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2016年全国职业院校技能大赛高职组“风光互补发电系统安装与调试”赛项规程一、赛项名称赛项编号：GZ-047赛项名称：风光互补发电系统安装与调试英语翻译：Installation and Commissioning of Hybrid Wind/PV Power Generating System赛项组别：高职组赛项归属产业：制造二、竞赛目的通过竞赛，检验和展示高职院校能源产业、加工制造、信息技术等相关专业教学改革成果以及学生的通用技术与职业能力，引领和促进高职院校与本赛项相关专业的教学改革，激发和调动行业企业关注和参与教学改革的主动性和积极性，推动提升高职院校的人才培养水平。
三、竞赛内容本竞赛由技能、综合素质二部分内容组成，其中技能部分占权重95%，职业素养部分占权重5%。
竞赛时间为4小时。
具体见表1。
表1 竞赛内容、时间与权重表（一）技能竞赛内容技能竞赛4小时,在KNT-WP01风光互补发电实训系统平台上进行。
竞赛内容涉及光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统的安装、接线、测试、编程、调试、故障排除、分析等实训考核以及职业素养考核。
根据任务书,完成以下操作内容:（1）光伏电池组件、投射灯、光线传感器的安装。
光伏电池伏安特性的测试。
（2）光伏供电系统的控制单元、接口单元、可编程序控制器、传感器、智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试。
（3）光伏电池组件对光跟踪的程序编制和测试。
（4）蓄电池组充放电工作参数的测试、保护电路测试。
（5）光伏供电系统相关电路的绘制与分析。
（6）风力供电系统的控制单元、接口单元、可编程序控制器、传感器、智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试。
（7）风力发电机的输出特性测试。
（8）逆变器工作参数测试。
（9）逆变系统相关电路的绘制与分析。
（10）逆变负载的组建。
（11）监控系统组态界面的设计与操作。
（12）通信系统的相关参数设置与测试。
KNT-WP01型风光互补发电综合实训系统教程之力控教程建立一个新的项目的基本流程：1、打开软件：双击桌面上的图标，打开软件，弹出工程管理器对话框，如图1所示，图12、新建工程：点击工程管理对话框上的按钮，弹出新建工程对话框，如图2所示，可对工程项目进行命名等，点击确定。
图23、工程开发制作，点击工程管理对话框上的按钮，弹出如图3所示界面，对工程进行开发制作。
图34、新建窗口，双击开发系统左侧的，弹出窗口对话框，如图4所示，图4可对窗口属性进行设定，如名字、背景色等。
5、新建I/O设备组态，双击图标，可对PLC、变频器、modbus 等下位设备进行I/O设备组态设置。
对话框如图5所示，图5各设备组态可对其设备名称，设备地址，串口，波特率，奇偶校验，数据位以及停止位等进行设置，如下图6、7所示：图6图7表1为各设备的I/O设备的串口，波特率，奇偶校验，数据位，停止位的一些参数。
序号名称描述通信波特奇偶数据停止串口地址1 S7_200_1 光plc PPI 9600 偶8 1 Com1 22 S7_200_2 风plc PPI 9600 偶8 1 Com2 23 VFD(变) 变频器USS 9600 偶8 1 Com2 34 SUN_I 光电流Modbus 9600 无8 1 Com3 15 SUN_V 光电压Modbus 9600 无8 1 Com3 26 WIN_I 风电流Modbus 9600 无8 1 Com3 37 WIN_V 风电压Modbus 9600 无8 1 Com3 48 INVE_I 逆电流Modbus 9600 无8 1 Com3 59 INVE_V 逆电压Modbus 9600 无8 1 Com3 610 S_CTRL 光控制Modbus 19200 无8 1 Com4 111 W_Ctrl 风控制Modbus 19200 无8 1 Com5 112 I_Ctrl 逆控制Modbus 19200 无8 1 Com6 1表16、建立数据库组态，双击图标，弹出数据库组态对话框，如图8所示：图8可建立开关量、模拟量等数据库变量，如表2所示。
风光互补发电实训系统技术方案南京康尼科技实业有限公司2013年2月26日第一部分：技术参数KNT-WP01型风光互补发电实训系统一、概述2013年全国职业院校技能大赛高职组“风光互补发电系统安装与调试”赛项使用的大赛设备是由南京康尼科技实业有限公司研发生产的产品“KNT-WP01型风光互补发电实训系统”。
二、设备组成KNT-WP01型风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成，如图1所示。
KNT-WP01型风光互补发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。
(1)、设备尺寸：光伏供电装置1610×1010×1550mm风力供电装置1578×1950×1540mm实训柜3200×650×2000mm(2)、比赛场地面积：20平方米图1 KNT-WP01型风光互补发电实训系统三、各单元介绍1、光伏供电装置(1)、光伏供电装置的组成光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成，如图2所示。
