风光储智能微网实训系统,智能微电网实训系统

风光储是指风能、太阳能和储能技术的集合体。风光储系统运用风能和太阳能这两种可再生能源实行发电，并经过储能技术解决可再生能源发电的间歇性和波动性问题，以完成平稳、可靠的电力供应。

风光储系统主要采用风力发电单元、光伏发电单元和能量储物单元构成。风能和光能是经过风力发电机和光伏阵列实行收集和变换的，而储能单元则负责对电能实行存储和释放，以平衡电力系统的供需关系。

风光储系统的应用设定有许多优点。首先，它克服了地域和环境限制，能够广泛应用来各种场景。其次，风光储系统设定有投资少、输出时间长、维护成本低等特别点，有助于降低电力系统的整体成本。此外，风光储系统还可以提升风电和光伏发电的平稳性和可靠性，使不平稳的能源变得更为平稳可靠，从而多加电网对可再生能源的吸收接纳程度。

在电力系统中，风光储系统可以经过多种方法应用储能技术，例如应用超级电容器平抑风电场功率（W）波动、直接控制分布式电源本身改善其输出功率（W）特性等。此外，风光储联合发电系统还可以充分运用风能和光能在时间及地域上的天然互补性，改善整个发电系统的功率（W）输出特性，降低对电网的不利影响。

一、项目基础简介
20KW风光储智能微网实验系统为科研创新理念与实验、实验型相集合的集风力发电，光伏发电、数值收集等多元化"风、光、混合新能源实验实验系统"。
20KW风光储智能微网实验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构成的微网发电系统。
其作业原理是风力、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ACAC电，其系统本身作为一个小型的变、送电站、驱动交流ACAC充电桩或其它供电设备。
20KW风光储智能微网实验系统会按照既定策略运行，用电低谷时段经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现象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经过本地计算机数值数值制定运行策略，便利管理。


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　配备微网能量管理EMS及监控系统
⑥　配备综合交流ACAC配电的电能重量检验测试机储物储物柜
1.1系统拓扑图

图1 系统拓扑图
1.2 功能特别点
整套系统的各个模型块预留了CANRS485RS232USBTCPIP通讯连接口，可以经过该通讯连接口对系统中各个模型块实行监控，方便未来项目研发使用。
Ø 系统实验平台包括了室内温/湿度仪，风速测量、光照度测量系统，让使用者实操起来更直观；
Ø 系统DC-AC并网同步电源，应用高频脉冲调制技术，设定有小体积、高效率及高功率（W）因数输出；
Ø 系统操作面板上应用直观的数字表和液晶显露，让用户理解当前系统作业状态；
Ø 系统上的离网电源可以为用户提供交流ACAC110V/220V/380V纯正弦波交流ACAC电能；
Ø 实验系统，可以让实验学生自行拆卸装配位移，使用简便、无噪音、无污染；
Ø 系统多加市电与风光互补发电变换模型块，让实验更具实操性；
Ø 多加分布式供电原理与实验电子回路，让学生多加对新知识的理解；
Ø 增设直线DC母线单元，便利系统各模型块之间连接及实验；
Ø 单单独的后备磷酸铁锂储能电池及BMS充放电管理单元；
二、方案基础简介
2.1风力发电系统的构成
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、塔架等构成。

风力发电控制系统 风力发电机 发电机示意图
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 特别点：
Ø  风力发电专用并网控制逆变一体机
Ø  宽界限风力发电 MPPT 功能，可 30 个点设定功率（W）弯弯曲线
Ø  完善的保护功能
Ø  可选 RS232/RS485/GPRS 实行电脑监控，其中 GPRS 可同时完成 APP 监控
2.1.3 技术功能数值：

风力发电原理是运用风力带动风车叶片旋转，再经过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

选用装配场地
选用土质坚实的平地作为装配场地，装配风力发电机的组位置应该至少远离房屋及人员活动场所50米，务必在选定装配场地时考虑到风叶的光影影响及风力发电机组运行时产生的噪音影响（正常作业时噪音约为65dbA）。同时避免周围有高大的树木、建筑物等影响风速风向的障碍物。
禁止装配在松软的沙地、高低不平的场地、有下陷或塌方可能的场地、洼地及其他容易受气候影响而发生地质改变的场地。同时需要考虑从风力发电机的电机部分到您的储能蓄电池组的距离，距离越短，所用传输电缆越短，因而传输过程中的耗能也越少，如果必须得有较长的距离,则尽量选用粗些的标准电缆。

地基尺寸（地面装配）
请选用在无风天气实行风力发电机装配及接线。

立杆尺寸图 预埋基础图


屋顶装配：
注：屋顶装配时需要现场勘察并征得甲方后勤部门同意，还要对屋顶构造承重做大致评估。

风机、追日支撑架屋顶基础图

风机、追日支撑架基础效果图
2.2光伏发电系统
10KW光伏发电前端主要采用2个5KW追日发电单元构成、容量（KV）相加起来共计10KW。可地面装配或屋顶装配。
10KW光伏储能发电系统主要采用光伏子单元、双轴跟踪单元、能量存储单元、电网接入装置和能量管理系统四大部分包括。

