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ipm是什么6品目1-4:变电站一次部分设 计及验证虚拟仿真实验

第五章   招标内容及要求

一、项目概况(采购标的)

1、本项目为福建农林大学机电工程学院智慧电力类采购项目。

2、投标人务必仔细阅读招标文件中所规定的,其中包括技术规格在内的所有细则。

3、投标人应以本项目所涉及的有关项目的所有费用进行报价,包括但不限于:服务费含工作人员的工资、福利,五险(基本养老保险、失业保险、基本医疗保险、工伤保险、生育保险),人身意外保险及加班费、企业的应缴税费、招收培训费、利 润以及相关费用等一切费用。合同价在合同履行期间不作任何调整,任何计算错误皆视为已获双方接受,合同价亦不会因人工、物价、政策或汇率等变动而作任何调整,除合同价外,采购人不在支付任何费用。

4、核心产品:本章“二、技术和服务要求”中带◆号产品为核心产品,所有核心产品不同投标人用同一品 牌产品参加同一个合同包投标的,视为提供相同品 牌产品,按招标文件第四章 资格审查与评标6.4条第(2)款第①、②规定处理。

二、技术和服务要求(以“★”标示的内容为不允许负偏离的实质性要求)

1. 软件基础内容要求

1.1●总体要求

仿真系统软件以实际真实系统为对象进行详细仿真,根据设 计院设备资料、厂区图纸、系统图、运行数据采集表等进行三维模型搭建。

软件的的三维场景、设备布局和现场与设 计院的资料需一致,系统和设备的位置、尺寸等与实际现场保持一致,设备零部件外观与现场一致。

1.2 系统性能要求

模型搭建应采用仿真人机交互技术进行开发,贴图分辨率不低于2048*2048,软件采用GPU实时渲染技术,全屏模式,软件运行时的平均FPS不低于50。

1.3 底层支撑环境要求

 系统以实时DCS系统数学模型作为底层支撑,包括仿真时钟管理功能、实时数据库功能、仿真模型调度功能、工况管理功能、多机协同仿真功能,并且提供和二维、三维图形软件以及其它第三方软件进行数据交互的接口,为上层应用软件提供协同运行支持。DCS仿真系统数学模型方程遵循能量、质量和动量守恒定律。主要系统和被仿真设备按质量、能量和动量转换定律严格推导。电气物理特性由公式或查表方式计算,其精确度满足仿真全工况过程的稳态精度要求。

仿真系统的底层数学模型遵循质量、能量守恒定律进行数学建模,包含SCADA仿真系统的操作。系统通过统一的数据库,实现SCADA的数据和三维显示数据的同步更新,学生可以通过三维的就地操作和SCADA的远程操作来模拟现场的分合、故障的处理等。

1.4 模拟精度要求

仿真机数学模型应严格遵循能量守恒定律、质量守恒定律以及动量守恒定律。主要系统和被仿真设备按质量、能量和动量转换定律严格推导。电气物理特性由公式或查表方式计算,其精确度应能满足仿真全工况过程的稳态精度要求。采用分布参数建立数学模型。

1.5 功能模块要求

·1.5.1系统应具有独立的虚拟仿真引擎及SCADA系统数学模型。提供能够证明拥有仿真引擎的证明文件。(提供软件截图佐证)

·1.5.2 三维虚拟实验软件具备如下功能:

应具备网页版软件开发能力。通过浏览器方式打开三维实验软件,虚拟实验的底层数学模型应遵循能量守恒定律、质量守恒定律和动量守恒定律。 (提供软件截图佐证)

要求实验特效动画与数据是相关联动的,并且重要数据应有实时曲线展示。实验时有可在网页上实现数据的表格录入功能,实验后观察记录数据的曲线自动生成功能、要求实验通过浏览器进行在线操作并实现上述实验的全部功能。(提供软件截图佐证)

2. 产品功能要求

2.1●工厂供电及配电自动化实验培训系统

工厂供电及配电自动化实验培训系统由工厂供电及配电自动化实验一次接线屏、保护测控屏及负载箱组成。真实的缩略版工厂供配电系统配合虚拟三维工厂进行实验,虚实结合,操作的结果相互影响。学生可以进行常见电气设备原理学习、操作票模式、故障模式、虚实结合四个实验板块内容。

总降变模拟一个35kV工厂总降压变电所,由35kV,10kV两个电压等级构成。有两路35kV进线,其中一路正常供电,另一路作为备用,35kV母线有两路分支,一路送其他分厂(可供多台实验培训系统联网用),另一路经35/10kV变压器降压为10kV供本地使用。为了保证供电可靠性,另加一路电源作为10kV母线的备用电源。10kV母线上接有2回出线。10kV母线采用单母分段接线方式。

