风光互补发电系统实验指导书

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风力发电实验

风能是一种清洁的可再生能源，蕴量巨大。全球的风能约为2.7×10 8万千瓦，其中可利用的风能为2×10 6万千瓦，比地球上可开发利用的水能总量要大10倍。随着全球经济的发展，对能源的需求日益增加，对环境的保护更加重视，风力发电越来越受到世界各国的青睐。

大力发展风电等新能源是我国的重大战略决策，也是我国经济社会可持续发展的客观要求。发展风电不但具有巨大的经济效益，而且与自然环境和谐共生，不对环境产生有害影响。近几年，随着我国的风电设备制造技术取得突破，风力发电取得飞速发展。

据2011年4月《国家电网公司促进风电发展白皮书》。截至2010年底，全国风电并网容量2956万千瓦，“十一五”期间年均增速接近100%。2010年，全国风电机组平均利用小时数2097小时。蒙东、蒙西、吉林、黑龙江风电发电量占全社会用电量的比例分别达到21.1%、8.7%、5.6%、4.6%，风电利用已达到较高水平。预计到2015年，我国风电规模将超过9000万千瓦，2020年将达到1.5亿千瓦以上。

与其它能源相比，风力，风向随时都在变动中。为适应这种变动，最大限度地利用风能，近年来在风叶翼型设计，风力发电机的选型研制，风力发电机组的控制方式，并网发电的安全性等方面，都进行了大量的研究，取得重大进展，为风力发电的飞速发展奠定了基础。

风电的飞速发展提供大量的就业与个人发展机会，普及风电知识，在高等院校培养相关专门人才已成当务之急。

实验内容

实验1 风速，螺旋桨转速（也是发电机转速），发电机感应电动势之间关系测量

实验2 测量扭曲型可变浆距3叶螺旋桨风轮叶尖速比与功率系数CP关系

风⼒发电教学实验指导书

⼤型风⼒发电缩⽐模型

实验指导⼿册

⽬录

实验⼀：认识实验

实验⼆：风速模拟及风速与输出功率实验

实验三：⼤型风⼒发电机缩⽐模型⾃动运⾏演⽰实验

实验⼀：认识实验

实验⽬的：通过认识⼤型风⼒发电缩⽐模型，了解风⼒发电机组的各部分组成及基本功能。

实验内容：1、实验台结构

本实验台由操作台、电⽓控制柜、执⾏平台、配电柜四部分组成。

操作台为⼈机交互平台，其中包括操作按钮以及显⽰器⾯板。电⽓控制柜为电⽓元件安放平台，其中电源部分和控制部分。

执⾏平台由直流拖动电机和交流双馈发电机以及相应的机械结构组成。

实验⼀：风速模拟实验

模拟风源电源以及调节系统：

系统配备的⼀个模拟风源，且其输出的风速⼤⼩可以⽆极调节，主要⽤于⼤型风⼒发电机⾃动运⾏状态下模拟室外风源，来进⾏跟风偏航、变浆等试验。其在操作台上的控制如图：按下“风机电源”打开模拟风源，调节风机转速电位器可对其输出风速进⾏调节，推动⽀架结构可对风向进⾏调整（注意向⼀个⽅向旋转最多2圈，防⽌绕线）

电⽓柜硬件说明

电⽓柜为本设备的主要控制机构，其包括了断路器、PLC、变流器、驱动器、接触器、继电器、开关电源、电流互感器、电压互感器等等。

电⽓柜内元器件安装位置图断路器、空⽓开关

断路器为设备的供电电源开关器件，其位置如下： 变流器

变流器为VACON 变流器，其为发电机运动的直接控制单元，其由整流器INU 和逆变器AFE 组成。

变流器的主要作⽤与组成：变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发⽣变化的电器设备。包括整流器（交流变直流）、逆变器（直流变交流)。变流器除主电路(分别为整流电路、逆变电路、交流变换电路和直流变换电路）外，还需有控制功率开关元件通断的触发电路和实现对电能的调节、控制的控制电路。变流器的触发电路包括脉冲发⽣器和脉冲输出器两部分。前者根据控制信号的要求产⽣⼀定频率、⼀定宽度或⼀定相位的脉冲；后者将此脉冲的电平放⼤为适合变流器中功率开关元件需要的驱动信号。触发电路按控制的功能可分为相控触发电路（⽤于可控整流器、交流调压器、直接降频器和有源逆变器）、斩控触发电路和频控触发电路。采⽤正弦波的频控电路不仅能控制逆变器的输出电压，还能改善输出电压的质量。变流器的控制电路按控制⽅式分开环控制电路和闭环控制电路。 其外形如图所⽰：系统总电源开关操作台供电空⽓开关

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 高校自动化网整理

1 目 录

引言 ····································································································································· 1

第一章 概述 ····················································································································· 2

1.1 课题来源 ···································································································· 2

1.2 系统简述 ···································································································· 3

第二章 8031单片机系统简介 ························································································ 7

2.1 8031引脚描述 ··························································································· 7

2.2 存储器配置 ································································································ 9

《风光互补发电技术》课程理实一体化教学

《风光互补发电技术》课程能够集中体现该专业的教育理念、思想与方法。现阶段新能源领域技术迅猛发展已经转变了该专业技能型人才培养的方式。现我国高职教育领域中的《风光互补发电技术》的课程不论是从体系、结构，还是从内容角度大部分主要以理论学习为主，无法满足现在企业和社会对理论与技能双高型人才的需求。为了让《风光互补发电技术》课程能适应新能源技术发展对职业教育人才培养的需求，?Ω妹趴纬淌敌欣硎狄惶寤?教学方式是有非常重要的意义。

1.教学系统构成

1.1软件子系统

理实一体化教学软件子系统中课程教学设计也就是对课程理论和实验内容进行统筹安排，使教学体系化、模块化。课程理论及其实验大纲主要是根据教学设计使得这一模块集成化，并且对课程理论和实践环节进行删改、编排。教材建设的要求是编写教材或者讲义。通常意义上的教学资源建设包括资源的整合和课程的建设两大模块。教学质量控制的核心为社会化的教学质量评价。

1.2 硬件子系统

理实一体化教学硬件子系统主要包括教室和实验实训平台。前者配备一些包括多媒体在内的信息技术工具，这些工具可以用于理论教学，还能够促使实验实训平台具备实验室功能。后者能够促进实验实训平台的建设，按照课程和实验教学大纲配备实验实训设备，并使其模块化，力争实现实验实训设备一人一岗、人手一台。

1.3人子系统

人子系统通常情况下主要包括高素质的能够胜任一体化教学的教学团队和参与积极性和热情度较高的职业院校的学生，这是理实一体化教学成功开展的必要条件。除此之外，学生是教学活动开展的对象，要力争学生积极参与一体化教学活动，尽快熟悉设备，实现教学活动的事半功倍。

2.《风光互补发电技术》理实一体化企业化的实训环境

2.1校企共同优化课程

职业院校和新能源企业合作办学过程中坚持以就业能力为导向，邀请新能源行业或者新能源企业的专家，成立专业建设指导委员会。职业院校和新能源企业合作构建课程体系、制定课程标准、拟定人才培养方案；实现资源共享，共建实训基地、共同对教学和就业质量开展评估，保证专业发展的方向性、适应性和就业的一致性。