系统运行原理
控制原则如下：
Ø 白天，光伏系统发电优先给实验室内负载供电，当光伏发电功率（W）大于负荷功率（W）时多余电能储物在蓄电池中，当光伏发电功率（W）小于负荷功率（W）时，储能电池和光伏发电一起给负载供电；
Ø 夜晚，光伏侧直线DC停机，由储能电池经过储能逆变器单单独给负载供电，当电池剩余容量（KV）（SOC）放到设定值，系统自动切入电网，由电网给负载供电，按照需求，电网可以经过储能逆变器给电池充电，也可以不充电；
Ø 当电网出现故障时，光储系统自动变换至离网运行模式，由光伏电池和储能电池同时向负载供电；
Ø 电网可以向储能电池充电，充电功率（W）及充电时间可调；
2.2.1 光伏结合套件
光伏发电系统前端应用40块260Wp 多晶硅结合套件，峰值输出功率（W）10.4KW
Ø 结合套件型号：ZM260P-29b 多晶
Ø 最大功率（W）（W）：260
Ø 开路电压（V）（V）：40.2
Ø 短路电流（A）（A）：8.81
Ø 最大功率（W）点的作业电压（V）（V）：29.9
Ø 最大功率（W）点的作业电流（A）（Ａ）：8.36
Ø 转化效率：17.12%
Ø 开路电压（V）温度（℃）系数：-0.292%/K
Ø 短路电流（A）温度（℃）系数：+0.045%/K
Ø 功率（W）温度（℃）系统：-0.408%/K
Ø 最大系统电压（V）（V）：1000
Ø 保险丝规格限定电流（A）（A）：20
Ø 结合套件尺寸：1650×992×40mm
Ø 重量（kg）：19.1kg
Ø 框体结构：阳极氧化铝
Ø 玻璃：白色钢化安全玻璃3.2mm
Ø 电池片封装：EVA
Ø 背板：复合薄膜
Ø 太阳能电池片：6×10片多晶硅太阳能电池片（156mm×156mm）
Ø 接线盒
1) 6个旁路二极管
2) 绝缘材料：PPO
3) 防水浸等级：IP65
2.2.2 双轴跟踪系统(跟踪式支撑架和固定支撑架二选其一)
双轴跟踪系统是一种能够保持太阳能电池板随时正对太阳，使太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置。

5KW 支撑架三维（3D）图 5KW 支撑架图
跟踪支撑架的机械构造主要分为三大部分，立柱，横梁和网架。立柱与横梁的连接处为x轴减慢速度机，横梁和网架的连接处为y轴减慢速度机，钢构造支撑架全部应用热镀锌喷塑。
跟踪系统将多加大于35%的太阳辐射接收量，显著提升太阳能光伏结合套件的发电效率。
主控应用西门子S7-1200系列主机，高精确度、高平稳数字化控制方案设计，先进的天文算法,就地实时追踪太阳使光伏方阵时刻保持最大输出功率（W），提升光伏发电转化效率。风速测量装置在正常天气现象下保持静默感知运行，遇到大风天气或风速达到一定等级则会自动运行，并经过控制主机使支撑架系统自动放平减小风阻、保护支撑架系统在暴风雨天气能够安全运行。
整体支撑架系统放置在屋顶，经电缆输送至室内主控台，可完成分布式屋顶发电相关实验，所发电能与风力发电相集合，经DC-AC逆变成三相正弦波380V交流ACAC电，可供实验室照明、计算机数值数值和制氢系统使用。
全部系统的设计、装配与实际工程一样，可在老师的指导下做为学生练习拆卸、组装实习样机来用。


1、支撑架整体应用国标钢材，经酸洗后作镀锌、喷漆防锈处置整理，抗能力可达15级以上。
2、电动推杆是一种将电机的旋转动作转变为推杆的直线往复动作的电力驱动装置。可用来各种简便或复杂的工序技艺流程中做为执行机械使用，以完成远距离控制、集中控制或自动控制。
3、回转式减慢速度器，应用回转支承（俗称转盘）作为减慢速度器从动件，可完成无限制的圆周回转和减慢速度，可以承受较大的轴向力、径向力和倾覆力；
² 输出转矩：65 kN.m
² 倾覆力矩：38.7 kN.m
² 轴向静荷载量：338 kN.m
² 径向静荷载量：135 kN.m
² 减慢速度比：61:1
4、新的模型块化SIMATIC S7-1200控制器是我们新推出设备的核心，可完成简便却高度精确的自动化任务。系统有五种不一样模型块，分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。设定有快速启动、精确监控和最高等级的可用性。