大型风力发电实训系统平台产品简介.doc

THWPWG-2型 大型风力发电系统实训平台（工程型）一、产品概述本实训平台参照兆瓦级风机控制系统设计，具有形象的物理仿真对象，创造了良好的实训环境，包括一套风力发电机模拟对象和四台控制柜，分别是：风机对象模型（MW级风机结构，可实现主动偏航和独立变桨功能）、能源控制监控管理气象站、偏航变桨控制系统、能源转换储存控制系统、风能变流器系统。可以实现风机变桨系统、电气系统、偏航系统的控制过程实训和风机的整机运行演示。可用于职业院校学生的风力发电电动变桨偏航装置电气控制操作及电气故障排除、风电并网控制技术培训，也可用于风电检修工技能鉴定培训。2012/2013年全国职业院校现代制造及自动化技术教师大赛新能源发电技术比赛“风力发电系统安装与调试”赛项唯一指定竞赛设备二、产品特点1. 风力发电机组的电变桨、偏航、刹车装置机械结构采用半实物模型，形象生动，电气控制部分元器件采用网孔板安装结构模式，安装方便灵活。2. 对象系统安装有环境模拟系统，可模拟-40-80环境温度。发电机和变频器及增速齿轮箱均装有多个温度传感器用于监测温度。3. 装置具有模拟风速风向功能，根据风速大小及风向变化反映变桨、偏航机构工作特点。4. 并网逆变控制系统将直流24V逆变成交流36V、50Hz（安全电压），通过升压变压器升至交流220V、50Hz,与单相市电相连实现并网发电功能。主控制器采用TI公司32位定点TMS320F2812芯片，逆变电源的输出功率因数接近于1，输出电流为正弦波。控制策略采用双闭环控制结构，内环为并网电流环，外环为直流电压环。并网同步采用数字锁相技术，锁相精度高，易于实现，同时实现了输出端的功率因数校正控制。5. 能源转换储存控制系统完成电量测量、最大功率跟踪、储能和蓄电池管理等功能。最大功率跟踪 微处理器采用51系列单片机，具有通用性和在线下载功能，方便用户编程调试，硬件完全开放，用户可以编写不同的MPPT算法实现最大功率跟踪，并将调节参数发送给PWM驱动模块进行调节。PWM驱动CPU采用PIC系列单片机，接收调节参数并输出不同占空比的PWM信号，控制主电路，实现功率调节。智能充放电控制器可以根据蓄电池电压高低，调节充电状态和电流的大小，保护蓄电池过充或过放，延长蓄电池使用寿命。6. 对象系统可以根据实训要求调解高度（二段式安装），底座可折叠（缩放范围土700mm），方便安装与运输。7. 安装有完善的安全装置，外围安装有可拆卸式安全栏杆，可保证使用者不进入危险区域，同时安装有红外反射警示开关，当使用者意外进入危险区域时，系统主动断电刹车。三、技术性能1. 额定工作电压：三相四线AC380V10%50Hz2. 工作环境：温度1040相对湿度85%（25） 海拨4000m3. 装置容量：2.5kVA四、设备配置整套设备由能源控制监控管理气象站、偏航变桨控制系统、能源转换储存控制系统、风能变流器系统、风机对象模型五个部分组成。1.能源控制监控管理气象站主要由LED屏、工业平板电脑（人机交互界面）、PLC、低压电器、开关等器件组成。LED屏可显示风速、风向、偏航角度、变桨角度等信息。工业平板电脑上安装有风力发电系统监控软件，可实现风力发电系统的监控与管理，可实现风力机模拟及风力发电系统的控制。主要设备技术参数：序号名 称主要部件、器件及规格数量备注1能源控制监控管理气象站控制系统柜880mm600mm2100mm1台2工业平板电脑显示器：12.1寸液晶；CPU：凌动N270，1.6GH1台3LED屏尺寸：768384mm;分辨率：192961台4PLCCPU315-2DP1台CP343-1 工业以太网模块1台SM323 16DI/16DO1台5变频器MM420,三相输入，功率：0.75kW1台2.偏航变桨控制系统主要由从PLC、变频器、绝对值编码器、交流减速电机、控制按钮等器件组成。可完成变桨偏航控制系统的安装、手动与自动变桨偏航PLC控制程序的编写与调试，以及从PLC与监控管理主PLC的通信。主要设备技术参数：序号名 称主要部件、器件及规格数量备注1偏航变桨控制系统柜880mm600mm2100mm1台2PLC西门子CPU226CN（DC/DC/DC）1台EM277 DP通信模块1台EM231 2路热电阻输入（PT100）4台EM232 2路模拟量输出(2AI)1台DP接头1个3变频器MM420,三相输入，功率：0.75kW2台4按钮模块开关电源24V/6A 1只，急停按钮1只，复位按钮黄、绿、红各1只，自锁按钮黄、绿、红各1只，转换开关2只，24V指示灯黄、绿、红各2只1组3.能源转换储存控制系统主要由直流电压电流采集模块、过温告警模块、PWM驱动模块、CPU核心模块、人机交互模块、通信模块、防雷器、智能型充放电控制器、蓄电池组、开关电源、直流电压表、直流电流表等组成。