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2023年4月1日

海上风电结构海洋环境荷载模拟与测试实验系统

SB-WS500W海上风电结构海洋环境荷载模拟与测试实验系统

一、功能及用途要求
海上风电结构海洋环境荷载模拟与测试实验系统采用永磁同步风力发电机组,用于模拟风力发电系统在海洋环境下风力发电机的运行过程及载荷测量,使学生增强对海洋环境下风电系统整体的认识和工作原理的理解。


二、技术要求
2.1
系统特点

Ø  系统集成温/湿度仪、风速测量系统,运行过程中显示环境温湿度变化和风速信息、让实验过程简单而轻松。

Ø  系统采用数字化DSP技术,对蓄电池充放电进行全智能化的管理。

Ø  系统面板上采用直观的数字仪表,让用户即时了解系统工作状态。

Ø  系统集成离网电源可以为用户提供交流110V/220V纯正弦波交流电能。

Ø  系统集成风电同步并网模块,在学习离网技术的同时完成风电并网教学和实践。

2.2 系统功能

Ø  模拟风力发电机在海洋环境不同风速的发电状态与运行;

Ø  模拟风力发电机在海洋环境中的启动、停止、运行及并网过程;

Ø  模拟风力发电机在海洋环境中脱网运行、启动/停机运行;

Ø  模拟风力发电机在海洋环境中主控系统,支持远控/就地启停、等操作;

Ø  测量风力发电系统的关键电气参数,实时记录和图形显示关键电气参数,支持离线数据分析;

Ø  测量风力发电机基础结构在海洋环境荷载下的振动响应,完成模态分析

三、系统运行参数

3.1、太阳能电池

Ø  太阳能电池板采用阵列组装形式,主要采用3块(或更多)小型太阳能电池板组建,可实现太阳能电池板的并接方式和串接方式,进而提供大电流或大电压的两种太阳能电池板组网方式。

Ø  最大输出功率:100W*3

Ø  开路电压:35V(并联)

Ø  短路电流:3*3.25A(并联)

Ø  仰角调节:0-80度(连续调节)

Ø  模拟太阳灯:6*500W卤素灯(光亮度连续调节)

3.2、照度计(增加)

Ø  量程:0-225Lx200-2250Lx2000-22500Lx20K-225KLx225000Lx)自动切换量程。

Ø  含有照度计、温度表、湿度表,单片机时钟系统,实现时间的显示。

3.3风力发电机

Ø  运行电压:0-25V

Ø  额定功率:400W

Ø  风轮直径:1.65(m)

Ø  启动风速:1.5(m/s)

Ø  额定风速:12(m/s)

Ø  安全风速:35(m/s)

Ø  工作形式:上风式永磁同步发电机

Ø  风叶旋转方向:顺时针

Ø  风叶数量:3(片)   

Ø  风叶材料:玻璃增强聚丙烯材料

Ø  电机材料:铝合金

3.4模拟风洞:采用4台同功率鼓风机机组,组合成矩阵模拟风单元,实现模拟风的输出和测试。

Ø  风量:34073 m3/h1275Pa-2138Pa

Ø  电压:三相四线 380VAC

Ø  功率:2.2kW×4

Ø  调速单元:2.2KW 矢量变频器,输出频率:0-100Hz

3.5电力蓄能系统

Ø  储能形式:阀控式密封铅酸蓄电池

Ø  额定电压:12V

Ø  额定容量:55Ah

Ø  充电方法(恒压),循环︰最大充电电流为5.6A

3.6离网逆变模块:光伏离网型逆变器为功率变换装置,将输入的直流电推挽升压,再经过逆变桥SPWM正弦脉宽调制技术逆变成220V交流电。

Ø   直流输入电压:10.516.8 VDC

Ø   额定输出功率:500W

Ø   输出电压:110/220VAC

Ø   输出波形:纯正弦波

Ø   输出频率:50Hz

Ø   工作效率:85%

Ø   功率因数:>0.88

Ø   波形失真率≤5%

Ø   工作环境:温度-20℃~50

Ø   相对湿度:﹤90﹪(25℃)

