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本文關鍵詞：ZRXNY-04智能微電網實訓實驗系統
智能微電網實訓實驗系統由模擬風力發電單元、太陽能光伏發電單元、微電網接入與能量管理屏柜、微電網儲能與穩定控制屏柜、微電網分布式能源接入屏柜、微電網交直流負荷管理屏柜、微電網監控平臺等組成。
1、模擬風力發電單元
模擬風力發電單元由永磁風力發電機組、拖動異步電機、發電機支架、電機電纜、風速模擬單元等組成。風力發電機采用永磁水平軸風力發電機，通過異步變頻電機進行拖動，可模擬發電機在不同風速狀況下的發電情況。
2、太陽能光伏發電單元
由光伏模擬器組成，模擬光伏板的各種特征。
3、微電網接入與能量管理屏柜
微電網接入與能量管理屏柜由西門子PLC、微電網能量管理系統(EMS)、工業以太網交換機、交流浪涌保護器、交流接觸器、塑殼斷路器、單相雙向計量儀表、低壓線路保護器、電流互感器、組態觸摸屏、急停按鈕、指示燈、繼電器、開關電源、復位開關、轉換開關、微斷、測試端子、電力電纜、通訊電纜、接線端子、測試端子等組成。主要完成微電網與大電網能量交互的控制、計量與保護，同時通過能量管理系統對微電網儲能、分布式發電、交直流負荷等進行能量管理與調度，實現微電網平滑穩定、經濟高效運行。
4、微電網儲能與穩定控制屏柜
微電網儲能與穩定控制屏柜由雙向儲能變流器、切換開關、儲能蓄電池組、電池監測系統、直流功率計量儀表、低壓線路保護器、電流互感器、分流器、交流接觸器、指示燈、繼電器、復位開關、轉換開關、電力電纜、通訊電纜、接線端子、測試端子等組成。主要完成對微電網儲能的充放電管理、實現微電網直流母線與交流母線的雙向變流、提供隔離微電網與市電電網的PCC節點。
5、微電網分布式能源接入屏柜
微電網分布式能源接入屏柜由光伏控制器、風機控制器、直流功率計量儀表、交流功率計量儀表、電流互感器、分流器、變頻調速器、指示燈、繼電器、轉換開關、電力電纜、通訊電纜、接線端子、測試端子等組成。主要完成對分布式能源的接入、分布式發電的計量與保護。
6、微電網交直流負荷管理屏柜
微電網交直流負荷管理屏柜由交直流模擬負載、直流功率儀表、交流功率儀表、電流互感器、分流器、交流接觸器、測試端子等組成。可以通過軟件模擬對不同等級負荷進行自動調度控制，模擬微電網負荷投切控制和帶載運行參數分析。
7、微電網監控平臺
微電網監控平臺由工控計算機、顯示器、操作臺、通訊電纜、SCADA電力監控軟件等組成。完成對微電網系統運行監測與控制。
主要設備技術參數
微電網接入與能量管理屏柜由西門子PLC、微電網能量管理系統(EMS)、工業以太網交換機、交流浪涌保護器、交流接觸器、塑殼斷路器、單相雙向計量儀表、低壓線路保護器、電流互感器、組態觸摸屏、急停按鈕、指示燈、繼電器、開關電源、復位開關、轉換開關、微斷、測試端子、電力電纜、通訊電纜、接線端子、測試端子等組成。主要完成微電網與大電網能量交互的控制、計量與保護，同時通過能量管理系統對微電網儲能、分布式發電、交直流負荷等進行能量管理與調度，實現微電網平滑穩定、經濟高效運行。
微電網接入與能量管理單元主要技術參數：
1）PLC：西門子S7-1200PLC及擴展模塊；14點數 字量輸入；10點數字量輸出；2模擬量輸出；支持Profinet、I/O通訊；