图2 光伏供电装置4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，光线传感器安装在光伏电池方阵中央。
2盏300W的投射灯安装在摆杆支架上，摆杆底端与减速箱输出端连接，减速箱输入端连接单相交流电动机。
电动机旋转时，通过减速箱驱动摆杆作圆周摆动。
摆杆底端与底座支架连接部分安装了接近开关和微动开关，用于摆杆位置的限位和保护。
水平和俯仰方向运动机构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、直流电动机、接近开关和微动开关组成。
直流电动机旋转时，水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东方向或向西方向的水平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北方向或向南方向的俯仰移动，接近开关和微动开关用于光伏电池方阵位置的限位和保护。
一、赛项名称风光互补发电系统安装与调试二、竞赛目的赛项设置目的为考查高职院校相关专业学生对风光互补发电系统的知识掌握、系统设计、安装调试和故障排除等方面的职业能力以及团队协作和创新意识等职业素养。
通过竞赛，检险和展示高职院校新能源应用、加工制造、信息技术等相关专业教学改革成果以及学生的通用技术与职业能力，引领和促进高职院校与本赛项相关专业的教学改革，激发和调动行业企业关注和参与教学改革的主动性和积极性，提升高职院校的人才培养水平。
三、竞奏内容（一）竞赛方式1、竞赛采取团队比赛方式，每个参赛队由3名选手组成，3名选手须为全省高等职业院校专科2022年度全日制在籍学生（含高等职业院校、本科院校全日制专科在籍学生，技师学院、高级技工学校高级工班以上学生）。
五年制高职学生报名参赛的，必须是进入高等教育阶段（四、五年级）在籍学生。
凡在往届全国职业院校技能大赛中获一等奖的选手，不能再参加同一项目同一组别的比赛。
团体赛不得跨校组队，不限制性别、年级，其中队长1名，每支参赛队不超过两名指导教师。
每校不超过两支参赛队。
2、竞赛项目采用具体的工作任务要求、同样的工作条件。
比赛分批次进行，参赛队比赛的先后顺序由赛前抽签确定。
3、参赛队在规定时间内，以现场操作的方式，根据竞赛技术文件的具体要求，按照正确的操作步骤，利用赛场提供的设备、工具和技术资料，在规定的时间内完成规定的工作任务，并正确填写比赛记录表。
（二）竞赛内容本竞赛由技能、综合素质二部分内容组成，其中技能部分占权重95斩职业素养部分占权重5%。
竞赛时间为3小时，在KNT-WP（H风光互补发电实训系统平台上进行。
具体见表Io1.光伏电站规划设计(10%)光伏电站规划设计，利用规划软件设计出合理的光伏电站规划方案,编制可行性实施报告。
2.光伏电站搭建(25%)光伏发电系统设计与制图；光伏电池组件、投射灯、光线传感器的安装；光伏电池伏安特性的测试；光伏供电系统的控制单元、接口单元、可编程序控制器、传感器、智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试；光伏电池组件对光跟踪的程序编制和测试。
KNT-WP01型风光互补发电系统实训数据在此次KNT-WP01型风光互补发电系统实训中，测量记录的主要数据包括太阳能电池伏安特性曲线和风力发电伏安特性曲线，以及光伏实际充电波形图、光伏模拟充电波形图、风电实际波形图、spwm波形图、基波波形图、300ns死区时间波形图、3000ns 死区时间波形图、300ns单通道逆变输出波形图、3000ns单通道逆变输出波形图。
测量工具主要为示波器。
1、太阳能电池伏安特性曲线光伏电池方阵的负载是1000Ω/50W的可调电位器，通过调节可调电位器，得出十组数据，根据数据画出伏安特性曲线。
表1 光伏电池输出数据图1 光伏电池伏安特性曲线2、风力发电伏安特性曲线风力供电系统的负载也是1000Ω/50W的可调电位器，通过调节可调电位器，得出十组数据，根据数据画出伏安特性曲线。
表2 风力发电输出数据图2 风力发电伏安特性曲线3、蓄电池的实际充电波形（光伏）打开投射灯1和投射灯2，光伏电池组件输出电压约为18V 左右，蓄电池的电压低于13.5V。
将示波器的A通道检测探头分别接到DSP控制单元的JP10-2和0V上，测到如图所示的波形。
图3 蓄电池的实际充电波形4、蓄电池的模拟充电选择光伏模拟电压值和蓄电池的模拟电压，将示波器的A通道检测探头分别接到DSP控制单元的JP10-4和0V上，测到如图所示的波形。
图4 模拟充电波形图图5 模拟充电波形图图6 模拟充电波形图5、蓄电池的实际充电波形（风电）同光伏供电装置一样，启动风力供电装置，风机输出电压约为12V左右，将示波器的A通道检测探头分别接到DSP控制单元上，测到如图所示的波形。
图7 蓄电池的实际充电波形6、SPWM波形图将示波器A通道探头接在逆变器测试模块的23.4K SPWM 测试端，测量得到SPWM波形。
图8 SPWM波形7、50Hz基波将示波器A通道探头接在逆变器测试模块的50Hz基波测试端，测量50Hz基波。
