一、系統(tǒng)概述
風力離網(wǎng)發(fā)電教學實驗實訓系統(tǒng)是一套符合風力發(fā)電專業(yè)和實際風電專業(yè)教學要求的風力發(fā)電系統(tǒng)，以滿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(tǒng)由室外風力發(fā)電機、葉片、塔桿，室外防雷箱，控制器，逆變器，控制柜等組成，系統(tǒng)可進行離網(wǎng)發(fā)電全過程實驗，是職高、大學、研究生以風力發(fā)電為主課題的研究和培訓、教學的理想產(chǎn)品。

二、運行技術參數(shù)
2.1、塔架
 塔架類型：拉索塔架
 材料：錐形鋼管
 塔架高度：20米
 厚度:8 mm
 立桿總高度：20米
 壁厚：6mm
 立桿直徑： 377（mm）
 法蘭尺寸： 377*445*490 mm
 立桿數(shù)量：2節(jié)
 材質(zhì)：優(yōu)質(zhì)鋼管
 表面處理：熱鍍鋅
2、2、風力發(fā)電機
◆ 風輪直徑 10m
◆ 葉片材質(zhì) 增強玻璃鋼
◆ 葉片數(shù)量 3
◆ 額定轉速 90r/min
◆ 額定風速 12m/s
◆ 啟動風速 2.5m/s
◆ 工作風速 3-20(m/s)
◆ 安全風速 35m/s
◆ 發(fā)電機類型 永磁三相交流發(fā)電機
◆ 額定功率 20KW
◆ 最大功率 24KW
◆ 額定電壓 380VAC
◆ 塔桿高度 18m
◆ 塔桿類型 液壓塔架
◆ 頂部重量 265kg
◆ 限速方式 離心輪智能減速
2、3、控制器技術參數(shù)
◆ 額定功率 20KW
◆ 適用風機 20KW
◆ 輸入電壓范圍 (DC) 0~600V
◆ 風機額定輸出功率 20KW
◆ 卸載電壓 按風機輸出電壓設置
◆ 最大卸載功率 25KW
◆ 重 量 45kg
◆ 防護等級 IP20/IP65
◆ 環(huán)境溫度 －20 ～＋40 ℃
◆ 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、離網(wǎng)逆變器技術參數(shù)
◆ 輸入電壓范圍 (DC) 80V-600V
◆ 風機最大輸出功率 24KW
◆ 直流電壓 VPP VPP < 10 %
◆ 額定功率 20KW
◆ 電網(wǎng)電壓范圍 380V AC 三相四線
◆ 電網(wǎng)頻率范圍 50Hz
◆ 功率因數(shù) > 0.99
◆ 最大效率 94%
◆ 待機損耗 < 11 W
◆ 保 護 過溫, 過載, 過流, 過壓保護
◆ 總諧波失真 (THD) < 4 %
◆ 重 量 67kg
◆ 防護等級 IP65
◆ 環(huán)境溫度 －20 ～＋40 ℃
◆ 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(guī) IEC 62103:2003(1st Edition)
EN50178:1997
三、產(chǎn)品特點及功能
3、1、風力發(fā)電機
風力發(fā)電機額定功率為20KW,風葉采用增強玻璃鋼材料，發(fā)電機體積小、重量輕而且發(fā)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(yōu)質(zhì)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(fā)電機：定子采用優(yōu)質(zhì)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(fā)電效率高。
◆ 風葉：玻璃鋼表面配合聚氨酯發(fā)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(tǒng)：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(tǒng)運行數(shù)據(jù)都能顯示在觸摸屏人機界面上。
◆ 保護系統(tǒng)：卸荷，電磁剎車雙重保護，確保系統(tǒng)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(jiān)控功能,實現(xiàn)隨時隨地甚至通過手機就能監(jiān)測到系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)。
◆ 液壓塔架（選配）：配合液壓系統(tǒng)使用， 實現(xiàn)塔架自動立起或放倒， 操作簡單，最大化節(jié)省系統(tǒng)安裝及維護費用。
3、2、離網(wǎng)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(diào)試簡便； 可通過液晶和按鍵設定運行參數(shù)。

功率曲線

3、3、實驗模塊
離網(wǎng)發(fā)電原理圖，測試端子；接線盒，接線端子；數(shù)顯交直流電壓電流表，實時顯示系統(tǒng)電參數(shù)的情況；含有多種通訊接口，上位機監(jiān)控功能
四、系統(tǒng)單元組成

4、1、并網(wǎng)控制單元：系統(tǒng)根據(jù)演示單元的需要，通過開關單元的開和關，實現(xiàn)逆變器同步運行，同時配備單獨計量通道，并滿足數(shù)據(jù)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(fā)電機輸出端口，連于發(fā)電機控制器，對風機所發(fā)的三相交流電進行整流，調(diào)整并控制，然后供給控制器進行并網(wǎng)和系統(tǒng)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(tǒng)內(nèi)外單元的引線經(jīng)隔離開關接至各自的跳線端子上，在實驗過程中，一旦發(fā)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(jīng)隔離開關接至各自的跳線端子，根據(jù)演示的需要，可以用跳線自由地查看3個風機系統(tǒng)的工作狀態(tài)

系統(tǒng)配置圖

4、5、顯示單元（演示臺輸出交流 網(wǎng)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(nèi)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(jiān)控單元
監(jiān)控裝置包括監(jiān)控主機、監(jiān)控軟件和顯示設備。本系統(tǒng)采用高性能工業(yè)控制PC機作為系統(tǒng)的監(jiān)控主機，配置多機版監(jiān)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(fā)電的運行參數(shù)和工作數(shù)據(jù)。
5、1、 監(jiān)控軟件
◆ 監(jiān)控主機同時提供對外的數(shù)據(jù)接口，即用戶可以通過計算機實時查看整個電源系統(tǒng)的實時運行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。
◆ 可每隔5分鐘存儲一次電站實驗所有運行數(shù)據(jù)，包括實時存儲環(huán)境數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等參數(shù)。
◆ 可連續(xù)存儲20年以上的電站實驗所有的運行數(shù)據(jù)和故障紀錄。
 

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(tài)，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(xù)可設置
◆ 內(nèi)部存儲： 4M bit
◆ 通訊接口： RS-232/485/USB通訊
◆ 產(chǎn)品功耗：
◆ 外形尺寸： （165×125×75）mm
◆ 環(huán)境溫度： -40℃～50℃
六、教學及研究實訓項目
實驗1、風力發(fā)電基礎理論原理性實驗
實驗2、風力發(fā)電系統(tǒng)設計實驗
實驗3、風力發(fā)電基礎理論與應用技術仿真實驗
實驗4、風力發(fā)電相關測量技術實驗
實驗5、風力發(fā)電控制技術實驗
實驗6、風力發(fā)電電力電子實驗
實驗7、風力發(fā)電機并網(wǎng)過程實驗
實驗8、風力發(fā)電機在不同風速情況下并網(wǎng)實驗
實驗9、并網(wǎng)過程中孤島保護實驗
實驗10、風力發(fā)電機轉速與輸出電壓關系實驗
實驗11、風力發(fā)電機在不同的風速的情況變換功率實驗
實驗12、風力發(fā)電機轉速與輸出電流關系實驗
實驗13、風力發(fā)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(fā)電系統(tǒng)接線實驗
七、 售后服務
◆ 使用手冊
◆ 產(chǎn)品培訓
配置清單