车间变模拟一个10kV工厂供配电系统,由10kV,400V两个电压等级构成。

工厂供电及配电自动化实验培训系统可完成以下各种类别的若干实验项目:

继电保护相关实验

微机继电保护相关实验

微机自动装置相关实验

断路器控制回路相关实验(二次回路实验)

工厂供电操作相关实验

配电所电压无功综合调节相关实验

综合四遥(遥信、遥控、遥测、遥调)实验

具体实验步骤如下:

1.常规继电器特性实验

1) DL-31型电流继电器特性实验;

2) DY-36型电压继电器特性实验;

2.继电保护实验

1)过电流保护实验;

2)常规电流保护与三相一次重合闸综合实验;

3.微机保护实验

1)低压线路微机保护实验;

2)变压器保护实验;

4.电动机电容器保护实验

1)电容器保护实验;

2)电动机保护实验;

5.断路器控制回路相关实验

1)具有事故灯光控制的断路器控制回路实验;

2)具有防跳功能的断路器控制回路实验;

6.工厂供电操作实验

1)总降压变送电操作实验;

2)总降变停电操作实验;

7.无功补偿及调压实验

1)电容器补偿实验;

8.自动装置相关实验

1)备用电源自动投入实验。

2.2●VR系统认知

“系统认知”属于第一层次“实例认知”,包括设备学习、设备定位、安全教育。学生可自主在三维场景中进行漫游学习,了解供配电系统基本知识。

2.3★操作票模式

“操作票模式”属于第二层次“仿真实验”,包括几种常见的典型操作票。学生可以自主在三维场景中进行操作,也可以在二维监控界面上操作。

典型操作票包括:线路送电、线路停电、母线运行转检修、母线检修转运行。

2.4故障模式

第三模块“故障模式”属于第三层次“故障仿真”,包括线路相间短路、变压器重瓦斯、线路单相接地、断路器单相重合闸。(提供软件截图佐证)

 

1、用户系统

1.1学生用户

学生用户是学校分配给本校学生使用的账户,学生账户可进行线上课程学习。包括视频播放、文档在线浏览、文档下载、线上虚拟仿真实验操作、线上作业(在线文字编辑器、文档上传等功能)、线上考试等功能。可查看自己记录的笔记、在线提问的情况、参与讨论的情况、作业及测试成绩,同时可查询自己的所有课程的成绩单、编辑自己的基本信息。

1.2教师用户

教师用户是学校管理员分配的教师账户。教师用户可以管理自己上传的教学资源(包括实验和课程)、创建课程、编辑课程任务、布置作业、批改作业、组织考试、管理学生的成绩、回答学生的提问、进行课程评价和讨论,编辑自己的基本信息等。

1.3教务用户

教务用户主要负责各计划及流程的审批工作。包括培养计划管理、实验权限管理、线上课程管理、实验库管理以及学生成绩的管理。

1.4管理员

管理员用户主要负责维护网站的正常运行,主要功能包括站点管理、栏目管理、用户管理、日志管理、实验管理、课程管理、权限管理、设置班级信息等。

1.5校外注册用户

校外注册用户指学校外自行通过手机号等进行注册的用户,该类型用户可访问实验平台主页、查看课程列表,但无法查看课程内容和进行实验。如需要加入课程或进行实验,可提交申请,由教务或管理员审批通过后方可使用。

2、资源库

本学校平台的资源库主要包括:个人资源库、课程资源库、题库和实验库。

2.1个人资源库

个人资源库采用云盘的形式给教师以上权限的用户提供文件储存服务,帮助用户对个人资源文件进行管理,用户可自行上传文件,文件类型包含办公文件、视频、音频、图片等。资源库中的文件可下载、删除、重命名、移动等,满足教师移动办公的需求。

2.2课程资源库

每门课程下均配有课程资源库,用户可将该课程下的资源文件保存在课程资源库中,同时,用户可选择课程资源库中的资源文件同步至个人资源库中,以满足团队协作共同处理课程的需求。

2.3在线试题库

题库提供对各学科、各课程的题目进行管理的功能。教师可编辑自己课程的在线试题库,方便在进行布置作业、布置考试任务时的智能组卷。教师可在教师工作台的题库管理中对题库和试卷进行增删改查操作。同时也能够创建题库,从题库中选择题目或者根据题库中的题目随机生成试卷。在课程作业任务设置时,教师可以选择已经生成的试卷或作业。

2.4仿真实验库

仿真实验库是对已经建设的虚拟仿真实验软件进行汇总管理。同时还有教师利用云仿真实验平台自行创建的实验、教师开发的虚拟仿真实验等实验资源。因此,仿真实验库中包括三种实验类型:在线搭建虚拟仿真实验、PC版虚拟仿真软件及web版虚拟仿真软件。用户在仿真实验库可以对实验资源进行统一的成绩管理以及实验操作管理。仿真实验库中的实验资源可以挂载到相应的课程当中,作为课程中的一项任务,并通过成绩管理系统随时查看任务的完成情况。