图9 50Hz基波波形8、300ns与3000ns死区时间波形图图10 300ns死区时间波形图11 3000ns死区时间波形9、300ns与3000ns单通道逆变输出波形图图12 300ns单通道逆变输出波形图13 3000ns单通道逆变输出波形逆变器的死区时间反映逆变器输出正弦波的正半周波形与负半周波形之间的延时时间，死区参数与逆变器输出电能的质量有密切关系。
任务四：监控与能源信息化管理(20%)一、监控系统通信电缆的制作与接线（2分）1.通信电缆线的制作与接线焊接KNT-WP01型风光互补发电实训系统上的COM端口并与系统接线。
焊接光伏供电系统触摸屏通信线并与系统接线。
2.监控系统通信设置正确设置通信参数，完成监控系统的通信。
二、触摸屏组态功能设计与调试（4分）要求在光伏供电系统的触摸屏上设计下列二个界面，并要求在其中某个界面，能直接切换回另一个界面。
1．设计光伏控制单元界面要求：设计的光伏控制单元界面中，各控件名称与光伏供电系统中的光伏供电控制单元的按钮、急停按钮、指示灯的名称要对应、功能要一致（旋钮不设计）。
要求光伏控制单元界面的按钮布局、功能与实际面板一致。
按钮指示灯的状态与实际面板同步显示。
2．设计光伏发电系统监控界面要求：设计的光伏发电系统实时界面中，有光伏矩阵实时电压和电流、蓄电池实时电压和电流的显示。
三、上位机组态功能设计与调试（10分）设计要求：设计风光互补系统总控界面、供电系统监控界面、逆变系统监控系统等3个独立界面。
要求各个界面的界面名称、控件布局、颜色与要求界面一致，用中文标识。
各界面中相关按钮控件、位置控件、指示灯控件、下拉菜单等的名称必须用中文名称，图表、曲线、显示控件也应有中文名称及单位。
1.设计风光互补系统总控界面要求设计能源从2个光伏电站、1个风力电站，经蓄电池，再经逆变器到负载，风光互补系统总控界面如图10所示。
图10 风光互补系统总控界面示意图（1）设计风光互补系统总控界面，总控界面布局如图10所示。
要求在相关继电器动作时，界面上的相应触点能同步通断。
（2）设计风光互补操作控件。
在风光互补系统总控界面上设计风光互补启动/停止旋钮控件；设计投射灯1投入/切断旋钮控件，投射灯2投入/切断旋钮控件，轴流风机启动/停止按钮控件及变频器频率设定值及实际值显示控件；设计1号光伏电站运行指示灯控件、2号光伏电站运行指示灯控件、风力电站运行指示灯控件。
风光互补发电系统实训总结一、背景介绍风能和光能是可再生能源的代表，二者在发电方面具有互补性。
为了提高学生对于风光互补发电系统的理解和实践操作技能，我校在教学实践中开展了风光互补发电系统实训。
二、实训内容1. 理论知识培训：通过课堂讲授、教材阅读等方式，学生了解风光互补发电系统的基本原理、构成及运行方式等相关知识。
2. 实验操作：在实验室中，学生通过搭建风力发电机和太阳能电池板组成的风光互补发电系统，并进行测试和调试，掌握系统启动、运行及维护等技能。
3. 实地考察：到当地的风力和太阳较为充足的区域进行现场考察，了解当地可再生能源利用情况，并观察当地已建立的风力和太阳能发电站。
三、实训效果1. 学生对于风光互补发电系统有了更深入的认识，掌握了相关理论知识和实际操作技能。
2. 学生的团队合作能力得到了锻炼，通过分工合作完成了实验操作任务。
3. 学生的实践能力得到了提高，通过实验操作和现场考察，学生对于风光互补发电系统有了更加深刻的理解和认识。
四、存在问题1. 实训时间较短，难以覆盖所有相关知识和技能。
2. 实验室设备和器材更新较慢，难以满足学生的实际需求。
3. 实训过程中缺乏对于安全问题的重视和培训。
五、改进措施1. 延长实训时间，增加相关知识和技能培训内容。
2. 更新实验室设备和器材，提高学生的实践体验和操作技能。
3. 强化安全教育，并加强对于安全问题的监督和管理。
六、结语通过本次风光互补发电系统实训，学生对于可再生能源利用方面有了更深入的认识，并掌握了相关理论知识和实际操作技能。
同时也发现存在一些问题，在今后的教学改革中需要进一步完善。
KNT-WP01型风光互补发电实训系统简介
KNT-WP01型风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成，如图所示。
光伏供电装置主要包括光伏电池组件（太阳能电池板）和模拟太阳光的射灯，光伏电池受到光照作用，在两极产生约0.5V的直流电压，多块电池板串、并联最终得到约18V直流电压。
射灯可以通过摆杆移动，光伏电池也可以移动。
光伏供电系统的功能主要是将光伏电池得到的电能用蓄电池存储起来，电表测出当前光伏电池发电的电压、电流、功率等参数。
并能用PLC控制电池板和射灯移动，使光伏电池追踪太阳至最大功率发电的位置。
风力供电装置主要包括一个电风扇和一个直流发电机，风扇模拟自然风，吹到发电机的叶片上，推动发电机转动发电。
风扇可改变方向和风力大小。
发电机叶片尾部的尾翼可偏斜。
风力供电系统的功能主要是将风力发电机的电能用蓄电池（与光伏发电同一蓄电池）存储起来。
电表测出当前发电机的电压、电流、功率等参数。
并能用PLC控制发电机的尾翼偏斜及风源的大小和方向。
逆变与负载系统的主要功能是将蓄电池中的直流电能转换成交流电，并将电压升到220V以供给常规家电使用。
另外安装了三个常规电器用以检验该风光互补发电设备发出的电能供给电器时能否正常工作。
