垂直轴风力并网发电教学实验系统

垂直轴风力并网发电教学实验系统

一、系统综述

垂直轴风力并网发电教学实验系统是一套专为风力发电专业及实际风电教学需求设计的全面教学实训平台。该系统涵盖了室外风力发电机、叶片、塔架、防雷箱、并网控制器、并网逆变器及控制柜等关键组件，能够完整模拟并网发电的全过程。它不仅适用于职高、大学的风力发电教学，还适用于研究生课题研究及培训，是风力发电领域理想的教学工具。

二、技术参数详解

2.1 风力发电技术规格（单相输出）

• 风轮直径：2.4米，确保足够的风能捕获面积。

• 叶片材质：采用增强玻璃钢，既轻便又坚固。

• 叶片数量：5片，优化风能转换效率。

• 额定转速：50转/分钟，确保稳定的电能输出。

• 额定风速：14米/秒，适应多种风况。

• 启动风速：2.5米/秒，低风速下即可启动。

• 工作风速范围：3-25米/秒，适应广泛的风速变化。

• 安全风速：40米/秒，确保在极端风况下的系统安全。

• 发电机类型：永磁三相交流发电机，高效稳定。

• 额定功率：2KW，满足教学实训需求。

• 最大功率：2.5KW，具备过载能力。

• 额定电压：220VAC，符合标准电网电压。

• 塔杆高度：12米，确保风能的充分捕获。

• 塔杆类型：液压塔架，便于操作与维护。

2.2 风机并网控制器技术规格

• 额定功率：3KW，适应风机输出功率范围。

• 适用风机：2KW风力发电机，精准匹配。

• 输入电压范围：(DC) 0~600V，宽电压输入范围。

• 风机额定输出功率：2KW，确保稳定并网。

• 卸载电压：按风机输出电压设置，灵活可调。

• 最大卸载功率：3KW，有效保护系统安全。

• 尺寸：W×H×D mm 500/687/166，紧凑设计。

• 重量：20kg，便于搬运与安装。

• 防护等级：IP20/IP65，适应多种环境。

• 环境温度范围：-20 ～＋40 ℃，宽温工作。

• 储存温度范围：-25 ～＋70 ℃，确保长期储存稳定。

• 冷却方式：风扇对流，有效散热。

• 显示内容：风机电压、风机电流、风机功率，信息全面。

• 显示方式：LCD液晶屏显示，直观易读。

2.3 风机并网逆变器技术规格

• 输入电压范围：(DC) 40V-450V，宽电压范围适应性强。

• 风机最大输出功率：2KW，确保稳定逆变。

• 直流电压VPP：VPP < 10%，保证逆变效率。

• 额定功率：5000W，满足高功率需求。

• 电网电压范围：196 ～ 253V AC，适应标准电网电压。

• 电网频率范围：任选50Hz或60Hz，灵活适配不同电网标准。

• 功率因数：> 0.99，高效利用电能。

• 最大效率：94%，实现能源高效转换。

• 待机损耗：< 11 W，节能环保。

• 保护功能：防孤岛、过温、过载、过流、过压保护，全面保障系统安全。

• 总谐波失真(THD)：< 4%，保证电能质量。

• 尺寸：W×H×D mm 555/420/125，紧凑设计节省空间。

• 重量：32.5kg，坚固耐用。

• 防护等级：IP20，适应多种环境。

• 环境温度范围：-20 ～＋40 ℃，宽温工作范围。

• 储存温度范围：-20 ～＋50 ℃，确保长期储存稳定。

• 冷却方式：风扇和对流，有效散热。

• 显示内容：LCD & 信号灯，直观显示工作状态。

• 通讯方式：RS485，便于远程监控与数据传输。

• 功率曲线点：最小5，最大20，灵活调整适应不同需求。

• 安规认证：符合IEC 62103:2003(1st Edition)及EN50178:1997标准，确保产品安全合规。

• 并网认证：符合DIN VDE 0126-1-1:2006标准，确保并网安全稳定。

三、监控单元的核心构造与功能

监控单元是垂直轴风力并网发电教学实验系统中的重要组成部分，主要包括监控主机、监控软件以及显示设备。这一单元的核心在于其实时获取和处理风力发电的运行参数与工作数据的能力。

3.1 监控软件的功能特点

监控软件作为监控单元的大脑，具备多项关键功能。首先，它提供了对外数据接口，允许用户通过计算机实时查看整个电源系统的实时运行数据、历史数据以及故障数据。这一功能为用户提供了极大的便利，使得用户能够随时掌握系统的运行状态。

其次，监控软件具备强大的数据存储能力。它可以每隔5分钟存储一次电站实验的所有运行数据，包括实时环境数据、故障数据等关键参数。此外，该软件还能够连续存储20年以上的电站实验运行数据和故障记录，为系统的长期稳定运行提供了有力的数据支持。

3.2 远程监控软件的设置与应用

远程监控软件是监控单元的另一重要组成部分。它为用户提供了远程管理风力发电系统的能力。在登录方面，普通用户账户和密码由管理员自行添加，确保了系统的安全性。

在功能方面，远程监控软件提供了实时状态、历史记录、发电量统计、设备管理以及用户管理等多个模块。用户可以通过选择逆变器的序列号，查看该台逆变器当前的相关参数；也可以查询逆变器的历史状态，并将数据导出至Excel进行进一步分析。此外，用户还可以查询逆变器的发电量统计信息，以及进行设备管理和用户管理操作。

3.3 风资源监控测量系统的关键技术

风资源监控测量系统主要通过风速风向仪来测量和记录风速风向。该仪器具有循环记录存储功能，能够存储大量风速风向历史记录。同时，其液晶屏显示和键盘操作使得操作过程简单方便。此外，风速风向仪还可以与计算机进行通讯，将记录的数据下载到计算机中进行观察分析。

在技术指标方面，风速风向仪具有测量范围广、精度高、工作电源多样化等特点。其记录间隔可根据需要进行设置，内部存储容量大，通讯接口多样，能够满足不同用户的需求。同时，该仪器还具有低功耗运行模式，能够降低能耗，延长使用寿命。

四、教学及研究实训项目的多样化

垂直轴风力并网发电教学实验系统为教学及研究提供了丰富的实训项目。这些项目涵盖了风力发电基础理论原理性实验、系统设计实验、基础理论与应用技术仿真实验等多个方面。通过这些实验项目，用户可以深入了解风力发电系统的原理、设计、运行以及控制等方面的知识，为风力发电技术的研究与应用提供有力支持。

五、优质的售后服务保障

我们提供全面的售后服务保障，包括使用手册和产品培训等服务。使用手册详细介绍了系统的安装、配置、操作以及维护等方面的内容，为用户提供了便捷的参考。产品培训则通过专业的讲师团队，为用户提供了一个系统的培训服务，帮助用户更好地掌握系统的使用和管理技能。

六、配置清单