断 现场总线集成:PROFINET-PN 防护等级 IP20/UL,并配有BOP操作板 | 1 | 个 |
15 | BOP面板 | 西门子6SL3255-0AA00-4CA1,通过基本操作面板BOP-2可实现驱动调试、运行监控以及个性化参数设置。该组件配备两行屏及菜单导航功能,从而使标准型驱动的调试更加简洁。通过预设的导航键可方便的实现驱动的手动控制,BOP提供专用的切换键,用于手自动模式切换。通过直观的菜单导航可方便的实现变频器诊断,还支持同型号驱动的批量调试,为此将一台变频器的参数复制到BOP-2中,之后可根据需求载入至其他变频器。BOP-2的运行温度为0~50℃ | 1 | 个 |
16 | 内置调速器 | SK200E;输入信号:0~10V | 1 | 个 |
17 | 继电器 | TRS 24VDC 1CO | 3 | 个 |
18 | 电容器 | CBB61系列,聚丙烯薄膜,容量为4μF±5% 500VAC和2μF±5% 500VAC | 2 | 个 |
19 | 工业明装插座 | DEP2-125,工业明装。 | 1 | 个 |
20 | 工业用插头 | DEP2-025 | 1 | 个 |
21 | 警示牌 | 悬挂式,尺寸:160mm×200mm×1.5mm | 个 | |
22 | 监控软件 | 采用TIA V15组态软件设计,包括泵阀操作、数据处理显示、趋势曲线、报警处理等。 | 个 |
3.配件工具
名称 | 主要组成器件 | 数量 |
配件工具 | 包含卷尺、梅花开口两用扳手套装、活口扳手、生料带、内六角扳手组合套装、电工工具组合套装、插线板、万用表、烙铁架、电工胶带、盘根取出器、管钳、电脑桌、操作台、移动式小吊机和吊带等。 | 1套 |