监控系统由一台安装过力控组态软件的计算机组成，通过该电脑软件界面，可监视当前光伏发电和风力发电的输出电压、电流等参数，打印报表。
同时还可以控制光伏电池组件、射灯的相应移动，以及风源的角度、风力控制、侧风偏航等。
附件42高职制造大类风光互补发电系统安装与调试赛项技能竞赛规程、评分标准及选手须知一、竞赛内容竞赛内容包括以下7个部分：1．光伏供电装置（1）参赛选手根据任务书中的工程设计施工方案要求，将大赛提供的光伏电池组件、投射灯、光线传感器、二维运动机构、减速箱、摆杆支架等器件与设备组装成光伏供电装置；（2）将光伏电池组件串联、并联、串并联，检测开路电压和短路电流，分析光伏电池组件工作电压特性；（3）分析光线传感器的工作原理。
2．光伏供电系统（1）参赛选手根据任务书中的工程设计施工方案要求，将大赛提供的光伏供电控制单元、DSP核心单元、信号处理单元、接口单元、可编程序控制器、触摸屏、直流电压表、直流电流表、蓄电池组、负载、按钮、继电器、断路器等器件与组件安装在“光伏供电系统”网孔架内（接线排和走线槽已经安装好）；（2）根据工程设计施工要求，完成光伏供电系统的布线和接线；（3）根据可编程序控制器输入输出端口的定义，编制光伏电池组件跟踪光源的程序；（4）通过触摸屏设置蓄电池充放电参数，实现光伏电池组件对蓄电池组的充放电过程。
利用示波器检测蓄电池充放电过程以及保护过程的波形并进行分析；（5）改变光伏电池组件的负载大小和投射灯的光照度，检测光伏电池组件的输出电压和电流，绘制光伏电池组件的伏安特性曲线和输出功率曲线。
分析光伏电池组件的非线性输出特性和MPPT特性；（6）正确识别和选取元器件，焊接光伏供电系统的控制电路或传感器电路模块。
利用焊接的模块实现风光互补控制；（7）完成光伏供电系统与后台监控系统的通信，实现监控系统遥测和遥控光伏供电系统的运行状态；（8）绘制光伏供电系统相关电路图并分析；（9）光伏发电过程中的故障排除。
3．风力供电装置（1）风力发电机的安装；（2）模拟风场的安装；（3）被动偏航机构的安装。
4．风力供电系统（1）风力发电机输出特性的测试；（2）模拟风场的控制与调试；（3）被动偏航的控制与调试；（4）完成风力供电系统与监控系统的通信；（5）风力发电过程中的故障排除。
KNTSPV使用手册KNT-SPV01 光伏发电实训系统使用说明书（20XX年全国职业院校技能大赛指定设备）南京康尼科技实业有限公司20XX年3月本使用说明书配系统使用光盘。
在使用KNT-SPV01 光伏发电实训系统之前，请仔细阅读本使用说明书和系统使用光盘。
目录1.1 KNT-SPV01 光伏发电实训系统简介 (4)1.2 光源模拟跟踪装置和光源模拟跟踪控制系统...............................4 1.3 能量转换控制存储系统………………………………………….6 1.4 离网逆变负载系统……………………………………………….7 1.5 监控系统………………………………………………………….82.1 GE PLC的工作任务………………………………………………9 2.2 能量转换控制存储系统的工作任务……………………………16 2.3 离网逆变负载系统的工作任务…………………………………44 2.4 监控系统的工作任务……………………………………………52 附件1：能量转换控制存储系统电气原理框图附件2：离网逆变负载系统电气原理框图附件3：接线图1.1 KNT-SPV01 光伏发电实训系统简介KNT-SPV01光伏发电实训系统由光源模拟跟踪装置、光源模拟跟踪控制系统、能量转换控制存储系统、离网逆变负载系统、监控系统组成，如图1所示。
（a）（b）（c）（d）（e）图1 光伏发电系统（a）光源模拟跟踪装置（b）光源模拟跟踪控制系统（c）能量转换控制存储系统（d）离网逆变负载系统（e）监控系统1.2 光源模拟跟踪装置和光源模拟跟踪控制系统1. 光源模拟跟踪装置光源模拟跟踪装置由4块太阳能电池板组件、3盏300W投射灯、追日跟踪传感器、X和Y方向运动机构、直流电动机和支架组成。
太阳能电池板组件的主要参数：额定功率20W 额定电压17.2V 额定电流1.17A 开路电压21.4V 短路电流1.27A尺寸430×430×28mm2. 光源模拟跟踪控制系统光源模拟跟踪控制系统由母线单元（SPV01-GE01）、电源组件（SPV01-PO02）、GE可编程序控制器（*****R040）、按钮单元（SPV01-BU03）、继电器、12V开关电源（DR-120-12）和端子排等低压电器等组成。
KNT-WP01风光互补发电实训系统逆变与负载系统逆变与负载系统主要由逆变电源控制单元，逆变输出显示单元，逆变器，逆变器参数检测模块，变频器，三相交流电机，发光管舞台灯光模块，警示灯，接线排，断路器，网孔架灯组成。
如图所示：一、逆变电源控制单元1、逆变电源控制单元面板逆变电源控制单元主要由断路器、+24V 开关电源，AC220电源插座、指示灯、接线端1等组成。
接线端子1.1、1.2、1.3、1.4分别接入AC220的L 和N 。
接线端子1.5、1.6、1.7、1.8分别输出+24V 和0V 。
逆变电源控制单元的电气原理图如下图所示：逆变与负载系统主电路2、逆变电源控制单元接线单元接线详见逆变与负载系统接线图。
二、逆变输出显示单元1、逆变输出显示单元面板逆变输出显示单元主要由交流电流表，交流电压表，接线端2.1，2.2等组成。