2）微電網能量管理系統：CPU：ARM9 400MHz；操作系統：嵌入式Linux2.6.30； SDRAM：128M；FLASH：128M；SD卡：支持最大8G；RS485接口：8個，通訊帶隔離；網口：10/100M自適應；軟件：內置微電網能量管理軟件；數據庫：內置SQLite關系數據庫；額定電源：DC24V，5.4W；外形尺寸（L×W×H，mm）：241×130×38
3）以太網交換機：網絡標準：IEEE 802.3、IEEE 802.3u、IEEE 802.3x；端口：8個10/100Mbps RJ45 端口；指示燈：每端口具有1個Link/Ack、Speed 指示燈/每設備具有1個Power指示燈；性能：存儲轉發/支持3.2Gbps的背板帶寬/支持8K的MAC地址表深度；使用環境：工作溫度(0℃～40℃)/存儲溫度(-40℃～70℃)/工作濕度(10%～90%RH，不凝露)/存儲濕度(5%～90%RH，不凝露)；輸入電源：100-240V～50/60Hz；外形尺寸（L×W×H，mm）：143×104×48
4）串口服務器：32位ARM嵌入式處理器；1個隔離10M/100M自適應網口，內嵌1.5KV電磁隔離；8個隔離RS422/485串口，接線端子接口，每個串口帶有15KV ESD保護；支持斷電或者斷網自動恢復；支持9-24VDC寬電壓輸入；支持Web/Telnet/Console控制臺多種方式進行管理和配置；支持TCP、UDP、、ICMP、HTTP、DNS、DHCP ,Telnet協議；工作方式：TCP Server，TCP Client、UDP、虛擬串口驅動訪問模式；支持過網關，跨路由通信；支持標準TCP/IP SOCKET, Telnet程序訪問；
5）組態觸摸屏：觸摸屏尺寸：7″；屏幕類型：TFT液晶顯示屏；分辨率：800×480；內核：Cortex-A8 CPU（主頻600MHz）；內存：128M；觸摸類型：四線電阻式觸摸屏（分辨率4096×4096）；串行接口：RS232/RS485；以太網口：10/100M自適應；電磁兼容：三業三極；
6）交流浪涌保護器：電源系統：TT-TN-IT；額定電壓Un：220V；最大持續運行電壓Uc：385V；標稱放電電流In(8/20us)：20KA；最大放電電流Imax(8/20us)：40KA；保護水平Up(8/20us)：<1.8KV；響應時間：≤25ns；失效指示：綠色/正常，紅色/失效；
7）交流接觸器：主觸點數量：3對；額定電流：25A；額定電壓：AC220V；線圈電壓：AC220V；輔助觸點：2常閉2常開；
8）單相雙向計量儀表：電流、電壓測量精度：0.2級；功率、有功電能測量精度：0.5級；頻率：0.05HZ；無功電能：1級；供電電壓：AC80-270V、DC90-350V；功耗：≤10VA；
9）低壓線路保護器：測量參數：電流、電壓、功率、功率因素、頻率、電能監測；過流保護；欠壓保護；過壓保護；零序保護、斷相保護、聯動保護、不平衡保護；通訊接口：RS485/Modbus-RTU通訊；開關量輸入：5路；繼電器輸出：4路；具有SOE事件記錄功能；
10）開關電源：輸入電壓：AC220V；輸出電壓：DC24V；輸出電流：5A；
11）屏柜材質與尺寸：板材：熱鍍鋅處理；板材表面烤漆工藝；鋼板厚度：2mm；前門采用推拉式，采用透時鋼化玻璃設計，帶氣動緩沖器；后門采用雙開門設計，底部裝置過濾網；兩邊側門可拆卸設計；底座前后活動式設計，方便進出線與柜體搬運；柜體尺寸：800×800×2000(mm)；
