KNT-WP01型风光互补发电系统实训教程
力控教程
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。
KNT-WP01型 风光互补发电实训系统1
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。
风光互补设备实训数据
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。
KNT-WP01型 风光互补发电实训系统1
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”。
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。
风光互补部分实验
风光互补部分实验1光伏电池方阵的安装1.1实训的目的和要求1.实训的目的①了解单晶硅光伏电池单体的工作原理。
②掌握光伏电池方阵的安装方法。
2.实训的要求①在室外自然光照的情况下,用万用表测量光伏电池组件的开路电压，了解光伏电池的输出电压值。
②在室外自然光照条件下和在室内灯光的情况下，用万用表测量光伏电池方阵的开路电压，分析光伏电池方阵在室内、外光照条件下开路电压区别的原因。
1.2基本原理(1)本征半导体纯净半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质。
纯净的半导体称为本征半导体。
制造半导体器件的常用半导体材有硅（Si)、锗（Ge)和砷化镓（GaAs)等。
本征硅半导体中的硅原子核最外层有四个价电子，硅晶体为共价键结构，硅原子最外层的价电子被共价键束缚。
在低温下，这些共价键完好，本征硅半导体显示出绝缘体特性。
当温度升高或受到光照等外界激发时，共价键中的某些价电子获得能量，摆脱共价键束缚，成为可以自由运动的电子，在原来的共价键中留出空穴，这些空穴又会被邻近的共价键中的价电子填补，并在邻近的共价键中产生新的空穴。
空穴运动是带负电荷的价电子运动造成的，其效果是带正电荷的粒子在运动。
可以认为，自由电子是带负电荷的载流子，空穴是带正电荷的载流子。
本征半导体中有两种载流子，即电子和空穴，它们是成对出现的，称为电子-空穴对，两种载流子都可以传导电流。
通常本征半导体中的载流子浓度很低，导电能力差。
当温度升高或受到光照时，本征半导体中的载流子浓度按指数规律增加，其导电能力显著增加。
(2) P型半导体和N型半导体纯净半导体中加入了微量三价元素或五价元素，其导电能力会明显增强。
三价元素的原子核的最外层有三个价电子，在形成共价键时，产生了一个空穴。
五价元素的原子核的最外层有五个价电子，在形成共价键时，产生了一个自由电子。
在本征硅半导体中掺入微量三价元素（例如硼元素）后，本征硅半导体中的空穴浓度大大增加，半导体的导电能力明显提高，主要依靠空穴导电的半导体称为P型半导体。
42-高职-风光互补发电系统安装与调试
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。
风光互补发电系统
光伏输出
蓄电池电
压采样信 号
光伏电池
电压采样 信号
蓄电池放
电电流采 样信号
光伏电池 放电电流 采样信号
AG AD3 AG AD1 AG AD4 AG AD2
蓄电池输 出
充电状态 输出指示
蓄电池输 入
负载
蓄电池欠
电压控制 信号
充电脉宽 信号
DC24V电 源
触摸屏通 监控一体
讯
机通讯
充电脉宽 信号
控制单元、光伏输出显示单元、
触摸屏、光伏供电控制单元、 DSP控制单元、接口单元、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
光伏电源控制
单元主要由断 路器、+24V开
关电源、 AC220V电源
插座、指示灯、 接线端DT1和 DT2等组成。
QF1
AC220 V电源插
座
光伏输出显示单元主要由直流电流表、直流电压表、 AC220V的L、N和RS485通信端口组成。
J41
J42
触摸屏用于显示风力发 电机输出信息、风场的 风量信息和蓄电池信息。 通过RS232跟DSP通讯，
可以显示出实际的光伏 输出电流与电压，触摸 屏还可以模拟光伏充电 的过程，用示波器可以 测量DSP中的PWM7和 GND的模拟充电波形。
继电器KA7和继电器KA8将单相AC220V通过接插座 CON3分别提供给投射灯1和投射灯2。
