風光互補發電與船舶汽油發電機組,風光互補船舶汽油發電教學設備,船舶汽油發電機實驗臺 - 上海天威教學實驗設備有限公司

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風光互補發電與船舶汽油發電機組教學裝置

[產品分類]：新能源風光互補太陽能實訓: [規格型號]：TW-SNY56
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產品詳情

TW-SNY56風光互補發電與船舶汽油發電機組教學裝置

——并網發電實驗系統

一、概述

能源是國民經濟發展和人民生活必須的重要物質基礎。在過去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎上的能源體系極大的推動了人類社會的發展。但是人類在使用化石燃料的同時，也帶來了嚴重的環境污染和生態系統破壞。近年來，世界各國逐漸認識到能源對人類的重要性，更認識到常規能源利用過程中對環境和生態系統的破壞。各國紛紛開始根據國情，治理和緩解已經惡化的環境，并把可再生、無污染的新能源的開發利用作為可持續發展的重要內容。風光互補發電系統是利用風能和太陽能資源的互補性，具有較高性價比的一種新型能源發電系統，具有很好的應用前景。

二、系統組成

2.1 系統工作過程敘述

風光互補發電與船舶汽（柴）油發電機組并網實驗系統，是利用汽、柴油發電機組為核心，發電機組所發電能經整流、濾波、同頻、同相位處理后接至船舶負載供電。將風力發電機所發電能經風力發電機控制器整流、濾波，卸荷器后把三相交流電變成直流電再經并網同步電源轉換成可與市電（汽/柴油發電機組）接軌的單相或三相交流電；再將太陽能電池組所發電能，經匯流箱匯流后，送至并網逆變器把直流電轉換成與市電（汽/柴油發電機組）接軌的單相或三相交流電，送至電網即并網。

2.2 設計思路

風力發電機并網、光伏發電并網由于當前技術條件相對成熟，并網末端相關標準同樣依據國家電網標準設計入網，條件基本不受限制，不存在技術障礙。

該系統的假想設計初衷是要利用“汽/柴油發電機組”來代替國家電網信號，即要求“汽/柴油發電機組”所發電能可以為負載系統供電，也可將所發電能并至國家電網，還要做為風力發電和光伏發電并網入網檢測信號，還要在其本身功率不足的情況下與風力發電和光伏發電并網，三者共同為負載供電。

永磁同步電機并網發電裝置

因“汽/柴油發電機組”發出的電能是穩定的AC220V/380V，而且存在頻率波動大、電壓不穩定、相位角在同一時刻多次變化，電壓、頻率、相位角等受帶載和帶載成度影響較大，綜上因素，故只能做為基本交流電能來為負載供電，不能做為并網信號源來使用，這就造成了三者不能相互兼容的局面。

“汽/柴油發電機組”若要做為并網信號源來供風力發電和光伏發電檢測使用，必須經過AC-DC、DC-AC的轉變過程，使“汽/柴油發電機組”經整流、濾波、變換后，盡量使得電壓、頻率穩定、不受發電機組電壓、頻率波動限制。

功率變換控制結構圖

由于此方案構思為行業內首例，在當前技術市場尚屬技術空白，若要解決這種技術問題那么我們必須要根據方案摸索并嘗試實施。

2.3 系統組成

系統由2KW汽/柴油發電機組、整流系統、儲能蓄電池、并網逆變器、安全保護開關，蓄電池組、風力發電控制器、卸荷器，風機并網控制器、并網逆變器，光伏組件，匯流箱、光伏并網逆變器，監控儀表、直流屏，交流屏、監控單元等組成。

系統簡要工作原理框圖

三、主要技術規格參數

3.1、系統規格

◆ 系統工作電壓：DC12V，AC220V

◆ 系統工作電流：AC15A

◆ 系統輸出功率：2.2KW（汽油發電機組）

◆ 系統輸出功率：1000W（光伏并網發電）

◆ 系統最大功率：1000W（風力并網發電）

3.2、汽油發電機組

采用新通信用開關電源系統技術，充電電流符合良好充電曲線，能夠參考電流、電壓等信息自動調整均充/浮充、恒流/恒壓等充電方式。同時具有電池容量和負載容量靈活設置功能，可針對不同容量電池和不同大小負載進行智能充電供電，在確保電池充滿的同時保障電池使用壽命。

