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风力发电实训平台
风力发电实训平台概要：目前世界上大中型风力发电机组主要有两种型式：一类是定桨距失速调节型，属于恒速机型，一般使用同步电机或者鼠笼式异步电机作为发电机，通过定桨距失速控制的风轮机使发电机的转速保持在恒定的数值，继而使风电机组并网后定子磁场旋转频率等于电网频率，转子、叶轮的变化范围小，捕获风能的效率低；另一类是变速变距型，一般采用双馈电机或者永磁同步电机，通过调速器和变桨距控制相结合的方法使叶轮转速可以跟随风速的改变在很宽的范围内变化，保持*佳叶尖速比运行，从而使Cp（风能利用系数）在很大的风速变化范围内均能保持*大值，能量捕获效率*大。发电机发出的电能通过变流器调节，变成与电网同频、同相、同幅的电能输送到电网。
风力发电实训平台采用模块化结构设计，可通过多种方式设计新能源应用系统。平台集电子信息、电力电子、自动控制等技术的综合应用于一体，能满足电子信息工程、电气工程及其自动化、自动化等相关专业的实验教学、工程设计和科研创新。
一、 技术性能
1. 输入电压：三相四线制AC380V±10% 50Hz
2. 工作环境：环境温度-5℃～+40℃ 相对湿度＜85%（25℃） 海拔＜4000m
3. 装置容量：＜5.0kVA
二、 系统配置要求
系统由永磁同步风力发电机组、模拟风力机控制柜、系统显示屏、全功率变流器柜、无穷大系统、监控软件六部分构成。风力发电机组可选用双馈电机等多形式。
(一) 永磁同步风力发电机组
发电机组由直流电动机、三相永磁同步发电机、转速传感器、机组固定底盘及配套件等四部分组成。
1. 直流电动机
直流电动机采用Z4系列国标电机，具有散热风机，参数如下：
(1) 额定电枢电压：DC440V
(2) 额定功率：4kW
(3) 额定转速：1500r/min
2. 三相永磁同步发电机
(1) 额定功率：3kW
(2) 额定电压：AC380V（线电压）
(3) 额定转速：1500r/min
(4) 额定转矩：19N.M
(5) 极数：4极
3. 转速传感器
转速传感器采用1024线增量型光电编码器，推挽输出，精度高、抗干扰性强。
4. 机组固定底座及配套件
机组底座采用整体翻砂件，表面平整度高，直流电动机与永磁发电机采用橡胶连轴器软连接，为保护学生安全，配有防护罩。底座装设带减震功能支撑脚，为方便机组移动装设方向轮1只，定向轮2只。
(二) 模拟风力机控制柜
风力机模拟柜由模拟表头、工业一体化PC、数字直流调速器等主要元件构成。控制柜电源进线采用漏电保护开关。
1. 模拟表头
采用国标6L2系列表头，含原动机电枢电压表、原动机电枢电流表、系统进线电压表，配三相线电压切换显示开关。
2. 数字直流调速器
采用功能强大的西门子6RA70型数字四象限直流调速器作为原动机的驱动装置。在完成风力发电部分实验时，作为原动机，并与监控软件一起模拟风力机，拖动永磁同步发电机运行。在完成永磁同步电机变频调速实验时，直流电动机作为发电机运行，并将电能通过调速器回馈到电网。额定参数如下：
(1) *大输出功率：6.3kW
(2) 额定电枢电流：15A
(3) 额定电枢电压：420V
(4) 额定励磁电流：3A
(5) 额定励磁电压：325V
(6) 通讯口：RS485/232，支持USS通讯协议
3. 工业平板电脑（IPPC）
系统采用IPPC作为系统监控的硬件平台，前面板采用铝合金材料，表面阳极氧化拉丝处理工艺，配置如下：
(1) 显示器：12.1寸液晶
(2) CPU：凌动N270，1.6GHz
(3) 主板：微星A9830IMS
(4) 内存：DDR2 1G
(5) 硬盘：160G
(6) 触摸屏：5线电阻触摸屏
(7) 网卡：10-100M
(8) 串口：5个
(9) USB：4个
(10) VGA接口：1个