光伏电池方阵分别向东偏转或向西偏转是由水平运动直 流电动机控制，正、反转由继电器KA3和继电器KA4通 过接插座CON4向直流电动机提供不同极性的直流24V 电源，实现直流电动机的正、反转。向北偏转或向南偏 转是由另俯仰运动直流电动机控制，正、反转由继电器 KA5和继电器KA6完成。
风光互补控制器实验指导
风光互补控发电与并网实验平台指导手册目录实验一、风力发电实验 (3)实验1-1 、风机特性曲线实验 (3)实验1-2 、风机蓄电池充电实验 (4)实验1-3、风机卸荷器实验 (5)实验1-4、风能发电并网实验 (7)实验二、光能发电实验 (8)实验2-1 、光能发电特性曲线实验 (8)实验2-2 、光能蓄电池充电实验 (9)实验2-3、光能发电并网实验 (11)实验三、风光互补实验 (12)实验3-1、风光互补蓄电池充电实验 (12)实验3-2、风光互补带蓄电池稳压并网实验 (13)实验四、微并网实验 (14)实验一、风力发电实验实验1-1 、风机特性曲线实验一、实验类型和建议学时：实验类型：验证性实验建议学时：2学时二、实验目的：（1）熟悉风光互补控制器操作，了解实验台界面与软件；（2）了解风力发电原理；（3）了解风力发电的优缺点。
三、实验任务：（1）观察风机发电空载时的电压和电流；（2）观察风机发电运行负载时的电压和电流；（3）调节电子负载，观察电压和电流，并记录数据绘制曲线。
四、实验步骤：（1）接通实验台电源，打开电脑LABVIEW软件。
（2）切换至软件“自动模式”界面，点击启动，将风光互补控制器运行。
（3）切换至软件“风电输入”界面，点击“风电输入”按钮，将风电输入至风光互补控制器。
（4）点击“数据采集”按钮和“多曲线显示”按钮，记录空载电压和电流值，点击绘制曲线观察电压和电流的特性曲线。
（5）点击“风光VI测试”按钮，启动电子负载。
（6）切换至“电子负载控制”界面，点击“输入”按钮调节电子负载各个模式，再切换至“风电VI”界面，点击“数据采集”按钮，记录数据。
（7）点击“曲线绘制”按钮，绘制输入负载后的曲线，并与空载时的曲线进行对比。
实验1-2 、风机蓄电池充电实验一、实验类型和建议学时：实验类型：验证性实验建议学时：2学时二、实验目的：（1）熟悉蓄电池操作，了解实验台界面与软件；（2）了解风力发电原理；（3）了解风力发电的优缺点。
《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。
风光互补发电系统实验指导书
风光互补发电系统实验指导书一、实验目的1. 学习风光互补发电系统的原理及其组成2. 通过实训学习光伏电池的I-V特性和输出功率特性3. 通过实训学习光伏发电和风力发电在不同工作状态时的能量流向二、实验器材风光互补发电实训系统V-SUN_S4000、万用表、示波器三、实验内容与步骤1. 了解整个风光互补发电系统的组成和各个部分的主要功能，并完成各个部分电路的接线。
2. 光伏电池输出特性测试（1）利用光伏电池组件光源跟踪手动控制程序，在光伏供电控制单元上分别按下东西按钮和西东按钮，调节光伏供电装置的摆杆处于垂直状态。
分别按下向东按钮、向西按钮、向北按钮和向南按钮，调节光伏电池方阵的位置，使光伏电池方阵正对着投射光灯。
（2）光伏电池方阵的负载是2000Ω的可调电位器，将可调电位器的阻值调为0，按下灯1按钮，灯1亮。
记录此时直流电压表和直流电流表显示光伏电池方阵输出的电压和电流值，直流电压表显示0V，直流电流表显示的电流数值是光伏电池方阵的短路电流，并记录在表1中。
（3）将可调电位器的旋钮顺时针旋转到50Ω左右的刻度位置，记录直流电压表和直流电流表显示光伏电池方阵输出的电压和电流值。
然后可调电位器每增加50Ω左右的阻值时，记录一次直流电压表和直流电流表显示光伏电池方阵输出的电压和电流值，指导可调电位器的阻值增大到2000Ω为止，此时直流电流表显示0A，直流电压表显示的电压数值可以作为光伏电池方阵的开路电压，并记录在表1中。
（4）将上述记录的各组光伏电池方阵输出4的电压和电流值在图1（a）坐标中绘出相应的坐标位置，然后绘制光伏电池方阵的I-V特性曲线。
（5）将各组光伏电池方阵输出的电压值和电流值相乘，结果在图1（a）坐标中绘出相应的坐标位置，然后绘制光伏电池方阵的输出功率曲线。
（6）在投射灯1和灯2都通电点亮的情况下，重复（2）~（5）过程，结果在图1（b）坐标中绘出相应的坐标位置，然后绘制光伏电池方阵的I-V特性曲线和输出功率曲线。
