风力发电系统教学实验平台

风力发电系统教学实验平台

一、系统概述

风力发电系统教学实验平台由七大核心单元组成：发电单元、充电单元、电力蓄能单元、逆变模块、控制单元、负载单元和显示单元。这一平台专为职高、大学及研究生设计，提供了一个全面而深入的风力发电研究与教学环境。

教学特点

• 集成环境监测：集成室内温湿度仪和风速测量系统，使实验操作更加直观便捷。

• 智能充放电管理：采用先进的数字化DSP技术，对蓄电池的充放电过程进行智能化管理，确保高效稳定。

• 实时状态监控：面板配备直观的数字仪表和液晶显示屏，便于用户实时了解系统的工作状态。

• 离网电源输出：内置离网电源能够输出交流110V/220V纯正弦波交流电能，满足各种教学需求。

• 紧凑结构设计：系统结构紧凑，便于学生拆装移动，使用简便，节能环保且无污染。

• 分布式发电模块：新增分布式发电原理与实验模块，拓宽学生知识视野，促进新知识的理解与吸收。

二、系统运行技术条件

风力系统

• 风轮直径：1.65米，确保大风能捕获面积，提高发电效率。

• 启动风速：1.5米/秒，低风速启动，适应多种教学场景。

• 额定风速：12米/秒，在标准风速下实现最佳发电效果。

• 安全风速：35米/秒，确保系统在高风速下的安全稳定运行。

模拟风洞

• 风量：34073立方米/小时，提供充足的模拟风源。

• 电压：三相四线380VAC，满足大功率模拟需求。

• 功率：2.2kW，确保模拟风洞的稳定运行。

• 调速单元：3KW矢量变频器，输出频率范围0-100Hz，实现精确的风速调节。

充电系统

• 额定功率：400W，确保高效充电。

• 额定电压：支持12V和24V两种电压，适应不同蓄电池类型。

电力蓄能系统

• 储能形式：采用阀控式密封铅酸蓄电池，确保电能的有效储存。

• 额定电压与容量：12V额定电压，55Ah额定容量，满足长时间的教学需求。

逆变模块系统

• 直流输入电压范围：10.5～16.8VDC，适应不同蓄电池状态。

• 额定输出功率：300W，确保稳定的电力输出。

• 输出电压与波形：110/220VAC输出电压，纯正弦波输出，保证电力质量。

控制模块系统

• 工作电压：12VDC，确保稳定的工作状态。

• 充电功率：500W，实现高效充电。

• 充电方式：采用PWM脉宽调制技术，实现精确充电控制。

• 智能保护功能：具备过充、过放、短路等多种保护功能，确保系统安全运行。

负载模块装置系统

• 负载设备：包含风扇、交通灯、马达、交流LED灯、直流模拟负载等，满足不同的实验需求。

显示装置系统

• 显示设备：配备多种电流表、电压表、温湿度表、风机转速表等，实时显示系统参数状态。

电气开关操作柜

• 集成开关：集成交流漏电开关、紧急停止开关、仪表开关等，方便进行电气操作和控制。

监控软件

• 数据监控：实时显示蓄电池电压、风机电压、光伏电压等关键参数，提供全面的数据支持。

三、教学项目及实验内容

风力发电系统教学实验平台提供了一系列教学项目和实验内容，涵盖风力发电的基础理论、系统设计、测量技术、控制技术、电力电子技术及实际应用等方面。通过实验，学生可以深入了解风力发电的原理和技术，掌握相关实验方法和技能。

实验项目列表

1. 风力发电基础理论原理性实验

2. 风力发电系统设计实验

3. 风力发电基础理论与应用技术仿真实验

4. 风力发电相关测量技术实验

5. 风力发电控制技术实验

6. 风力发电电力电子实验

7. 过放保护、过放恢复、过充保护等电池保护实验

8. 风速报警与风速检测实验

9. 风力发电系统的直接负载实验

10. 风速变化对发电系统的影响实验

11. 限速机械保护系统原理实验

12. 限速电控保护系统原理实验

13. 风机过功率保护实验

14. 风机超速保护实验

15. 不同转速下风力发电曲线实验

16. 风况检测实验

17. 独立风机系统实验

18. 综合实验

四、主要设备清单