(11) PCI插槽：1个
(三) 全功率变流器柜
变流器控制柜含全功率变流器主回路和控制系统。
1. 技术指标:
(1) 额定工作电压：380VAC
(2) 额定处理容量：5kVA
(3) 电流畸变率：＜10%
(4) 直流额定电压：650V
(5) 功率因数：±0.9可调
(6) 控制方式：采用DSP全数字化控制
(7) 并网控制：自动软并网
(8) 电磁屏蔽措施：金属壳屏蔽保护
(9) 故障诊断能力：过压、过流、过热保护等
(10) 冷却方式：强制风冷
(11) 频率精度：±0.03Hz
(12) 并网冲击电流、电压：＜5%
(13) 控制误差：＜4%
(四) 智能电量监测仪
1. 测量三相电流，三相相/线电压、有功功率、无功功率、功率因数等电量
2. 2-31次谐波测量
3. 四象限电能计量：±有功电能（kWh），±无功电能（kVarh）
4. 标准PT、CT输入，适用于各种电压等级及接线方式
5. RS-485通讯接口，Modbus RTU通讯规约
(五) PLC控制器
西门子S7-200系列CPU224XP型主机。
(六) 大功率三相自耦调压器
额定容量：9kVA，原边额定输入三相AC380V，副边AC 0～430V可调。
(七) 监控软件
主要包括风力机模拟器上位机界面、网侧变流器电量监测，全功率变流器保护状态监视等功能。
(八) 风力发电系统仿真软件
本软件界面生动直观、易学易用，能够提高教学效率和学习的兴趣，加深学生对知识的理解和运用。系统通过产品说明、器件展示、装配演示、运行演示等方面讲述风力发电系统的结构组成及运行过程（开标现场演示）。
产品说明：运用生动的仿真动画和实物图，从理论上介绍大型风力发电系统运行的原理及各个器件的作用。
器件展示：以3D仿真的形式单独展示大型风力发电系统的各个器件，方便学生观察器件的结构形状，真实的反映出器件的工作过程，直观生动的模拟出器件运行所要达到的效果，使学生熟悉器件的工作原理。
装配演示：以3D仿真的形式展示大型风力发电系统的变桨、偏航等机构的装配过程，让学生直观了解大型风力发电系统的结构和装配过程。
运行演示：以3D仿真的形式展示大型风力发电系统的变桨、偏航等机构的运行过程，让学生直观了解大型风力发电系统的运行过程。
相关实训考核平台：
LG-GF02型 太阳能教学实验台,光伏太阳能实训台
LG-XSP01型 太阳能教学实验箱
LG-GF02型 太阳能光伏发电系统实训装置/太阳能发电系统实训台
LG-GF03型 太阳能光伏并网发电系统实训装置
LG-XYL01型 燃料电池教学实验台/燃料电池教学实训装置
LG-GF04型 太阳能电池实训装置/太阳能电池实验箱
LG-GF05型 风光互补发电实验台/风光互补发电系统实训装置
LG-XYL02型 水冷型燃料电池科研实验台/水冷型燃料电池实训装置
LG-FN01型 400W风力发电教学实验实训装置
LG-GF02A型 太阳能光伏电源发电系统实训装置
LG-GF06型 太阳能光热教学实验平台/太阳能光热教学实训装置
LG-GFL01型 风光互补路灯实验系统/太阳能风能路灯实训装置
LG-GFL02型 光伏发电系统集成教学演示系统
LG-GF07型 500W风光互补并网发电系统教学实训台
LG-GF01A型 太阳能光电教学实训台/太阳能光电教学实验板
LG-GF02B型 基础型太阳能教仪系统/太阳能教学实验系统
LG-FN02型 大型双馈风力发电实验系统/双馈风力发电系统
LG-XYL03型 燃料电池发电全检测型实验系统
LG-FG01型 风光互补发电、充电、逆变实训装置
LG-FG02型 风光互补发电、充电、逆变实训装置
LG-FG03型 风光互补发电、充电、逆变实训装置
LG-FL01型 风力发电整流逆变实训装置
LG-FL02型 风力发电整流逆变实训装置
LG-FL03型 风力发电整流逆变实训装置
LG-FL04型 风力发电整流逆变实训装置