微電網儲能與穩定控制屏柜由雙向儲能變流器、切換開關、儲能蓄電池組、電池監測系統、直流功率計量儀表、低壓線路保護器、電流互感器、分流器、交流接觸器、指示燈、繼電器、復位開關、轉換開關、電力電纜、通訊電纜、接線端子、測試端子等組成。主要完成對微電網儲能的充放電管理、實現微電網直流母線與交流母線的雙向變流、提供隔離微電網與市電電網的PCC節點。
微電網儲能與穩定控制單元主要技術參數：
1）雙向儲能變流器：最大并網功率：3600W；輸入直流電壓：DC48V；輸入電池類型：鉛酸電池或鋰電池；最大充電功率：3600W(可設定)；充電電壓：57V(可設定)；集成溫度補償功能；保護功能：接反保護，欠壓保護，過壓保護，過充保護，過載保護，短路保護等；額定輸出電壓：220V(180Vac-280Vac)；額定電網頻率：50/60HZ，±5HZ；最大交流電流：16A；功率因素：0.8超前～0.8滯后；THDI：<1.5%；交流連接類型：單相；最大轉換效率：97.6%；MPPT效率：99.9%；設備保護：直流極性反接保護，直流輸入開關保護，交流輸出過流保護，交流輸出過壓保護，接地故障監測，電網孤島監測，殘余電流檢測；通訊接口：隔離RS485；
2）儲能蓄電池：電池類型：鉛酸免維護；電池容量：12V85AH；電池連接方式：串聯；電池保護：末端接保險絲；
3）電池監測系統：電源電壓：DC80～320V/AC220V；駛入功率：≤10W；電池單體電壓檢測：32節；電池電流采集：1路；電池溫度采集：1路；單體電壓測量范圍：0.5V～16V；單體電壓測量精度：≤±0.3%；通訊端口：RS485；外形尺寸：230×95×35(mm)；工作環境溫度：-15～+55℃；
4）直流功率表：電壓測量范圍：DC0-100V；電壓測量精度：0.2級；電流測量范圍：0-20A；電流測量精度：0.2級；供電電壓：AC80-270V、DC90-350V；功耗：≤10VA；
5）低壓線路保護器：測量參數：電流、電壓、功率、功率因素、頻率、電能監測；過流保護；欠壓保護；過壓保護；零序保護、斷相保護、聯動保護、不平衡保護；通訊接口：RS485/Modbus-RTU通訊；開關量輸入：5路；繼電器輸出：4路；具有SOE事件記錄功能；
6）交流接觸器：主觸點數量：3對；額定電流：25A；額定電壓：AC220V；線圈電壓：AC220V；輔助觸點：2常閉2常開；
7）屏柜材質與尺寸：板材：熱鍍鋅處理；板材表面烤漆工藝；鋼板厚度：2mm；前門采用推拉式，采用透時鋼化玻璃設計，帶氣動緩沖器；后門采用雙開門設計，底部裝置過濾網；兩邊側門可拆卸設計；底座前后活動式設計，方便進出線與柜體搬運；柜體尺寸：800×800×2000(mm)；
微電網分布式能源接入屏柜由光伏控制器、風機控制器、直流功率計量儀表、交流功率計量儀表、電流互感器、分流器、變頻調速器、指示燈、繼電器、轉換開關、電力電纜、通訊電纜、接線端子、測試端子等組成。主要完成對分布式能源的接入、分布式發電的計量與保護。
微電網分布式能源接入單元主要技術參數：
1）光伏控制器：額定系統電壓：48V；空載損耗：≤1.2W；光伏最大輸入電壓：150V；最大充電電流：30A；轉換效率：≤98%；MPPT追蹤效率：>99%；溫度補償系數：-3mv/℃/2V（默認值）；工作溫度：-35℃～+45℃；保護功能：接反保護，欠壓保護，過壓保護，過充保護，過載保護，短路保護，反充保護等；通訊方式：RS485；外形尺寸：266×182×81(mm)；