Ø   保护功能:极性反接、短路、过热、过载保护

3.7风电控制模块:集风能、太阳能控制于一体的智能控制器,专为高端的小型风光互补系统设计,特别适用于风光互补路灯系统和风光互补监控系统。能同时控制风力发电机和太阳能电池板对蓄电池进行安全高效的智能充电。

Ø   工作电压:12/24VDC

Ø   充电功率:600W

Ø   光伏功率:100W

Ø   风机功率:500W

Ø   充电方式:PWM脉宽调制

Ø   充电最大电流 16.5A

Ø   过放保护电压 10.5V 

Ø   过放恢复电压 12.6V

Ø   输出保护电压 16.2V

Ø   卸载开始电压(出厂值)15V

Ø   卸载开始电流(出厂值) 12A

Ø   控制器设有蓄电池过充、过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、输出短路保护、电池接反保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿等功能;

Ø  用于常规负载为100W以下的12V/24V直流负载,输出模式有常开输出、定时输出,光控开、光控关,定时开、定时关等模式。

3.8负载模块装置系统

Ø   风扇:×1个,额定电压:12/24V,工作电流:1.25A,功率:15W

Ø   交通灯:1(R,G,B),额定电压:12/24V,工作电流:0.8A,功率:9.6W

Ø   马达:×1个,额定电压:12/24V,工作电流:0.35A,功率:5W  转速:20rmp/min

Ø   交流LED灯×1个,交流节能灯×1

3.9测风系统:用于测量并记录大气中风速与风向的气象仪器。本仪器采用高清液晶显示屏显示当前日期时间及风速、风向值;内置大容量FLASH存储芯片可自动存储至少一年的气象数据;仪器配备有三种通讯接口(RS232/RS485/USB)用于与计算机建立通讯连接,通过配套的上位机软件可远程观测实时风速风向,用户还可利用该功能完善的气象软件对气象数据作进一步的处理分析。

实时数据:当前电脑时间采集到的风速、风向数据。(电脑时钟)

历史数据:风速风向仪按照所设定的采集周期,记录到采集仪存储芯片中的风速、风向数据(采集仪时钟)。

Ø  测量范围风速:060m/s

Ø  精 度±0.1m/s

Ø  工作电源:AC 220V±20%  50HZ DC12V5V或其他供电。

Ø  记录间隔:1分钟~240分钟连续可设置

Ø  内部存储:4M bit

Ø  环境温度:-40℃~50  

Ø  转速传感器:05000 风力发电机转速检测显示(室内)

Ø  过风速报警中断输出功能,可以设备闭环形式连接,增加实验安全性。

3.10同步并网模块:采用感知运算技术,在不同风速强度而产生不同的电流输出,采用了先进的处理器运算技术,精确的MPPT功能、APL功能,自动把风力发电功率调整到最大输出,只需将风力发电机直接连接到并网逆变器输入端,无需再连接电池。交流电的0角相经隔离放大后输入到MCU进行高精度检测分析,相移率只有〈1%,并网的过程中采用SPWM直接产生纯正正弦波输出。从而实现了高精度同相调制交流电并合输出功能。

Ø  工作电压:10.8 - 50VDC

Ø  电压范围:90V140V/180V260VAC

Ø  频率范围:55Hz63Hz/45Hz53Hz

Ø  并网输出功率:600W

Ø  输出电流总谐波失真:THDIAC <5%

Ø  相 位 差: <1%

Ø  孤岛效应保护:VAC;f AC

Ø  输出短路保护:限流

Ø  显示方式:LED

Ø  待机功耗:<2W 

Ø  夜间功耗:<1W

Ø  环境温度范围: -25 ℃~60

Ø  环境湿度:099%(Indoor Type Design)并网逆变器具有DCDCDCAC两级能量变换的结构。DCDC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点;DCAC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位,同时获得单位功率因数。