輸出頻率： 50HZ

額定電壓： 220V

額定功率： 2KW

最大功率： 2.2KW

直流輸出： 12V

額定電流： 9A

相數：單相

噪音水平(7M)： 65分貝

起動方式：手啟動

油箱容積： 15L

凈重(KG)： 44/47

發動機型號： EM168

發動機形式：四沖程

發動機最大功率： 4.1KW

絕緣等級： F級

排量： 163CC

燃料型號： 90#無鉛汽油

機油容積： 0.6L

燃料： 90#無鉛汽油

耗油量： 365g/h

連續工作時間： 15hrs

尺寸(MM)： 600*430*490

3.3、發電機控制系統

3.3.1 技術特點

采用無變壓器設計，轉換效率更高，輕巧美觀，體積小，重量輕。端口采用直插式防水端子，接線方便，安全，可靠。適用于戶用型小型風力發電系統。

具有獨立的MPPT功能，功率跟蹤。

戶外型設計（IP65）完全密封的外殼使之適應苛刻的環境

實時MPPT算法提高風力發電機發電率

面板散熱器，保證長期的清潔和散熱

無隔離變壓器，效率達到98%

極性接反保護，防止誤接線造成的損壞

高過載能力，在嚴酷的環境條件下可輸出滿功率

正弦波輸出

孤島效應防護

通過并網運行的國際標準認證

LCD面板液晶顯示，方便監視主要參數

緊湊輕巧和高功率密度設計

功率跟蹤電壓范圍[Vdc]:100~500V

3.3.2 發電機并網技術參數

輸入	功率電壓跟蹤范圍	DC 100~500V
	啟動電壓	160VDC
	MPPT	1
輸出	功率	1000W
	電壓范圍	單相 AC 185 ~ 264V(可根據不同國家和地區要求調整)
	額定電壓	220VAC
	頻率	電網頻率 50/60Hz（可設置）
	相數	單相
	功率因數	>0.95
	電流	4.5A
	電流失真THD	在額定功率和正弦波時 <3.5%< span="">
	效率	98%
	歐洲效率	97%
結構	外殼防護等級	IP65 (室外)
	冷卻方式	自然冷卻
	可聽噪音	<25 db< p="">
	數據接口	External RS 232C
保護	逆變器	輸入過壓、輸出短路保護，過載、過熱保護
保護	電網	反孤島效應(IEEE 1547),電網欠壓過壓保護，電網低頻高頻保護
環境	工作環境溫度	空氣流通,-10℃~40℃（50℃）
	存放環境溫度	-25℃~60℃
	相對濕度	0~100%
	環境	周圍無可燃氣體，腐蝕氣體，油煙，灰塵等
	待機功耗	<25, 0mw< p="">
	海拔	6600 英尺(2000 米)
產品尺寸	長x寬x高	442380110mm
產品凈重	KG	17

3.3.3 發電機離網技術參數

額定輸出容量	5kVA
額定蓄電池電壓	220VDC
輸入過壓保護點	312VDC
輸入過壓恢復點	302VDC
蓄電池過放保護點	198VDC
蓄電池過放恢復點	220VDC
空載電流	≤0.2A
輸出波形	純正弦波
顯示方式	LCD（液晶屏顯示）
散熱方式	風扇散熱
額定輸出電壓	220 VAC
波形畸變率	≤4％
輸出頻率	50Hz±0.5Hz
動態響應	5%
功率因數	≥0.8
過載能力	120% 1分鐘，150% 10秒
逆變效率	最大90%
隔離方式	環形變壓器
噪音（1米）	≤40dB
絕緣強度	1500VAC,1分鐘
保護功能	逆變器輸入過壓保護、蓄電池過放電保護、蓄電池反接保護、輸出過載保護、輸出短路保護、過熱保護
使用環境溫度	-20～+55℃
使用海拔	≤4000m
環境濕度	0~90%,不結露
參考尺寸	503×502×192mm
參考重量	38kg