风光互补发电系统安装与调试(高职组) 任务书(10)
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。
风光互补发电系统
//设置变频器从站地址为3
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、DC-DC升
压板、全桥逆变板、 DSP控制单元、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。
逆变输出显示单元主要由交流电流表、交流电压表，
分别用于测量和显示逆变器输出的交流电流和交流 电压。
大体上与光伏的一样，不同的是风力DSP中有风速 检测信号输出给PLC。
风速
检测 信号
光耦
光耦输 出I1.0
风速仪，简单说就是一 个小型的直流电机。当 风场的风速过大达到预 定值时，DSP控制单元 通过光电耦合器给PLC
信号，控制风力发电机 作侧风偏航运动。从而 保护风力发电机不受损 害。
光电耦合器（光耦）
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。
接插座CON13将DC12V电源供给逆变与负载系统 使用。
光伏输出
蓄电池电
压采样信 号
光伏电池
电压采样 信号
蓄电池放
电电流采 样信号
光伏电池 放电电流 采样信号
AG AD3 AG AD1 AG AD4 AG AD2
蓄电池输 出
充电状态 输出指示
蓄电池输 入
负载
蓄电池欠
电压控制 信号
充电脉宽 信号
DC24V电 源
触摸屏通 监控一体
讯
机通讯
充电脉宽 信号
2016高职 风光互补发电系统总体描述2(赛项赛卷)
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。
光伏供电装置的光伏电池组件偏移方向的定义和摆杆移动方向的定义如图2所示，靠近摆杆的投射灯定义为投射灯1（简称灯1），另1盏投射灯定义为投射灯2（简称灯2）。
型号、参数相同的4块光伏电池组件、2个投射灯和光线传感器没有安装在光伏供电装置上。
2．光伏供电系统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、DSP核心单元、信号处理单元、接口单元、西门子S7-200 CPU226PLC、继电器组、蓄电池组、可调电阻、断路器、开关电源、应用软件、接线排、网孔架等组成。
光伏供电系统的光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控制单元没有接线且从网孔架上拆除、其中光伏输出显示单元内部接线已经拆除，西门子S7-200 CPU226PLC没有接线且从网孔架上拆除；继电器组接线已拆除；DSP核心单元没有接线且从网孔架上拆除。
图2 光伏供电装置外形图及方向定义3．风力供电装置风力供电装置主要由水平轴永磁同步风力发电机、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所示是风力供电装置示意图，风场运动机构箱运动方向的定义已在图中标明。
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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
2
2
S7_200_2
风plc
PPI
9600
偶
8
1
Com2
2
3
VFD(变)
变频器
USS
9600
偶
8
1
Com2
3
4
SUN_I
光电流
图3
4、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：
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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1
2、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2
3、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。
Modbus
9600
无
8
1
Com3
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图1-5光伏电源控制单元的电气原理图