3.11电表规格

Ø  直流电流表:× 2个,10A 1只、20A 1只,显示模式︰0.5LED

Ø  直流电压表:× 2个,0-200V, 显示模式︰0.5LED

Ø  交流电压表:× 2个,500V,显示模式︰0.5LED

Ø  交流电流表:× 2个,5A  显示模式︰0.5LED

Ø  时间、温/湿度表:× 1个,-2099.9  显示时间,室内温、湿度

3.11风电系统控制台

控制台集成交流漏电开关、紧急停止开关、仪表开关、风机输入开关、仪表显示、控制按钮(开关)、智能型风电控制器、风速仪、变频矢量调速模块等。

系统外形尺寸;长1240×650×1700(㎜)附滚轮方便推动至户外教学。

四、教学及研究及实训项目

实验1、风力发电基础理论原理性实验

实验2、风力发电系统设计实验

实验3、发电机转速与输出电压关系实验

实验4、发电机转速与输出功率关系实验

实验5、永磁同步风力发电机系统运行过程风能量变换演示和实验

实验6、模拟风力发电机在海洋环境不同风速的发电状态与运行

实验7、模拟风力发电机在海洋环境中的启动、停止、运行及并网过程

实验8、模拟风力发电机在海洋环境中脱网运行、启动/停机运行

实验9、模拟风力发电机在海洋环境中主控系统,支持远控/就地启停、等操作

实验10、测量风力发电系统的关键电气参数,实时记录和图形显示关键电气参数,支持离线数据分析

实验11、测量风力发电机基础结构在海洋环境荷载下的振动响应,完成模态分析

实验12、光伏电池的伏安特性

实验13、光伏发电的负载特性测试

实验14、光伏电池输出功率与入射角的关系

实验15、输出功率与光照强度的关系

实验16、控制器原理实验

实验17、蓄电池充放电控制实验

实验18、蓄电池保护实验

实验19、综合实验

五、主要设备清单

序号

    

数 量

单 位

1

海上风电结构海洋环境荷载模拟与测试实验系统

1

2

400W永磁同步发电机

1

3

模拟风洞系统(风源包含4只鼓风机)

1

4

2.2KW矢量变频器

4

5

测风系统(含支架)

1

6

风光互补控制器

1

7

100W太阳能电池组件模块

3

8

600W同步并网模块

1

9

500W离网DC-AC模块

1

10

蓄电池组55Ah

1

11

实验附件(包含1只手持式光照度测量仪)

1

12

上位软件

1

光伏发电系统实验平台(教学实验型)

燃料电池发电教学实训系统

大型风力发电系统实训平台(工程型)