接线端子2.13、2.14和2.23、2.24分别接入逆变输出AC220的L和N。
接线端子2.15、2.16和2.25、2.26分别是RS485通信端口。
接线端子2.11、2.12和2.21、2.22分别用于测量和显示逆变器输出的交流电流和交流电压。
2、逆变输出显示单元接线单元接线详见逆变与负载系统接线图。
三、逆变与负载系统主电路1、主电路逆变与负载系统主要由逆变器、交流调速系统、逆变器测试模块、发光管舞台灯光模块和警示灯组成。
逆变器的输入由光伏发电系统、风力发电系统或蓄电池提供，逆变器输出是单相220V、50HZ的交流电源。
交流调速系统由变频器和三相交流电动机组成，逆变器的输出AC220V 电源是变频器的输入电源，变频器将单相AC220V变换为三相AC220V供三相交流电动机使用。
逆变电源控制单元的AC220V电源由逆变器提供，逆变电源控制单元输出的DC24V 供发光管舞台灯光模块使用。
逆变器测试模块用于检测逆变器的死区、基波、SPWM波形。
插孔CON13将DC12V电源供给逆变与负载系统使用。
风光互补实训报告风光互补实训报告一、实训概述本次实训旨在通过风光互补系统实现对可再生能源的利用和节能减排。
风光互补系统结合了风能和太阳能两种可再生能源，通过合理配置和使用，实现了高效的能源供应，同时降低了环境影响。
二、实训内容1、系统组成风光互补系统主要由风力发电机、太阳能电池组件、控制器、蓄电池等组成。
其中，风力发电机将风能转化为机械能，太阳能电池组件将太阳能转化为电能，控制器实现对系统的稳定和控制，蓄电池储存电能并用于输出。
2、系统安装（1）选择合适的场地：考虑到风能和太阳能的资源分布，选择一个合适的场地，例如风力较强、阳光充足的地方。
（2）安装风力发电机：根据所选场地的风力大小，选择合适的风力发电机，并进行安装。
（3）安装太阳能电池组件：根据所选场地的阳光情况，选择合适的太阳能电池组件，并进行安装。
（4）安装控制器和蓄电池：根据系统的需求，选择合适的控制器和蓄电池，并进行安装。
3、系统运行和维护（1）系统运行：通过控制器实现对风力发电机和太阳能电池组件的启动和关闭，以及蓄电池的充电和放电控制。
（2）系统维护：定期对系统进行检查和维护，包括对风力发电机和太阳能电池组件的检查、清洗和修复，以及对蓄电池的更换和维护。
三、实训结果分析1、优点：（1）环保性：风光互补系统利用可再生能源，不产生污染物，对环境友好。
（2）高效性：通过合理配置和使用，风光互补系统实现了高效的能源供应。
（3）经济性：相较于传统能源，风光互补系统运行成本较低，长期使用可降低运行成本。
2、缺点：（1）受气候和地理环境影响：风能和太阳能资源的不稳定性可能对系统的稳定性和效率产生影响。
（2）维护成本：由于风光互补系统涉及多个组件，因此需要定期维护和检修，可能导致一定的维护成本。
3、改进方向：（1）优化系统配置：针对不同的气候和地理环境，选择合适的设备配置，提高系统的稳定性和效率。
（2）引入智能控制技术：通过引入智能控制技术，实现系统的智能化管理和维护，提高系统的运行效率和维护效率。
2015年全国高职技能大赛“康尼杯”风光互补发电系统安装与调试赛项任务书（10卷）工位号:比赛时间:2015年06月选手须知（1）任务书共20页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。
（2）竞赛内容包括系统安装、布线与接线、程序设计、测试、分析、设计、答题、焊接和提交成果。
竞赛时间共6小时，参赛队应在规定的时间内完成任务书规定内容。
参赛选手在竞赛过程中根据任务书要求，将系统的运行记录或程序文件存储到指定的计算机的盘目录下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不予给分。
（3）参赛选手提交的试卷不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效。
（4）参赛选手认定竞赛设备的器件有故障可提出更换，器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣该参赛队3分。
（5）竞赛过程中，参赛选手要遵守操作规程，确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示。
竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成的器件损坏，不予更换。
竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成贵重器件损坏，停止该队比赛，竞赛成绩作为零分。
（6）在竞赛过程中，参赛选手如有舞弊、不服从裁判判决、扰乱赛场秩序等行为，裁判按照规定扣减相应分数。
情节严重的取消竞赛资格，竞赛成绩记为零分。
（7）竞赛结束时，参赛选手要清洁工位。
一、竞赛设备描述竞赛设备以“KNT-WP01型风光互补发电实训系统”为载体，该设备由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统和监控系统组成，如图1所示。