2.光伏电源控制单元接线
光伏电源控制单元接线请见表1-2。
表1-2光伏电源控制单元接线
序号起始端位置结束端位置线型
1DT1.1、DT1.2(φ3叉型端子接线排L(管型端子0.75mm2红色2DT1.3、DT1.4(φ3叉型端子接线排N(管型端子0.75mm2黑色
5
水平和俯仰方向运Βιβλιοθήκη 机构116摆杆支架1
6
水平和俯仰方向运动机
构支架
117单相交流电动机1
7水平运动减速箱118电容器1 8俯仰运动减速箱119午日位置接近开关1
9水平运动直流电动机120
摆杆东西运动限位微动
开关
2
10俯仰运动直流电动机121底座支架1
11
光伏电池组件水平运动
限位接近开关
122连杆1
光伏电源控制单元面板如图1-4所示。光伏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DT1和DT2等组成。
接线端子DT1.1、DT1.2和DT1.3、DT1.4分别接入AC220V的L和N。接线端子DT2.1、DT2.2和DT2.3、DT2.4分别输出+24V和0V。光伏电源控制单元的电气原理图如图1-5所示。
图1-2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、水平运动和俯仰运动直流电动机、接近开关和微动开关组成。水平运动和俯仰运动直流电动机旋转时,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。
风光互补发电系统安装与调试
2017年全国职业院校技能大赛竞赛项目方案申报书赛项名称：风光互补发电系统安装与调试赛项组别：中职组□高职组■专业大类：能源动力与材料方案设计专家组组长：狄建雄专家组组长手机：方案申报单位（盖章）：全国机械职业教育教学指导委员会全国电力职业教育教学指导委员会方案申报负责人：吕冬明联系手机：邮箱号码：通讯地址：北京市西城区三里河路46号邮政编码： 100823申报日期： 2016年8月25日2017年全国职业院校技能大赛竞赛项目方案一、赛项名称（一）赛项名称风光互补发电系统安装与调试（二）压题彩照图1.1 赛项设备照片（三）赛项归属产业类型新能源产业、先进制造产业、新材料产业、电子信息产业、物联网产业。
（四）赛项归属专业大类（涉及的专业太多，且不是大类，建议：只提53、56两大类等）高职高专教育教学专业目录（2015年版）：53能源动力与材料大类530103 电力系统自动化技术530110电源变换技术与应用530112分布式发电与微电网技术5303新能源发电工程类530301风力发电工程技术530302风电系统运行与维护530304光伏发电技术与应用5306 非金属材料类530605光伏材料制备技术56 装备制造大类5601机械设计制造类560101 机械设计与制造5602机电设备类560201自动化生产设备应用560202 机电设备安装技术560203 机电设备维修与管理560207 新能源装备技术5603 自动化类560301 机电一体化技术560302 电气自动化技术560304 智能控制技术560305 工业网络技术61 电子信息大类610102应用电子技术610105智能终端技术与应用610106 智能监控技术应用610110 电子电路设计与工艺610112 电子测量技术与仪器610115 移动互联应用技术610117 光伏工程技术610119 物联网应用技术6102 计算机类610202计算机网络技术610208嵌入式技术与应用6103 通信类610301 通信技术610302 移动通信技术610307 物联网工程技术二、赛项申报专家组三、赛项目的国家“十三五”规划纲要明确提出：未来五年，国家将加大对能源结构优化升级，清洁能源已作为国家优先发展地位。
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。
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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。
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光伏供电控制单元接线
