风光互补发电测量控制实验系统

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作者：管理员发布时间：2025-09-12 16:09:12

　MY-F500风光互补发电测量控制实验设备集成400W永磁同步风力发电机与100W单晶硅太阳能电池阵列，配备双轴自动跟踪系统（精度±1°）、5kW模拟风洞及Zigbee无线监控模块。系统支持风速-功率特性测试、光伏伏安特性分析、MPPT跟踪及离网/并网逆变控制（300W正弦波输出），可通过PC软件实时监测风光能量参数，适用于可再生能源系统特性研究与控制策略实训。

一、主要技术规格参数：
1、系统规格：
1）系统工作电压：12/24V DC 220VAC
2）系统最大电流：10A
3）系统最大功率：500W
2、单晶硅太阳能电池规格：
1）组件尺寸(L*W*H)：536*477*28mm×4
2）最佳功率：25W
3）最佳工作电压：17.05±0.5V
4）最佳工作电流：1.43±0.10A，
5）短路电流：1.6±0.10A，
6）开路电压：21.0±0.5V
3、风机力发电机参数：
1）额定功率：400(W)
2）额定电压：12/24(V)
3）额定电流：33.3/16.7（A）
4）风轮直径：1.5(m)
5）启动风速：2.5(m/s)
6）额定风速：9.6(m/s)
7）安全风速：35(m/s)
8）发电机工作形式：永磁同步发电机
9）风叶旋转方向：顺时针
10）风叶数量：3（片）
11）风叶材料：玻璃增强聚丙烯材料
12）电机材料：铝合金&不锈钢
4、模拟风洞模块：
1）风量：32073 m^з/h
2）风压：388Pa
3）转速：1450 r/min
40功率：5.0kW
5、风光互补控制器规格:
1)工作电压：12VAC
2)充电功率：400W
3)充电方式：PWM脉宽调制
4）充电最大电流 35A
5）过放保护电压 11V
6）过放恢复电压 12.6V
7）输出保护电压 16V
8）卸载开始电压（出厂值）15.5V
9）卸载开始电流（出厂值） 15A
10）控制器设有蓄电池过充、过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护、电池接反保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿、光控开关功能；
11）负载为100W以下的12V/24V直流负载，控制单元一通道为常开输出，另一通道为多类定时输出（光控开、光控关，定时开、定时关，）。
6、离网逆变电源：
1）直流输入电压：10.8～16.8VDC
2）额定蔬出功率：300W
3）输出电压：110VAC
4）输出波形：纯正弦波
5）输出频率：50Hz
6）工作效率：85%
7)功率因数：>0.88
8)波形失真率≤5%
9)工作环境：温度-20℃～50℃
10)相对湿度：﹤90﹪（25℃）
11)保护功能：极性反接、短路、过热、过载保护

离网逆变电源

7、并网同步逆变电源:
1)AC标准电压范围： 90V-140V/180V-260VAC
2)AC频率范围：55Hz~63Hz/45Hz~53Hz
3)输出电流总谐波失真：THDIAC <5%
4)相位差：<1%
5)岛效应保护：VAC;f AC
6)输出短路保护：限流
7)显示方式：LED
8)待机功耗：<2W
9)夜间功耗：<1W
10)环境温度范围：-25℃~60℃
11)环境湿度：0~99%(Indoor Type Design)

并网同步逆变电源:

8、太阳能电池自动跟踪模块:
1）跟踪方式：双轴全自动跟踪
2）跟踪精度：±1°
3）水平回转角度：360°
4）俯仰角度：180°
4）传动机构自重：8Kg   （不含支架与电池板）
5）最大承重：25Kg（可装120W以下的电池板）
6）电机供电电源：DC 12V
7）控制器供电电源：DC 12V
8）系统年平均耗电量：0.1W
9）抗风等级：10级
10）工作高度1500㎜~1695㎜，承载8㎏，净重1.8㎏，
11）模拟小太阳模块：220VAC 150W金卤灯或500W自然色投光灯
9、测风系统模块：
1）测量范围：风速：0～60m/s    风向：0～360°
2）精度：±0.1m/s ± 3°
3）工作电源：AC 220V±20% 50HZ， DC24V、12V、5V或其他供电。
4）记录间隔：1分钟～240分钟连续可设置
5）内部存储：4M bit
6）通讯接口：RS-232/485/USB通讯
7）环境温度：-40℃～50℃
8）转速传感器：0～5000 风力发电机转速检测显示（室内）
10、电表规格：
◆电流表：×3个，2A，显示模式︰0.5”LED
◆电压表：×3个，20V，显示模式︰0.5”LED
◆温度表：×1个，0～99.9℃
11、负载：
◆风扇：×1个，额定电压：12/24V，工作电流：0.25A，功率：3W
◆交通灯：2组(R,G,B)，额定电压：12V，工作电流：0.25A，功率：3W
◆蜂鸣器：×1个
◆马达：×1个，额定电压：12/24V，工作电流：0.25A，功率：3W
◆交流线性电阻负载：3～15～120W
◆直流模拟负载：12V/24V/28WLED路灯板
12、电池：阀控式密封铅酸蓄电池
◆额定电压：12V
◆额定容量：100Ah
◆充电方法（恒压），循环︰最大充电电流为5.6A
13、无线监控：高性能风光互补智能控制器，含PC端Zigbee无线监控模块，与太阳能教学模块Zigbee发射模块，透过IEEE802.15.4标准无线协定截取I(电流)V(电压)值至PC端显示以便监控。
14、系统外形尺寸；长1400×宽550×高1700（㎜）附滚轮方便推动至户外教学。
15、监控软件：
◆PC监控模块：监控主机、监控软件。
◆显示内容：蓄电池电压、风机电压、光伏电压、风机电流、光伏电流、风机功率、光伏功率，能量模拟图，当前风速（米/秒），当前风向（度），当前风力资源平估。
二、实训项目：
（1）永磁同步风力发电机系统运行过程风能量变换演示和实验：
实验1、风速即转速与与出功率关系实验
实验2、发电机转速与输出电压关系实验
实验3、发电机转速与输出电流关系实验
实验4、发电机转速与输出电压频率关系实验
实验5、风速即转速与与出功率关系实验
实验6、发电机转速与输出电压关系实验
实验7、发电机转速与输出电流关系实验
实验8、发电机转速与输出电压频率关系实验
（2）太阳能电池控制运行过程光能量变换演示和实验：
实验1、光伏电池的伏安特性；
实验2、光伏发电的负载特性测试；
实验3、光伏电池输出功率与入射角的关系；
实验4、输出功率与光照强度的关系；
实验5、最大功率点跟踪实验测试；
实验6、控制器原理实验；
实验7、蓄电池充放电控制实验；
实验8、蓄电池保护实验；
实验9、光伏阵列设计实验；
实验10、太阳能照明系统设计；
实验11、太阳能系统电器负载实验；
实验12、综合实验；
实验13、追日实验；
三、主要设备清单：

序号	名称	型号	数量	单位
1	风光互补实训系统主操作台	MY-F500	1	台
2	永磁同步发电机	400W	1	台
3	模拟风洞系统		1	只
4	风速仪（含支架）		1	台
5	风向仪（含支架）		1	台
6	矢量变频器	5.0KW	1	台
7	太阳能电池组件模块	100W	1	套
8	蓄电池组	100Ah	4	组
9	实验附件	茂育	1	套
10	上位软件	茂育	1	套

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