3.4、風力并網系統

3.4.1 風力發電機

◆ 風力發電機額定輸出電壓：96VDC，功率：1000W

◆ 風機類型；永磁同步發電機，上風式

◆ 啟動風速；2.5m/s

◆ 風葉材質：碳光纖化合物

3.4.2 模擬風洞

◆ 風洞調速范圍：0～13 m/s

◆ 風量：32073 mз/h

◆ 風壓：388Pa

◆ 轉速：1450 r/min

◆ 功率：5.5kW

3.4.3 風機并網控制器

產品特性

◆ 本產品參照JB/T6939.1-2004號行業標準，GB/T 19115.1-2003號國家標準生產設計。

◆ 采用兩套控制系統，PWM恒壓系統 + 三相卸荷系統。

◆ PWM恒壓控制是風力發電機額定功率的120%。當超出PWM恒壓功率范圍時，三相卸荷立即自動啟動，運行10-20分鐘三相卸荷停止卸荷，風力發電機重啟，供電恢復輸出，保證風力發電整套系統安全運行。

◆ 在大風、強風情況下，控制器恒壓輸出，提供DC恒壓電源，保證逆變器正常工作。

◆ 在并網逆變器掉線情況下，控制器恒壓輸出，等待逆變器恢復工作。

◆ 當電網停電時，控制器三相卸荷自動啟動，逆變器停止向電網輸出。待網電恢復供電時，控制器停止三相卸荷，逆變器恢復供電。

◆ 控制器根據風力發電機的種類，可增加機械偏航控制、機械折尾控制、機械或液壓、氣壓、電磁，等多種制動控制功能。

◆ 控制器內部設有防雷器。把竄入風力發電機電力線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護設備不受雷電沖擊而損壞。

◆ LED燈狀態指示。前面板有風力發電機指示、卸荷指示、停機延時指示、欠壓指示、網電指示，及直流輸出電壓指示。

◆ 電壓表指示。指示控制器DC輸出電壓。

◆ 控制器具有急停開關，遇緊急情況時，按下前面板急停按鈕，控制器全部電源切斷，風力發電機立即三相卸荷。

◆ 控制器具有手動三相卸荷開關，用戶可根據情況使用。使用此開關，風力發電機將強制性三相卸荷。

風力發電機額定功率	0.5-2KW
風力發電機功率	4KW
太陽能板功率	600W
功能	整流、充電、控制
顯示	液晶顯示LCD
顯示內容	風力發電機電壓，風力發電機電流，風力發電機功率，太陽能板電壓，太陽能板電流，太陽能板功率，直流輸出電壓，直流輸出電流，直流輸出功率
PWM恒壓電壓	≥320dc	≥320dc	≥380dc
風力發電機三相卸荷動作電壓	350±5Vdc	350±5Vdc	410±5Vdc
風力發電機三相卸荷延時	12-20 min	12-20 min	12-20 min
欠壓	≤200Vdc	≤200Vdc	≤200Vdc
太陽能保險	6A
PWM卸荷保險	10A
直流輸出保險	10A
工作溫度	-30-60°C
相對濕度	＜90% 不結露＜90% No condensation
噪音 (1m)	＜40dB
防護等級	IP20（室內Indoor）
制冷方式	強制風冷Forced air cooling
*遠程通訊（可選）	RS485/USB/GPRS/Ethernet
*溫度補償（可選）	-4mv/°C/2V,-35°C~+80°C, 精度Accuracy:±1°C
控制器尺寸(mm)	560430320
控制器重量	18Kg
卸荷器尺寸(mm)	450410170
卸荷器重量	6Kg