3、在线实验系统

在线实验系统包含教师的实验上传、学生申请实验、进行实验、教师批改实验报告、教务管理实验及实验成绩等功能。在线实验能够兼容web版和pc版,同时,可搭载本公司自研发的网页在线搭建实验,对于web版软件和本地安装的虚拟仿真PC版实验均可实现网页启动、在线管理的功能,包括实验成绩、实验步骤的查看,并且教师可根据学生的实验情况给予实验评分和点评,产生的实验成绩可作为平时成绩对接到学校现有教务系统,以此鼓励学生在学有余力的情况下主动学习更多的知识,丰富知识体系。

4、在线课程学习系统

在线课程学习系统中包括教师申请开课、教务课程管理、学生在线学习等功能。在线课程由教师通过对各种资源的组合进行课程任务编辑,课程资源主要包括:录播课程视频、虚拟仿真实验、课程文档课件、作业、试卷等,根据不同的课程可选择不同的资源体现不同的表现形式。学生用户可在线查看教师布置的课程视频和课件文档,同时可在线完成教师布置的作业和考试任务,教师可在后台实时查看学生的作业考试完成情况,对于学生提交的作业和试卷,教师可进行在线批改并统计学生的成绩,以此为依据调整自己的教学资源和任务。

5、在线笔记系统

用户可在课程学习过程中边学边记,笔记栏位于课程播放页右侧,避免了来回切换界面的困扰,同时,可以在边听课的过程中记录笔记,思绪不再被打断。笔记功能中包含大部分文本编辑功能,支持导出为Word和PDF文档。用户编辑的所有笔记均汇总在该用户的个人中心-我的笔记中。同时笔记关联课程任务,每个课程任务有且只有一个笔记文件,方便用户进行管理。

6、在线作业/考试系统

在线作业/考试系统主要包括教师配置作业试卷、学生在线作答、教师在线批改和教务成绩管理等功能。学生可在任课教师预设的开始时间之后完成作业,作业题目分为主观题型和客观题型。主观题主要是简答题、材料题和小论文,客观题主要是单选、多选、判断、填空等题型。主观题设 计了在线编辑文本以及附件上传的功能。客观题可进行自动批改,教师对学生作业批改完成后,学生可查看自己的作业成绩、解析及教师评语等。

作业配置完成,并已经开始陆续提交时,教师可在教师工作台-课程管理-作业批改界面查看学生提交作业的进度及作业批改进度及单个作业的成绩,同时,可对学生提交的作业和试卷进行批改。对于客观题,包括选择题、判断题及填空题,由系统自动批改。对于主观题则由教师手动批改打分。

考试系统相较于作业系统增加倒计时和自动交卷功能,试卷批改完成后,成绩会提交至教务系统,并与学校现有教务系统对接,本门课程的分数将记录在学生的成绩单中。

7、在线答疑系统

学生可在课程页或在线课程播放页对课程或单个课时/任务进行提问,问题关联学习页面或整个课程。

提问会显示在课程页问答界面及对应在线课程播放页,学生用户的个人中心-我的提问页面会显示用户账号下所有参与的提问,提问发起后,教师及其他学生用户均可对问题进行回复,由提问者判断问题是否解决,若未解决可进行追问。

答疑系统包含3层回复机制。教师、学生均可对提问进行回答,也可对回答进行回复讨论。任课教师可在课程页及教师工作台中收到关于提问的消息提示,以及问题回复的进度。

8、实验教务系统

教务系统主要包括实验管理、课程管理、培养计划管理、成绩管理等功能。该学习平台提供与学校现有教务系统进行对接的功能,使教务老师可以在同一个平台汇总所有信息,避免来回切换和数据不同步的困扰。

8.1课程管理

教务用户主要负责课程建设,主要包括教师申请新课的审批及课程的增删改查,落实课程师资的配置,制定课程计划等功能。同时,利用推送功能与学校教务系统进行无缝对接,使两个平台课程数据同步。

8.2实验管理

与课程管理相同,教务用户可在该平台管理全校的虚拟仿真实验,每个虚拟仿真实验教务用户均可进行查看审核,对于不符合规定的课程和实验进行强制禁用,维护平台的持续运营和内容安全。

8.3权限管理

本平台秉持一校建设,区域共享的原则,故本平台资源可对外开放,学生、教师和外网用户均可对感兴趣的课程和实验提出申请,所有申请均在教务汇总,教务用户可对申请进行审批,保证实验和课程的传播,以提高学校影响力。