主要技术参数：序号名 称主要部件、器件及规格数量备注1直流电压电流采集模块输入：0-60V，0-5A输出：0-5V1个2PWM驱动模块PWM波频率：19.2K占空比调节范围：0-90%1个3CPU核心模块主频：11.0592ZHzA/D路数：8路A/D精度：8位1个4人机交互模块分辨率：128641个5智能型充放电控制器功率：600W蓄电池额定电压：12/24V自动切换1台6蓄电池组电压：12V容量：24AH4块7开关电源额定输入电压：AC220V额定输出电压：DC24V额定功率：35W1个8直流电压表输入电压范围：0-500V精度：0.5%5个字通讯：485通讯接口2个9直流电流表输入电流范围：0-5A精度：0.5%5个字通讯：485通讯接口2个4.风能变流器系统主要由核心模块、接口模块、液晶显示模块、键盘接口模块、驱动模块、直流电压升压模块、直流电压采样模块、交流电压采样模块、交流电流采样模块、过温告警模块、通信模块、开关电源、直流电机、方形指示灯、直流电压表、直流电流表、多功能数显表、变压器等组成。主要技术参数：1.额定输入电压：DC24V2.额定输出电压：220V10%、50Hz1Hz3.额定功率：100VA4.输出功率因数：0.80（感性负载、容性负载）5.逆变效率：80% 序号名 称主要部件、器件及规格数量备注1并网逆变器功率：100W额定输入电压：DC24V额定输出电压：AC36V1台2开关电源额定输入电压：AC220V额定输出电压：DC24V额定功率：35W1台3直流电机额定电压：DC24V1台4方形指示灯额定电压：AC36V1台5直流电流表输入电流范围：0-5A精度：0.5%5个字通讯：485通讯接口1个6多功能数显表测量电压范围：AC0-250V测量电流范围：AC0-5A通讯：485通讯接口1个7变压器变比：36/2201个5.风机对象模型主要由变桨电机、偏航电机、绝对值编码器、风力发电机、原动机、齿轮箱、叶片、风轮轴、机舱、塔筒、轮毂等设备组成。主要设备技术参数：序号名 称主要部件、器件及规格数量备注1风机对象模型3400mm3400mm3800mm1台2交流减速电机1.电机（输出功率：90W 额定电压：220V 额定电流：0.98A 额定转速：1200r/min）2.带耳型标准减速箱减速比1:60 4台31.电机（输出功率：25W 额定电压：220V 额定电流：0.25A 额定转速：1300r/min）2.中间减速箱减速比1:10 3.直角中控减速箱减速比1:753台4卧式减速机1.电机（输出功率：750W额定电压：380V 额定电流：1.97A 额定转速：1400r/min）2.减速箱减速比1:701台5回转支承011 20 2801个6行星齿轮增速箱1.增速比19.75:1 2.连续输入扭矩：850Nm 3.最大输入扭矩1200Nm1台7导电滑环1.电气技术指标：额定电压380VAC/24VDC，额定电流6环5A/36环5A，绝缘电阻500M欧姆/500VDC 2.机械技术指标：工作速度0-500rpm，工作温度-20-+80 ，工作湿度60RH1个8三相永磁式发电机额定输出电压：24V，额定功率：300W，额定转速：400r/min1台9绝对值编码器分辨率：512线9位并行输出4个10霍尔传感器SM12-31010NA6个11行程开关ME-81086个12U型光电开关SU003-3K13信号灯工作电压：DC/24V(绿色)36个14反射传感器ZR-350N4个15贴片式PT100模拟量输出，测量温度：-200-+6008个16SBW温度变送器分度号：PT100，测温范围：0-200，电源：24VDC，输出：4-20mA2个17抗震压力表测量压力范围：0-10Mpa1只18二位三通电磁阀24VDC二位三通阀1只19直动式溢流阀7个压力级可调溢流阀1只20二位四通电磁阀24VDC二位四通阀1只21一体化液压站电机额定电压：380V/50Hz,额定功率:750W,压力:10Mpa,容量:6L1套22压力传感器模拟量输出:0-5V ,测量压力:10Mpa1只23储液罐储藏冷却液:2L1只24水泵电源:220V/50Hz ,额定功率:95W, 额定电流:0.46A, 额定流量:16L/min ,进口水压:1m以上1台25电磁阀24VDC水流截止阀1只6.配套工具（由比赛现场统一提供，设备销售时不包含此项内容。）序号名称主要组成器件数量1工具包括数字万用表、活动扳手、十字螺丝刀、一字螺丝刀、尖嘴钳、斜口钳、电铬铁、铬铁架等1套7.配套软件序号名称功能介绍数量1THS-XWG-1 大型风力发电系统仿真实训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。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