LG-FX02型 风向跟踪风力发电实训装置
LG-FX03型 风向跟踪风力发电实训装置
LG-FX04型 风向跟踪风力发电实训装置
LG-LB01型 轮毂旋转变桨机舱跟踪实训装置 （普通型）
LG-LB01A型 轮毂旋转变桨机舱跟踪实训装置 (高档型）
LG-LB01B型 轮毂旋转变桨机舱跟踪实训装置 (豪华型）
LG-LB02型 轮毂旋转变桨机舱跟踪发电整流逆变实训装置（至尊型）
LG-TG01型 大型模拟太阳升降、太阳跟踪、光伏发电、充电逆变实训装置
LG-TG02型 小型模拟太阳升降、太阳跟踪、光伏发电、充电逆变实训装置
LG-TF01型 太阳能发电整流逆变实训装置
LG-TF02型 太阳能发电整流逆变实训装置
LG-TF03型 太阳能发电整流逆变实训装置
LG-JX09型 太阳能光伏电池材料性能测试仪
LG-JX08型 太阳能逆变电源教学实验台
LG-JX07型 太阳能光热利用系统演示测量实验台
LG-JX06型 太阳能风光互补发电系统实验台
LG-JX05型 太阳能热水系统能效等级检测仪
LG-JX04型 太阳能系统耐撞击试验台
LG-JX03型 全自动太阳跟踪试验台(高精度太阳跟踪系统)
LG-JX02型 人工太阳模拟发射器
LG-JX01系列 太阳能实验室实训实验设备
LG-PC2T1型 太阳辐射监测系统
LG-RM02A型 太阳热水系统性能测试仪
LG-RM02B型 太阳能集热器测试系统
LG-RM02型 太阳能热水器性能检测系统
LG-FD01型 太阳能发电测试系统
LG-FD02型 风力发电测试系统
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LG-PC02T型 太阳辐射标准观测站
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LG-RJ02C型 太阳集热管热性能测试系统
LG-RJ02D型 可再生能源建筑应用测评系统
LG-FD03型 太阳能电池组件/阵列评测系统
LG-PD02型 连续太阳模拟器
LG-DYRB1型 地源热泵系统测试仪
新能源实训考核装置
太阳能教学实训台
光伏发电系统实训装置
风力发电实训装置
风光互补发电系统实训台
光伏发电实验设备
太阳能光伏发电实验设备
风光互补逆变实训装置
新能源教学设备
风力发电实训平台采用模块化结构设计，可通过多种方式设计新能源应用系统。平台集电子信息、电力电子、自动控制等技术的综合应用于一体，能满足电子信息工程、电气工程及其自动化、自动化等相关专业的实验教学、工程设计和科研创新。
一、 技术性能
1. 输入电压：三相四线制AC380V±10% 50Hz
2. 工作环境：环境温度-5℃～+40℃ 相对湿度＜85%（25℃） 海拔＜4000m
3. 装置容量：＜5.0kVA
二、 系统配置要求
系统由永磁同步风力发电机组、模拟风力机控制柜、系统显示屏、全功率变流器柜、无穷大系统、监控软件六部分构成。风力发电机组可选用双馈电机等多形式。
(一) 永磁同步风力发电机组
发电机组由直流电动机、三相永磁同步发电机、转速传感器、机组固定底盘及配套件等四部分组成。
1. 直流电动机
直流电动机采用Z4系列国标电机，具有散热风机，参数如下：
(1) 额定电枢电压：DC440V
(2) 额定功率：4kW
(3) 额定转速：1500r/min
2. 三相永磁同步发电机
(1) 额定功率：3kW
(2) 额定电压：AC380V（线电压）
(3) 额定转速：1500r/min
(4) 额定转矩：19N.M
(5) 极数：4极
3. 转速传感器
转速传感器采用1024线增量型光电编码器，推挽输出，精度高、抗干扰性强。
4. 机组固定底座及配套件
机组底座采用整体翻砂件，表面平整度高，直流电动机与永磁发电机采用橡胶连轴器软连接，为保护学生安全，配有防护罩。底座装设带减震功能支撑脚，为方便机组移动装设方向轮1只，定向轮2只。
