风光互补发电实训系统

风光互补发电实训系统是一种集太阳能发电与风力发电于一体的教学实训设备，主要用于帮助学生、研究人员及企业技工深入理解风光互补发电原理，掌握系统集成技术，并提升工程实践技能。

一、系统组成与功能

1. 光伏发电模块

• 包含太阳能电池板、支架系统、投射灯（模拟太阳光）等。

• 功能：验证光伏发电原理，测试电池板输出特性（如开路电压、短路电流、I-V曲线、P-V曲线），研究光照强度、温度对转换效率的影响。

2. 风力发电模块

• 包含小型风力发电机、叶片、塔架、模拟风洞等。

• 功能：演示风能转换为电能的过程，测试发电机转速与输出电压/电流的关系，研究风速对发电功率的影响。

3. 能量转换与存储系统

• 包含控制器、逆变器、蓄电池组等。

• 功能：

  1）控制器：实现蓄电池充放电管理（如PWM脉宽调制充电、过充/过放保护、均衡充电）。

  2）逆变器：将直流电转换为交流电（离网型输出纯正弦波，并网型实现与电网同步）。

  3）蓄电池：存储电能，支持离网负载持续供电。

4. 监控与测量系统

• 包含温/湿度仪、风速/风向传感器、数字电压表、电流表、液晶显示屏等。

• 功能：实时监测系统参数（如电压、电流、功率、环境条件），支持数据记录与分析。

5. 辅助模块

• 包含跳线实验模块、负载单元（直流/交流负载）、市电互补切换模块等。

• 功能：支持系统扩展与故障模拟，提升实训灵活性。

二、系统特点与优势

1. 模块化设计

• 各模块独立运行，可组合为光伏发电、风力发电或风光互补发电系统，满足多样化教学需求。

2. 智能化管理

• 采用32位数字化DSP技术或16位高性能MCU，实现蓄电池充放电、风机刹车的全智能化控制，提升系统效率与安全性。

3. 高仿真性与实操性

• 模拟真实环境（如可调风速、光照强度），支持学生亲手安装、调试、监控系统，培养工程实践能力。

4. 安全保护功能完善

• 具备蓄电池过充/过放保护、负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护等多重安全机制。

5. 数据可视化与分析

• 通过液晶显示屏或上位机软件实时显示系统状态，支持历史数据查询与报表生成，便于教学与科研分析。

三、应用场景与实验内容

1. 教学场景

• 职高、大学、研究生教育：作为《光伏发电系统》《风力发电技术》《可再生能源工程》等课程的核心实训设备，帮助学生掌握风光互补发电原理与系统集成技术。

• 企业培训：用于新能源企业技工的技能培训，提升其对风光互补发电系统的安装、调试、维护能力。

2. 实验内容

• 光伏发电实验：电池板特性测试、最大功率点跟踪（MPPT）、自动跟踪系统调试等。

• 风力发电实验：发电机转速与输出电压关系测试、风速与功率关系研究、变频器调速实验等。

• 系统集成实验：风光互补控制器充放电保护测试、离网/并网逆变器工作原理分析、系统效率优化等。

• 故障排查实验：模拟蓄电池极性接反、组件短路、控制器过载等故障，训练学生定位与修复能力。

四、典型系统配置示例

• 光伏组件：单晶硅/多晶硅电池板（如10W、20W），支持并联/串联组网。

• 风力发电机：额定功率300W，额定电压12/24V，启动风速1.5m/s。

• 控制器：PWM脉宽调制充电，最大充电电流35A，具备光控/时控输出功能。

• 逆变器：离网型输出纯正弦波（110/220VAC，50Hz），并网型支持相位同步与孤岛效应保护。

• 监控系统：工业触摸屏（10.2英寸），支持RS232/RS485通信，可实时监控与数据存储。

五、选型建议

1. 根据教学需求选择系统规模：

• 基础教学可选小型实训台（如光伏200W+风力300W）。

• 科研或企业培训可选大型系统（如光伏1kW+风力2kW），支持更复杂的实验项目。

2. 关注系统扩展性与兼容性：

• 选择支持外接PC计算机量测、虚拟仪器接入的系统，便于开展创新研究。

• 确保系统符合国家/行业标准（如并网逆变器需通过CQC认证）。

3. 重视售后服务与技术支持：

• 优先选择提供全国统一400服务热线、定期回访、实验室认证协助的供应商。