2）風機控制器：額定風機輸入功率：300W；最大風機輸入功率：450W；蓄電池額定電壓：48V；風機剎車電流：7.5A；卸載開始電壓：54V；完全卸載電壓：58V；蓄電池過放保護電壓：43.2V；蓄電池過放恢復電壓：48V；輸入過壓保護電壓：64V；充電方式：PWM；靜態電流：≦30mA；保護功能：接反保護，欠壓保護，過壓保護，過充保護，過載保護，短路保護，反充保護等；通訊方式：RS485；外形尺寸：440×300×170(mm)；
3）直流功率表：電壓測量范圍：DC0-100V；電壓測量精度：0.2級；電流測量范圍：0-20A；電流測量精度：0.2級；供電電壓：AC80-270V、DC90-350V；功耗：≤10VA；
4）單相交流功率表：電流、電壓測量精度：0.2級；功率、有功電能測量精度：0.5級；頻率：0.05HZ；無功電能：1級；供電電壓：AC80-270V、DC90-350V；功耗：≤10VA；
5）屏柜材質與尺寸：板材：熱鍍鋅處理；板材表面烤漆工藝；鋼板厚度：2mm；前門采用推拉式，采用透時鋼化玻璃設計，帶氣動緩沖器；后門采用雙開門設計，底部裝置過濾網；兩邊側門可拆卸設計；底座前后活動式設計，方便進出線與柜體搬運；柜體尺寸：800×800×2000(mm)；
分布式發電模擬由模擬風力與模擬光伏單元組成，模擬風力發電單元由永磁風力發電機組、拖動異步電機、發電機支架、電機電纜、風速模擬單元等組成，風力發電機采用永磁水平軸風力發電機，通過異步變頻電機進行拖動，可模擬發電機在不同風速狀況下的發電情況；太陽能光伏發電單元由單晶太陽能光伏電池組件、太陽能組件支架、太陽能專用電纜、MC4連接器、環境檢測傳感器等組成。
分布式發電模擬主要技術參數：
1）風力發電機：額定功率：500W；最大功率：550W；額定電壓：48V；額定轉速：650r/m；發電機類型：三相交流永磁同步發電機；磁鋼材料：釹鐵硼；發電機外殼材料：壓鑄鋁；調速方式：變頻電機拖動；
2）變頻拖動電機：額定電壓：AC380V；額定頻率：50HZ；額定功率：750W；傳輸比：2.37；允許扭矩：70N.M；
3）風機拖動平臺：拖動方式：聯軸拖動；拖動平臺尺寸：800×300×360(mm)；
4）太陽能光伏模擬器：可模擬太陽能電池板輸出特性；可模擬不同光照和溫度下I-V曲線；通過填充因子可模擬多種太陽能電池的輸出特性；可模擬太陽能電池板被遮罩時的I-V曲線；可測試靜態和動態下的MPPT情況；MPPT工作點實時顯示于上位機軟件上；具有恒功率模式；具有恒內阻模式，對內阻進行設定；具有強大的圖形化上位機軟件；穩壓精度高、紋波電壓低；采用16bit高速ADC,快速精確測量；采用ARM、DSP雙CPU控制；應用全橋移相軟開關技術；動態穩定性用Matlab仿真優化；采用高速DSP進行PID運算,直接輸出PWM；快速存儲9組數據（電壓，電流，功率）；具有過壓、過流、過溫、短路保護功能；電壓、電流、時間設定，數字式按鍵輸入，精確度高；
5）環境檢測傳感器：溫度檢測范圍：-40℃～85℃；溫度檢測精度：±0.5℃；濕度檢測范圍：0-99.9%RH；濕度檢測精度：±3%RH；光照度檢測范圍：0-20K(LUX)；光照度檢測精度：1%；風速檢測范圍：0-30m/s；風速檢測精度：±2%；風向檢測范圍：0-360°；風向檢測精度：1%；傳感器供電：DC24V；傳感器通訊接口：隔離RS485；