（a）（b）（c）（d）（e）（f）图1 KNT-WP01型风光互补发电实训系统外形图（a）光伏供电装置（b）风力供电装置（c）光伏供电系统（d）风力供电系统（e）逆变与负载系统（f）监控系统1．光伏供电装置光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成。
2017年全国职业技能大赛风光互补发电系统安装与调试赛项竞赛任务书A2017年5月选手须知：（1）任务书共22页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。
（2）竞赛时间共4小时，包括系统安装时间、接线时间、程序设计与系统调试时间、测试时间、分析时间、答题时间和提交成果时间等，参赛团队应在4个小时内完成任务书规定内容。
参赛选手在竞赛过程中根据任务书要求，将各系统的运行记录或程序文件存储到指定的计算机的盘目录下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不予给分。
（3）参赛选手提交的试卷不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效。
（4）参赛选手认定竞赛设备的器件有故障可提出更换，器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣该参赛队2分。
（5）竞赛过程中，参赛选手要遵守操作规程，确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示。
竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成的器件损坏，不予更换。
竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成贵重器件损坏，停止该队比赛，竞赛成绩作为零分。
（6）在竞赛过程中，参赛选手如有舞弊、不服从裁判判决、扰乱赛场秩序等行为，裁判长按照规定扣减相应分数。
情节严重的取消竞赛资格，竞赛成绩记为零分。
（7）选手应爱惜设备，节约耗材。
选手在竞赛过程中，不得踩踏连接导线、走线槽盖板等材料或工具。
一、竞赛设备描述竞赛设备以“KNT-WP01型风光互补发电实训系统”为载体，该设备由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统和监控系统组成，如图1所示。
（a）（b）（c）（d）（e）（f）图1 KNT-WP01型风光互补发电实训系统外形图（a）光伏供电装置（b）风力供电装置（c）光伏供电系统（d）风力供电系统（e）逆变与负载系统（f）监控系统1．光伏供电装置光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成。
汽车线束设计及线束用原材料汽车线束是将各种电器、电子设备、传感器、开关和仪表等组件连接起来的电气连接系统。
它起到了连接和传输电力、信号和数据的作用。
汽车线束设计的主要目标是提供有效的电气和电子连接，同时满足汽车的安全性、可靠性和性能要求。
1.功能需求：根据汽车的功能需求，确定线束的数量、长度和布局。
例如，发动机区域需要连接供油系统、点火系统和冷却系统等组件，车内需要连接仪表盘、音响系统和通信系统等组件。
2.空间限制：汽车的空间通常比较紧凑，因此线束设计需要合理利用有限的空间。
同时，线束设计也应考虑汽车的维修和维护要求，方便维修人员进行检修和更换。
3.电阻和电磁兼容性：线束中的导线和连接器应具有足够的电导性能以及抗辐射和抗干扰能力，以确保正常的电气和电子信号传输。
4.热量和耐久性：汽车线束需要能够承受高温、高压和强振动等恶劣工作环境。
线束应选用高温耐热的材料，并进行合理的布线和固定，以增强线束的耐久性。
5.安全性：线束的设计应符合汽车的安全标准，不得造成电器短路、火灾和其他安全隐患。
线束用原材料通常包括以下几种：1.导线：常用的导线材料有铜和铝，它们具有良好的电导性能和导热性能。
导线的截面积大小应根据电流大小、电阻和线束长度来确定。
2.绝缘材料：绝缘材料用于覆盖导线，防止导线之间短路以及与其他部件之间的腐蚀和接触。
常用的绝缘材料有聚氯乙烯（PVC）、交联聚乙烯（XLPE）和聚丙烯（PP）等。
3.护套材料：护套材料用于保护线束免受外部环境的损害，如高温、化学物质和机械划伤。
常见的护套材料有聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）和聚丙烯（PP）等。
4.连接器：连接器用于将线束与汽车的各种电器、电子设备和传感器连接起来。
常用的连接器有织物带连接器、塑料插头连接器和金属插座连接器等。
总之，汽车线束设计及线束用原材料需要综合考虑功能需求、空间限制、电气性能、耐久性和安全性等因素，以满足汽车的工作要求。
正确选择和设计线束，不仅可以提高汽车的可靠性和性能，还能提升汽车的安全性和舒适性。
风光互补发电实训系统技术方案南京康尼科技实业有限公司2013年2月26日第一部分：技术参数KNT-WP01型风光互补发电实训系统一、概述2013年全国职业院校技能大赛高职组“风光互补发电系统安装与调试”赛项使用的大赛设备是由南京康尼科技实业有限公司研发生产的产品“KNT-WP01型风光互补发电实训系统”。