3.4.4 風力并網逆變器

產品特性：

◆ 原裝日本三菱公司智能功率模塊組裝

◆ 數字化DSP控制

◆ 完善的保護和報警功能

◆ MPPT控制，實時追蹤風機的最大輸出功率

◆ 擾動檢出技術，實現反孤島控制

◆ 電路結構緊湊，效率≥94%

◆ 寬電壓輸入范圍

◆ RS232/485通訊，上位機監控功能，實現遠程數據采集和監視

◆ 純正弦波輸出，自動與電網同步跟蹤，功率因數接近1，電流諧波含量低，對電網無污染、無沖擊

◆ 逆變電流閉環控制，功率可控、可調

技術參數：

型號	G1K5D
額定容量	1.5 kW
額定交流輸出功率	1.5 kW
交流輸出功率	1.8 kW
隔離方式	工頻變壓器
推薦風機功率	1kW
直流開路電壓	400Vdc
MPPT范圍	100~400Vdc
直流輸入電流	15A
效率	94%
歐洲效率	92%
允許電網電壓范圍(單相)	180~265Vac
允許電網頻率范圍	47.5Hz-51.5Hz
總電流波形畸變率	<3%
功率因數	≥0.99
通訊接口	RS485/RS232
工作溫度	-25~+60℃
相對濕度	0~95%，無冷凝
保護功能	極性反接保護、短路保護、孤島效應保護、過熱保護、過載保護、接地故障保護等
冷卻方式	風冷
防護等級	IP20
寬×深×高（mm）	300150500
重量（kg）	10

3.5、光伏并網系統

3.5.1 太陽能電池組單晶/多晶硅

◆ 元件尺寸(L*W*H)：110*670*25mm*10塊

◆ 額定功率：100W

◆ 開路電壓：42.05±0.5V

◆ 工作電流：3.50±0.10A，

◆ 短路電流：2.85±0.10A，

3.5.2 光伏匯流箱

主要特點

◆ 大大簡化了系統布線和不必要的損耗；

◆ 可接入2路光伏串列，單路電流15A；

◆ 寬直流電壓輸入，光伏陣列輸入電壓可達1000VDC；

◆ 光伏專用保險絲；

◆ 光伏專用高壓防雷器；

◆ 滿足室內、室外安裝要求；

◆ 可實現多臺機器并聯運行；

◆ 維護簡易、快捷；

◆ 遠程監控（選配）；

◆ 防護等級IP65；

可選配置

◆ RS485/RS232遠程監控；

◆ 內部配置：國產/進口；

◆ 光伏專用高壓防雷；

◆ LED監控各路光伏串列電流；

◆ 可定制二級防雷匯流箱

光伏陣列輸入
光伏陣列電壓范圍（Vdc）	0～1000
光伏陣列輸入路數（N）	3路（可定制）
單路陣列電流（A）	10
單路陣列防反保護（選配）	有
單路陣列過流保護	有（10/15A可選）
通信、保護
總輸出斷路器保護	有
防雷保護	有
總輸出過流保護	有
遠程監控（選配）	RS485（A、B）
機械尺寸、工作環境
機箱尺寸（深 x 寬 x 高）	400mm X 300mm X 160mm
參考重量（Kg）	10
防護等級	IP65
使用海拔（m）	≤3000
工作溫度（℃）	-15～+65
存儲溫度（℃）	-25～+85

3.5.3 并網逆變器

系統選用的光伏逆變器采用MPPT追蹤，精度達99.9%。使得光伏逆變器能夠更加靈活的工作。內置Wifi卡，PMB能保存傳感器的所有重要數據。逆變器配備RS485、RS232、USB和以太網標準接口，可以選擇使用wifi-kit和GPRS-kit。免費的監控軟件能夠讓您通過電腦及移動終端清晰直觀的查看輸出數據，您可以在任何時候查看光伏電站的太陽能產量和公共電網的供電量情況。