结束端位置 接线排+24V（管型端子） CPU226 I0.0（管型端子） CPU226 I0.1（管型端子） CPU226 I0.2（管型端子） CPU226 I0.3（管型端子） CPU226 I0.4（管型端子） CPU226 I0.5（管型端子） CPU226 I0.6（管型端子） CPU226 I0.7（管型端子） CPU226 I1.0（管型端子） CPU226 I1.1（管型端子） CPU226 I1.2（管型端子） CPU226 I1.3（管型端子） 接线排 0V（管型端子） CPU226 Q0.0（管型端子） CPU226 Q0.1（管型端子） CPU226 Q0.2（管型端子）
线型 0.75mm2 红色 0.75mm2 黑色 0.75mm2 红色 0.75mm2 黑色 0.5mm2 蓝色 0.5mm2 蓝色 0.5mm2 蓝色 0.5mm2 蓝色 0.5mm2 蓝色 0.5mm2 蓝色 屏蔽电缆 屏蔽电缆
1.1.2.3 光伏供电控制单元 1. 光伏供电控制单元组成 光伏供电控制单元主要由选择开关、急停按钮、带灯按钮、接线端 DT5、DT6
6
图 1-7 光伏供电控制单元面板
2. 光伏供电控制单元电气原理图 光伏供电控制单元的电气原理图如图 1-8 所示。
图 1-8 光伏供电控制单元电气原理图
3. 光伏供电控制单元器件清单
光伏供电控制单元器件清单请见表 1-4。
序号 1 2 3
4
5
表 1-4 器件名称 选择开关 急停按钮 启动按钮
向东按钮
1.1 光伏供电装置和光伏供电系统 1.1.1 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、水平运动和俯仰运动直流电动机、接近开关、微动开关、底座支 架等设备与器件组成，如图 1-2 所示。
向西按钮
光伏供电控制单元器件清单
功能 程序的手动或自动选 择 用于急停处理
程序启动
光伏电池方阵向东偏 转
光伏电池方阵向西偏 转
数量 1 1 1
1
1
备注
自动档为常开触点
常闭触点 带灯（绿色）按钮、常开触 点 带灯（黄色）按钮、常开触 点 带灯（黄色）按钮、常开触 点
7
光伏电池方阵向北偏
带灯（黄色）按钮、常开触
22
DT7.8（φ3 叉型端子）
CPU226 Q0.7（管型端子） 0.5mm2 蓝色
23
DT7.9（φ3 叉型端子）
CPU226 Q1.0（管型端子） 0.5mm2 蓝色
24
DT7.10（φ3 叉型端子） CPU226 Q1.1（管型端子） 0.5mm2 蓝色
和 DT7 等组成，光伏供电控制单元面板如图 1-7 所示。 选择开关自动挡、启动按钮、向东按钮、向西按钮、向北按钮、向南按钮、
灯 1 按钮、灯 2 按钮、东西按钮、西东按钮、停止按钮均使用常开触点，分别接 在接线端子的 DT5.2、DT5.3、DT5.5、DT5.6、DT5.7、DT5.8、DT6.1、DT6.2、 DT6.3、DT6.4、DT6.5 等端口。急停按钮使用常闭触点，接在接线端子的 DT5.4 端口。接线端子 DT5.1 和 DT6.6 分别接入+24V 和 0V。接线端 DT7 有 10 个端口， 分别接入相应按钮的指示灯。
示。
3
南京康尼科技实业有限公司 N a n jin g K a n g n iTe ch n o lo g y In d u stry C o .,Ltd .
2012年全国职业院校技能大赛
图 1-3 光伏供电系统
1.1.2.1 光伏电源控制单元 1. 光伏电源控制单元面板 光伏电源控制单元面板如图 1-4 所示。光伏电源控制单元主要由断路器、
水平运动直流电动机
俯仰运动直流电动机 光伏电池组件水平运动 限位接近开关
数量 4 2 1 1 1
1 1 1 1 1 1
序号 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22
设备（器件）名称 光伏电池组件北、南方向 限位微动开关 摆杆减速箱 摆杆减速箱底座 摆杆
摆杆支架
单相交流电动机
电容器 午日位置接近开关 摆杆东西运动限位微动 开关 底座支架
KNT-WP01 型风光互补发电实训系统
KNT-WP01 型风光互补发电实训系统是 2012 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”赛项指定使用的大赛设备，由南京康尼科技实 业有限公司提供。该设备是在 2011 年全国职业院校技能大赛高职组“光伏发电 系统安装与调试”赛项指定使用的 KNT-SPV01 型光伏发电实训系统设备的基础上 增加了风力供电装置和风力供电系统，进行了风光互补功能拓展。