二、设备组成KNT-WP01型风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成，如图1所示。
KNT-WP01型风光互补发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。
(1)、设备尺寸：光伏供电装置1610×1010×1550mm风力供电装置1578×1950×1540mm实训柜3200×650×2000mm(2)、比赛场地面积：20平方米图1 KNT-WP01型风光互补发电实训系统三、各单元介绍1、光伏供电装置(1)、光伏供电装置的组成光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成，如图2所示。
图2 光伏供电装置4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，光线传感器安装在光伏电池方阵中央。
2盏300W的投射灯安装在摆杆支架上，摆杆底端与减速箱输出端连接，减速箱输入端连接单相交流电动机。
电动机旋转时，通过减速箱驱动摆杆作圆周摆动。
摆杆底端与底座支架连接部分安装了接近开关和微动开关，用于摆杆位置的限位和保护。
水平和俯仰方向运动机构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、直流电动机、接近开关和微动开关组成。
直流电动机旋转时，水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东方向或向西方向的水平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北方向或向南方向的俯仰移动，接近开关和微动开关用于光伏电池方阵位置的限位和保护。
(2)、光伏电池组件光伏电池组件的主要参数为：额定功率20W额定电压17.2V额定电流 1.17A开路电压21.4V短路电流 1.27A尺寸430mm×430mm×28mm2、光伏供电系统(1)、光伏供电系统的组成光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控制单元、充/放电控制单元、信号处理单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、12V开关电源、网孔架等组成。
(2)、控制方式光伏供电控制单元的追日功能有手动控制盒自动控制两个状态，可以进行手动或自动运行光伏电池组件双轴跟踪、灯状态、灯运动操作。
（3）、充、放电控制单元和信号处理单元蓄电池的充电过程及充电保护由充电控制单元、信号处理单元及程序完成，蓄电池的放电保护由放电控制单元、信号处理单元完成，当蓄电池放电电压低于规定值，放电控制单元输出信号驱动继电器工作，继电器常闭触点断开，切断蓄电池的放电回路。
(3)、蓄电池组蓄电池组选用4节阀控密封式铅酸蓄电池，主要参数：容量12V 18Ah/20HR重量 1.9kg尺寸345mm×195mm×20mm3、风力供电装置(1)、风力供电装置的组成风力供电装置主要由叶片、轮毂、发电机、机舱、尾舵、侧风偏航控制机构、直流电动机、塔架和基础、测速仪、测速仪支架、轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、单相交流电动机、电容器、风场运动机构箱、护栏、连杆、滚轮、万向轮、微动开关和接近开关等设备与器件组成，如图3所示。
图3 风力供电装置叶片、轮毂、发电机、机舱、尾舵和侧风偏航控制机构组装成水平轴永磁同步风力发电机，安装在塔架上。
风场由轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、测速仪、测速仪支架、风场运动机构箱体、传动齿轮链机构、单相交流电动机、滚轮和万向轮等组成。
轴流风机和轴流风机框罩安装在风场运动机构箱体上部，传动齿轮链机构、单相交流电动机、滚轮和万向轮组成风场运动机构。
当风场运动机构中的单相交流电动机旋转时，传动齿轮链机构带动滚轮转动，风场运动机构箱体围绕风力发电机的塔架作圆周旋转运动，当轴流风机输送可变风量风时，在风力发电机周围形成风向和风速可变的风场。
在可变风场中，风力发电机利用尾舵实现被动偏航迎风，使风力发电机输出最大电能。
测速仪检测风场的风量，当风场的风量超过安全值时，侧风偏航控制机构动作，使尾舵侧风45º，风力发电机叶片转速变慢。
当风场的风量过大时，尾舵侧风90º，风力发电机处于制动状态。
4、风力供电系统(1)、风力供电系统的组成风力供电系统主要由风电电源控制单元、风电输出显示单元、触摸屏、风力供电控制单元、充/放电控制单元、信号处理单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、可调电阻、断路器、网孔架等组成。
(2)、控制方式风力供电控制单元的偏航功能有手动和自动两个状态，可以进行手动或自动可变风向操作。
可变风量是由变频器控制轴流风机实现。
手动操作变频器操作面板上的有关按键，使变频器的输出频率在0-50Hz之间变化，轴流风机转速在0至额定转速范围内变化，实现可变风量输出。
（3）、充、放电控制单元和信号处理单元蓄电池的充电过程及充电保护由充电控制单元、信号处理单元及程序完成，蓄电池的放电保护由放电控制单元、信号处理单元完成，当蓄电池放电电压低于规定值，放电控制单元输出信号驱动继电器工作，继电器常闭触点断开，切断蓄电池的放电回路。