直流輸入參數
輸入功率[W]	1300
輸入電壓[V]	500
額定直流電壓[V]	360
MPP電壓范圍[V]	80-360
滿載MPP電壓范圍[V]	150-360
啟動電壓[V]	90
關斷電壓[V]	80
輸入電流[A]	16
MPP追蹤數量	1
直流輸入路數	1
直流連接類型	MC4 端子
交流輸出參數
輸出功率[W]	1100
額定輸出功率[W]	1000
額定電網電壓[V]	220/230/240
額定電網頻率[Hz]	50/60
輸出電流[A]	5.8
電網電壓范圍*[V]	185-276
電網頻率范圍*[Hz]	45-55/55-65
功率因數	0.95 capacitive…0.95 inductive
總電流諧波畸變(THD)	<2%
啟動并網功率[W]	30
夜間自消耗[W]	<1
待機損耗[W]	6
交流連接類型	即插即用端子
效率
效率	97.5%
歐洲效率	96.3%
MPPT效率	99.9%
安全與保護
直流絕緣阻抗監測	有
直流開關	可選
漏電流監控模塊(RCMU)	內部集成
電網監控及保護	有
保護等級	I (參考 IEC 62103)
過壓等級	電池板側 II / 交流側 III (參考 IEC 62109-1)
參考標準
安規標準	EN 62109, AS/NZS 3100
電磁兼容標準	EN 61000-6-1, EN 61000-6-2, EN 61000-6-3, EN 61000-6-4, EN 61000-3-2, EN 61000-3-3, EN61000-3-11, EN61000-3-12
并網標準	VDE-AR-N-4105, VDE 0126-1-1, RD1699, CEI0-21, C10/11, G83/2, UTE C15-712-1, AS4777, CEI 0-21, EN50438
物理結構
尺寸（寬x高x厚）mm]	343x281x130
重量[Kg]	9.6
防護等級	IP 65 (參考 IEC 60529)
散熱方式	自然冷卻
安裝方式	壁裝懸掛固定
一般參數
工作溫度范圍	-20°C 至 +60°C(大于45℃降載)
相對濕度	0% 至 98%, 無凝露
最高海拔	2000m
噪音等級	<40dB
隔離類型	無變壓器
顯示界面	3 LED, 20 x 4字符型LCD背光顯示
數據通訊接口	RS485(WiFi, GPRS 可選)
計算機通訊	USB

3.6、監控系統（工業觸摸屏）可選配

◆ 尺寸(英寸) 10.2

◆ 液晶屏：TFT液晶顯示，LED背光

◆ 顯示顏色：真彩，65535色

◆ 分辨率：800×480

◆ 液晶屏亮度：200cd/㎡

◆ 觸摸屏：電阻式

◆ 供電電源：24VDC

◆ 額定功率：5W

◆ CPU主板：ARM CPU，400MHz

◆ 內存：64M

◆ 存儲設備：128M FLASH

◆ 組態軟件：MCGS嵌入式組態軟件（運行版）

環境條件

◆ 工作溫度：0℃~45℃

◆ 工作濕度：5%~90%

◆ 儲存溫度：-10℃~60℃

◆ 振動頻率：10-57Hz 57-150Hz

◆ 振動加速度：0.075mm 9.8 m/s2

◆ 振動掃頻速率：Oct/min ≤1

產品規格

◆ 結構：工業塑料結構

◆ 顏色：工業灰

◆ 面板尺寸：226.5mm×163mm

◆ 機柜開孔：215mm×152mm

外部接口：

◆ 串口：1×RS232、1×RS485

◆ USB ：1主1從

3.7、電表規格

◆ 電流表：× 2個，DC20A，顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示

◆ 電壓表：× 2個，DC200V，顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示

◆ 電流表：× 2個，AC10A，顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示

◆ 電壓表：× 2個，AC500V，顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示

◆ 溫度表：× 1個，0～99.9℃

◆ 多功能網絡電參數表：×1個，AC220V，顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示，包含RS485，RS232通訊功能，

3.8、系統外形尺寸

風力發電并網控制柜：長800×寬600×高1800（㎜）附滾輪方便移動；

光伏發電并網控制柜：長800×寬800×高1800（㎜）附滾輪方便移動；

直流屏/控制柜：長800×寬600×高1800（㎜）附滾輪方便移動；

交流屏/控制柜：長800×寬600×高1800（㎜）附滾輪方便移動；

監控系統：長800×寬600×高1800（㎜）附滾輪方便移動。

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