1
图 1-2 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、 水平运动和俯仰运动直流电动机、接近开关和微动开关组成。水平运动和俯仰运 动直流电动机旋转时，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。
+24V 开关电源、AC220V 电源插座、指示灯、接线端 DT1 和 DT2 等组成。 接线端子 DT1.1、DT1.2 和 DT1.3、DT1.4 分别接入 AC220V 的 L 和 N。接线
端子 DT2.1、DT2.2 和 DT2.3、DT2.4 分别输出+24V 和 0V。光伏电源控制单元的 电气原理图如图 1-5 所示。
5
图 1-6 光伏输出显示单元面板
2. 光伏输出显示单元接线
光伏输出显示单元电气原理图请见图 1-14，光伏输出显示单元接线请见表
1-3。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
表 1-3
起始端位置 DT3.3（φ3 叉型端子） DT3.4（φ3 叉型端子） DT4.3（φ3 叉型端子） DT4.4（φ3 叉型端子） DT3.1（φ3 叉型端子） DT3.2（φ3 叉型端子） DT4.1（φ3 叉型端子） DT4.2（φ3 叉型端子） DT3.5（φ3 叉型端子） DT3.6（φ3 叉型端子） DT4.5（φ3 叉型端子） DT4.6（φ3 叉型端子）
2. 部分设备（器件）参数 （1）光伏电池组件主要参数 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：430mm×430mm×28mm （2）投射灯主要参数 电压：AC220V 额定功率：300W （3）光线传感器主要参数
2
4 象限
图 1-4 光伏电源控制单元面板
4
图 1-5 光伏电源控制单元的电气原理图
2. 光伏电源控制单元接线
光伏电源控制单元接线请见表 1-2。
序号 1 2
3
4
表 1-2
光伏电源控制单元接线
起始端位置
结束端位置
DT1.1、DT1.2（φ3 叉型端子） 接线排 L（管型端子）
DT1.3、DT1.4（φ3 叉型端子） 接线排 N（管型端子）
表 1-5
起始端位置 DT5.1（φ3 叉型端子） DT5.2（φ3 叉型端子） DT5.3（φ3 叉型端子） DT5.4（φ3 叉型端子） DT5.5（φ3 叉型端子） DT5.6（φ3 叉型端子） DT5.7（φ3 叉型端子） DT5.8（φ3 叉型端子） DT6.1（φ3 叉型端子） DT6.2（φ3 叉型端子） DT6.3（φ3 叉型端子） DT6.4（φ3 叉型端子） DT6.5（φ3 叉型端子） DT6.6（φ3 叉型端子） DT7.1（φ3 叉型端子） DT7.2（φ3 叉型端子） DT7.3（φ3 叉型端子）
8
18
DT7.4（φ3 叉型端子）
CPU226 Q0.3（管型端子） 0.5mm2 蓝色
19
DT7.5（φ3 叉型端子）
CPU226 Q0.4（管型端子） 0.5mm2 蓝色
20
DT7.6（φ3 叉型端子）
CPU226 Q0.5（管型端子） 0.5mm2 蓝色
21
DT7.7（φ3 叉型端子）
CPU226 Q0.6（管型端子） 0.5mm2 蓝色
（4）水平、俯仰运动减速箱主要参数
减速比：1:80
（5）摆杆减速箱主要参数
减速比：1:3000
3. 光伏供电装置的设备和器件清单
表 1-1 是光伏供电装置的设备和器件清单。
表 1-1
光伏供电装置的设备和器件清单
序号 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11
设备（器件）名称
光伏电池组件
投射灯 光线传感器 光线传感器控制盒 水平和俯仰方向运动机 构 水平和俯仰方向运动机 构支架 水平运动减速箱 俯仰运动减速箱
点
12
停止按钮
程序停止
带灯（红色）按钮、常开触 1
点
8 位接线端 13
子
1
DT-8P
6 位接线端 14
子
1
DT-6P
10 位 接 线 15
端子
1
DT-10P
4. 光伏供电控制单元接线
光伏供电控制单元接线请见表 1-5。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17