(二) 模拟风力机控制柜
风力机模拟柜由模拟表头、工业一体化PC、数字直流调速器等主要元件构成。控制柜电源进线采用漏电保护开关。
1. 模拟表头
采用国标6L2系列表头，含原动机电枢电压表、原动机电枢电流表、系统进线电压表，配三相线电压切换显示开关。
2. 数字直流调速器
采用功能强大的西门子6RA70型数字四象限直流调速器作为原动机的驱动装置。在完成风力发电部分实验时，作为原动机，并与监控软件一起模拟风力机，拖动永磁同步发电机运行。在完成永磁同步电机变频调速实验时，直流电动机作为发电机运行，并将电能通过调速器回馈到电网。额定参数如下：
(1) *大输出功率：6.3kW
(2) 额定电枢电流：15A
(3) 额定电枢电压：420V
(4) 额定励磁电流：3A
(5) 额定励磁电压：325V
(6) 通讯口：RS485/232，支持USS通讯协议
3. 工业平板电脑（IPPC）
系统采用IPPC作为系统监控的硬件平台，前面板采用铝合金材料，表面阳极氧化拉丝处理工艺，配置如下：
(1) 显示器：12.1寸液晶
(2) CPU：凌动N270，1.6GHz
(3) 主板：微星A9830IMS
(4) 内存：DDR2 1G
(5) 硬盘：160G
(6) 触摸屏：5线电阻触摸屏
(7) 网卡：10-100M
(8) 串口：5个
(9) USB：4个
(10) VGA接口：1个
(11) PCI插槽：1个
(三) 全功率变流器柜
变流器控制柜含全功率变流器主回路和控制系统。
1. 技术指标:
(1) 额定工作电压：380VAC
(2) 额定处理容量：5kVA
(3) 电流畸变率：＜10%
(4) 直流额定电压：650V
(5) 功率因数：±0.9可调
(6) 控制方式：采用DSP全数字化控制
(7) 并网控制：自动软并网
(8) 电磁屏蔽措施：金属壳屏蔽保护
(9) 故障诊断能力：过压、过流、过热保护等
(10) 冷却方式：强制风冷
(11) 频率精度：±0.03Hz
(12) 并网冲击电流、电压：＜5%
(13) 控制误差：＜4%
(四) 智能电量监测仪
1. 测量三相电流，三相相/线电压、有功功率、无功功率、功率因数等电量
2. 2-31次谐波测量
3. 四象限电能计量：±有功电能（kWh），±无功电能（kVarh）
4. 标准PT、CT输入，适用于各种电压等级及接线方式
5. RS-485通讯接口，Modbus RTU通讯规约
(五) PLC控制器
西门子S7-200系列CPU224XP型主机。
(六) 大功率三相自耦调压器
额定容量：9kVA，原边额定输入三相AC380V，副边AC 0～430V可调。
(七) 监控软件
主要包括风力机模拟器上位机界面、网侧变流器电量监测，全功率变流器保护状态监视等功能。
(八) 风力发电系统仿真软件
本软件界面生动直观、易学易用，能够提高教学效率和学习的兴趣，加深学生对知识的理解和运用。系统通过产品说明、器件展示、装配演示、运行演示等方面讲述风力发电系统的结构组成及运行过程（开标现场演示）。
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器件展示：以3D仿真的形式单独展示大型风力发电系统的各个器件，方便学生观察器件的结构形状，真实的反映出器件的工作过程，直观生动的模拟出器件运行所要达到的效果，使学生熟悉器件的工作原理。
装配演示：以3D仿真的形式展示大型风力发电系统的变桨、偏航等机构的装配过程，让学生直观了解大型风力发电系统的结构和装配过程。
运行演示：以3D仿真的形式展示大型风力发电系统的变桨、偏航等机构的运行过程，让学生直观了解大型风力发电系统的运行过程。
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