风光电互补发电综合实训系统

太阳能光伏发电系统实验实训台

太阳能光伏并网发电教学实训台

400风力发电系统教学实验平台

双馈风力发电实验系统

室内模拟风力发电实验系统

SBT-SWP01型风光互补发电实训系统

光伏发电教学实验箱

太阳能教学实验箱

风力发电实训设备,风力发电实训室

SBXNY-FG03风光互补发电实训系统

风光互补发电教学实验实训平台

风光互补发电实训系统

风光互补离(并)网发电实训系统

风光互补发电测量与控制实训系统

风光互补发电系统实训平台

自动喷淋及消防栓灭火系统装置

通风排烟系统考核培训装置

防烟排烟系统实训装置

智能消防系统实训装置

智能楼宇报警控制实训设备

供热计量小型模拟实验装置

采暖系统模拟演示装置

碟式(斯特林)光热发电实训系统

风力发电实训室,风力发电实训平台

电梯工程实训室建设方案,电梯实训室设备

防控制中心、消防电话中心、消防广播中心

双层直梯教学实训平台

电梯安装与调整实训室设备

电梯工程技术专业实训设备

建筑电气与消防系统实训装置

自动扶梯维修与保养实训考核装置

自动扶梯维修与保养实训考核装置

电梯电气实训考核装置

电梯仿真教学模型

多层电梯实训模型

六层透明仿真教学电梯模型

实物电梯实训考核设备

电梯安装维修实训装置,电梯维修实训设备

暖通空调实训室设备、暖通空调实验室

透明仿真教学电梯模型

双联四层透明仿真教学电梯模型

双联六层透明仿真教学电梯模型

群控六层透明仿真教学电梯模型

六层透明仿真教学电梯模型

自动扶梯模拟设备

四层实物电梯实训考核设备

智能型群梯控制实训考核设备

电梯实训室建设方案,电梯实训装备

电梯安装与调整实训室设备

电梯电气控制装调实训考核装置

电梯安装维修与保养实训考核装置

智能电梯装调与维护实训设备

消防广播电话系统实验实训装置

消火栓及预作式自动喷淋灭火系统实训装置

供暖系统测量控制实验装置

热水供暖循环系统综合实训装置

热能地板辐射采暖系统实训装置

楼宇智能化火灾报警及联动系统实训考核装置

楼宇照明系统实训装置

智能楼宇电工实训考证装置

楼宇供配电系统实训装置

给排水设备安装与控制装置

高级过程控制系统实验装置

三容水箱综合控制系统实验平台

过程控制综合实验装置

集散型过程控制综合实验装置

现场总线过程控制系统实验装置

楼宇供配电系统实训装置(LON总线型)

楼宇供配电及照明系统综合实训装置

智能楼宇系统实训装置依据智能建筑行业的发展

楼宇消防自动化系统综合实训室,消防实训室参考方案

除湿机电气控制系统实训台

全工况多功能型除湿系统实训装置

网络安防技术实训台

终端式智能家居系统实验实训装置

物联网智能家居系统集成与运维平台

物联网综合应用实训系统

物联网工程综合应用实训装置

物联网智能家居实训系统

建筑智能物联网实训系统

消防报警联动系统实训装置

消防供水管路安装实训装置

变频恒压供水系统实训装置

消防联动控制中心及灭火系统实训装置

消防联动控制中心及喷淋灭火系统实训装置

楼宇智能化工程实训室建设、楼宇智能化设备安装与运行

给排水管道安装实训装置

建筑给排水系统安装实训室,给排水实验室

消防实训室,消防电梯实训室,消防工程技术专业实训室

智能楼宇实训系统、智能建筑实训装置、消防培训设备,建筑供电实训装置

管道安装及控制实训装置

楼宇智能控制实训装置

楼宇供电及消防供电演示系统

楼宇供配电系统实训装置(LON总线型)

楼宇照明系统实训装置(LON总线型)

楼宇工程技能实训设备

建筑给排水电气及自动化实训系统

建筑供配电技术实训装置

建筑电气设备实验装置

建筑群设备间光纤传输系统实验实训装置

消防水泡定位射流灭火装置

智能消防系统实训装置

消防工程专业实验室设备

消火栓灭火系统实训装置

自动喷水灭火系统实验实训装置

楼宇自动化综合布线实训室

楼宇智能安防布线实训系统(工程型)

有线电视系统实训装置

网络综合布线与工程技能实训平台

楼宇智能化综合布线考核实训装置

弱电井中垂直工作区系统实验实训装置

消防自动化实训装置

单机电梯考证设备

电梯实物教学模型

门禁控制系统实验模型

排水工程教学科研实验装置

城市污水处理实验装置

城市生活垃圾处理装置

大气污染控制教学实验装置

环境工程实验装置

风机盘管热工性能试验台

换热器综实验装置(数据采集)

热工基础实验装置

热工自动化仪表实训平台

热工仪表及控制实训装置

液位流量压力温度实验装置

流体力学水力学实验装置

空气热湿处理试验台

化工原理实训设备,化工原理实验装置,化工原理实验室设备

化工原理实验装置,化学工程实验设备、化工工艺实验装置

化工自动化仪表实训平台

水暖电气实训设备

通风空调实验系统、通风空调系统安装实训设备、通风空调系统安装实训装置

电梯控制技术综合实训装置

一机两库系统综合实训装置

户式中央空调实训考核装置

制冷设备与PLC控制实训考核装置

空调制冷换热综合实验装置

中央空调控制监控实训考核装置

热能地板辐射采暖系统实训装置

地源热泵中央空调实训装置

中央空调空气处理系统实训装置(DDC总线型)