（4）、测风偏航风力发电机风轮叶片在气流作用下产生力矩驱动风轮转动，通过轮毂将扭矩输入到传动系统。
当风速增加超过额定风速时，风力发电机风轮转速过快，发电机可能因超负荷而烧毁。
对于定桨距风轮，当风速增加超过额定风速时，如果气流与叶片分离，风轮叶片将处于“失速”状态，风力发电机不会因超负荷而烧毁。
对于变桨距风轮，当风速增加时，可根据风速的变化调整气流对叶片的攻角。
当风速超过额定风速时，输出功率可稳定地保持在额定功率上。
特别是在大风的情况下，风力机处于顺桨状态，使桨叶和整机的受力状况大为改善。
小型风力发电机多数是定桨距风轮，在大风的情况下，采用侧风偏航控制使气流与叶片分离，使风轮叶片处于“失速”状态，安全地保护风力发电机。
另外，还可以通过侧风偏航控制风力发电机保持恒定功率输出。
5、逆变与负载系统(1)、逆变与负载系统的组成逆变与负载系统主要由逆变电源控制单元、逆变输出显示单元、逆变控制单元、直流升压单元、全桥逆变单元、逆变器参数检测模块、变频器、三相交流电机、发光管舞台灯光模块、警示灯、接线排、断路器、网孔架等组成。
1)、逆变电源控制单元逆变电源控制单元主要由断路器、+24V开关电源、AC220V电源插座、指示灯、接线端子DT14和DT15等组成。
2)、逆变输出显示单元逆变输出显示单元主要由交流电流表、交流电压表、接线端子DT16和DT17等组成。
3)、逆变与负载系统主电路逆变与负载系统主要由逆变器、交流调速系统、逆变器测试模块、发光管舞台灯光模块和警示灯组成。
逆变器的输入由光伏发电系统、风力发电系统或蓄电池提供，逆变器输出单相220V、50Hz的交流电源。
交流调速系统由变频器和三相交流电动机组成，逆变器的输出AC220V 电源是变频器的输入电源，变频器将单相AC220V变换为三相AC220V供三相交流电动机使用。
逆变电源控制单元的AC220V电源由逆变器提供，逆变电源控制单元输出的DC24V 供发光管舞台灯光模块使用。
逆变器测试模块用于检测逆变器的死区、基波、SPWM波形。
（2）、逆变装置逆变器是将低压直流电源变换成高压交流电源的装置，逆变器的种类很多, 各自的具体工作原理、工作过程不尽相同。
本实训装置使用的逆变装置由DC-DC升压单元、逆变控制单元、全桥逆变单元组成，逆变的工作过程是将蓄电池的12V直流电通过DC-DC和DC-AC 变换，转变成正弦波220/50Hz(可调)的工频交流电。
本逆变器有很多优点，升压部分由SG3525驱动两个升压MOS管，SG3525脉宽调试控制器，不仅具有可调整的死区时间控制功能，而且还具有可编程式软启动，脉冲控制锁保护等功能。
全桥逆变部分采用具有DSP 性能的嵌入式微处理器TMS320F2812实现SPWM的调制，同时能够与上位机的远程通讯，实现数据的上载与下载等功能。
6、监控系统(1)、监控系统组成监控系统主要由一体机、键盘、鼠标、接线排、电源插座、通信线、微软操作系统软件、力控组态软件组成。
(2)、监控系统功能4)、通信监控系统与光伏充、放电控制器，风能充、放电控制器，逆变控制器、仪表、PLC、变频器通信。
5)、界面①、监控系统具有主界面，光伏供电系统界面，风力供电系统界面，逆变与负载系统界面，风光互补能量转换界面，分别显示各自的运行状态参数。
②、光伏供电系统界面设置相应的按钮，实现光伏电池方阵自动跟踪。
③、风力供电系统界面设置相应的按钮，实现风力发电单元变频器控制和测风偏航控制。
④、具有光伏发电采集报表和风力发电集报表，记录光伏输出电压、电流，风力发电机的输出电压、电流；逆变与负载系统的逆变输出电压、电流、功率等数据并打印数据报表。
四、主要实验实训内容1)、单晶硅光伏电池单体的工作原理实验2)、太阳能电池组件方阵设计实验3)、光伏供电装置的组成与控制实验4)、P LC编程手动、自动控制光伏电池追踪太阳实验5)、光敏电阻、电压比较器的工作特性实验6)、光线传感器工作原理实验7)、光伏供电系统电气控制原理设计8)、光伏电池的I-U特性测试实验9)、光伏电池的输出功率特性实验10)、DSP控制器对蓄电池的脉宽调制充电过程实验11)、DSP控制器对蓄电池的放电保护实验12)、蓄电池实际充电检测实验13)、蓄电池模拟充电实验14)、水平轴永磁同步风力发电机的组成安装实验15)、模拟风场的设计与搭建实验16)、风力发电机被动偏航与主动偏航原理实验17)、水平轴永磁同步风力发电机被动偏航中侧风偏航机构设计18)、风力供电系统的组成及工作原理19)、可变风向和可变风量控制实验20)、风力供电系统电气控制原理实验21)、风力发电机偏航手动、自动控制方式实验22)、风力发电机输出特性测试23)、逆变器工作原理实验24)、SG3525实验25)、逆变器基波、SPWM、死区等波形检测实验26)、上位机下载逆变几波频率、死去时间、调制比等参数实验27)、逆变器不同负载设计连接实验28)、上位机与各单元通信方式与连接实验29)、通信协议设定实验30)、三维组态力控软件的应用实验31)、力控软件的基本开发流程实验五、主要技术参数第二部分商务条款一、设备清单及价格人民币：元二、选配清单三、发货时间及交货地点发货时间：*月**日交货地点：**学院四、交货、运输及包装方式乙方负责原厂包装，送货上门。