全工况多功能型除湿系统实训装置 

空调系统多联机(可变冷媒制冷剂流量系统)系统实训装置

采暖通风实训设备.采暖通风实训装置.供暖实验室设备

现代制冷装调技术综合实训考核设备

制冷与空调系统技能实训装置

制冷空调冰箱实训考核装置

变风量中央空调电气实训考核装置

建筑供配电技术实训装置

智能楼宇管理师实训及技能鉴定平台

楼宇智能化工程技术技能实训考核装置

楼宇智能化工程实训装置

给排水设备安装与控制装置

智能分体空调实训考核装置

制冷与空调系统实训装置(可拆装)

空调维修调试实训装置

智能电冰箱综合原理实训台

热泵式分体空调制冷系统实训装置

变频空调控制实训考核装置

空调冰箱组装与调试实训装置

现代制冷制热实训考核鉴定设备

制冷制热实训考核鉴定设备

空调冰箱组装与调试实训考核装置(智能考核型)

制冷管路基本技能实训设备

新型制冷分体变频空调实训安装调试装置

柜式空调技能实训考核装置

家用分体空调技能实训考核台

制冷制热实训设备,双门冰箱实训考核装置、家用电器实训装置、空调实训考核装置

散热器热工性能实验台

人工气候无尘洁净室空调装置

空气动力实训装置(风洞)

空气源热泵热机实训考核装置

活塞式压缩机制冷模拟实验设备

仿真中央空调微机控制实验室设备带微机接口)

家用中央空调实训考核装置

空调控制实验实训考核装置(美的定频)

家用电冰箱智能温控电气实训考核装置

热工测量实验装置

空调修理专业技能实践装置

热泵型分体空调实训考核装置

中央空调系统实训装置(DCS)

中央空调系统实训装置

中央空调实训考核装置

中央空调工程实验台

中央空调微机控制实验台

空调过程实验装置

制冷空调系统安装与维修实训平台

风道平衡空调实验台

焓差法空调实验装置

空调制冷系统拆装实践平台

散热器性能综合测试实验装置

家电技术综合实训装置

组合音响调音技术实训装置

多功能家用电子产品电气控制实训智能考核装置

水暖电气实训系统

压气机性能实验台

太阳能热能培训器

给排水集成监控系统实训考核装置

物联网实训设备、智能家居实训室设备、综合布线实训室设备、网络技术实训室设备

现代冷库技术综合实训考核装置

制冷与空调技术实训平台

消防报警联动系统实训装置

冷却塔实验装置

压缩机性能测试实训设备

小型冷库制冷系统综合实训考核装置

离心式水泵拆卸装配测试装置

高能效比多功能热泵空调实验系统

单级压缩式制冷循环综合性能实验装置(变频)

双级压缩机式制冷系统实验装置

制冷压缩机拆装实训装置

变频恒压供水技能实验模型

变频空调电气实训考核装置

空调制冷综合实训装置

柜式空调实训考核装置

电冰箱电气控制线路实训箱

制冷与制热系统技能实训装置

电冰箱电气控制线路实训装置

透明表冷器喷水室性能测定实验台

多功能家电综合实训台

热工仪表测量实验装置

家用中央空调实训考核设备 

智能空调控制实验实训考核装置

制冷压缩机性能测试实训装置

压缩机性能试验台(电量热计法)

电气控制与PLC一体化教学实训室建设

变频空调实训考核装置

制冷系统电气元件和故障实训考核装置

工业制冷系统实训考核装置

制冷原理实训装置

管道与制暖安装实训装置

水冷式中央空调实训考核装置

供热系统管道安装实训装置

建筑给水排水实验系统

楼宇消防自动化系统综合实训装置

风机风室性能实验台

变频式抽油烟机维修技能实训考核装置

家用电热水器维修与安装实验装置

模拟办公楼热计量供暖实训装置

通风管道式中央空调实训考核装置

建筑工程实验室、建筑环境与能源实验室

多功能家用电子产品电气维修实训考核装置

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