8.4成绩管理

学生在完成实验和课程,经教师批阅和打分后,将会产生实验报告和成绩单,提交至教务后,教务需将成绩单进行审批、整理、归档,并进行统计分析学情,将分析结果反馈至教师,以便教师及时调整教学策略,提高教学质量。

教务承担着学校教学计划的制定和课程建设的重任,本平台配备培养计划制定及审批功能,并与学校教务系统数据对接合并,同步线上线下课程数据,在培养计划制定时,可以同时囊括线上线下课程,教务用户需要对不同专业方向的学生制定和审批合适的培养计划。

8.5培养计划管理

教务承担着学校教学计划的制定和课程建设的重任,本平台配备培养计划制定及审批功能,并与学校教务系统数据对接合并,同步线上线下课程数据,在培养计划制定时,可以同时囊括线上线下课程,教务用户需要对不同专业方向的学生制定和审批合适的培养计划。

9、一体化支撑平台

仿真实验管理平台一体化支撑平台:2U机架式;处理器:配置≥1颗8核,主频≥2.1GHz;内存:配置≥64GB DDR4内存,≥16个内存插槽;硬盘:配置≥2块4T 7200转 6Gb SATA硬盘,≥1块600G 2.5吋 10K 12Gb SAS硬盘,可扩展至8/12盘位,可扩展后置2盘位SFF;配置功率≥550W 1+1冗余电源;阵列卡:配置≥2GB SAS 12Gb 8口RAID卡,支持RAID0、1、5、10;网卡:板载双口千兆网卡,支持NCSI、网络唤醒,网络冗余,负载均衡等网络高级特性;管理:支持原厂自主产权管理软件,基于B/S架构的模块化、一体化的服务器综合管理软件,实现硬件监控、管理部署、统一告警、资产管理、统计报表决策等功能,可实现基于my-sql数据库的历史数据查询,提供技术证书复印件或者国家认可的质量检测机构出具的有效检测报告复印件;节能:支持基于web访问模式的主机负载功耗控制的原厂自适应节能系统;备份:支持分区和硬盘的本地和网络备份系统。

1、整流电路搭建实验

本实验模块提供包括一定的必备部件在内的元件库,如电压源、晶闸管等电路元器件,以及微分、积分等传递函数模块。用户可以自行查看元件库中的元件,并拖拽需要的元件自主搭建整流电路,搭建完成后,软件系统提供电路检查功能,判断实验电路是否正确,不正确则提供提示供用户参 考。

2、励磁系统仿真模型搭建实验

用户可从元件库中拖拽需要的元件以搭建励磁系统原理框图,搭建完成后,软件系统提供框图检查功能,判断励磁系统模型搭建是否正确,不正确则提供提示供用户参 考改正。正确的框图形成后,同时软件系统提供时域和频域响应选项,用户选择对应选项,软件系统即图形化显示时域响应波形或频域响应波形。此外,用户可以调节励磁系统的参数,以观测励磁系统响应的变化。软件系统应具备励磁系统仿真框图及波形结果(PDF)导出功能。

3、不同起励方式的起励实验

用户可选择恒机端电压方式、恒励磁电流方式和恒控制角方式三种不同的起励方式进行水轮发电机组起励实验,完成起励建压任务。随着起励实验的进行,软件系统可自动图形化显示励磁电压、电流随时间的变化过程,并可以跟踪鼠标位置给出图形上点的坐标值,同时具备波形(PDF)导出功能。

4、不同触发角励磁电压波形观测实验

在不同触发角励磁电压波形观测实验中,需要从水轮发电机组励磁三维场景切换到不同触发角下励磁电压波形观测实验模型界面。学生可以进行修改水轮发电机组励磁系统的触发角,改变之后,系统将实时计算,显示不同角度下对应的励磁电压及励磁电流的输出数据和曲线波形。学生点击可控硅整流桥,系统将进行整流桥元器件拆解,点击与之对应的结点,可以显示出整流电压、电流的曲线波形,还可以显示晶闸管的承载电压,流过晶闸管的电流曲线波形,将鼠标放置在曲线上面,可以显示波形上面的坐标点,可以移动鼠标,显示各个点的数据。

5、不同触发角励磁电压波形观测实验

在同步发电机负载阶跃响应实验中,需要从水轮发电机组励磁系统三维场景切换到同步发电机负载阶跃响应实验模型界面。学生可以在AVR参 考点中修改幅值的正阶跃信号,系统中将会显示发电机机端电压的波形变化情况,可以供学生进行观察修改值和波形之间的关系,并且会有相关的参数显示。在实验中的曲线波形可以进行导出(PDF)和上传到网站上的功能。

6、频率响应实验

在频率响应实验中,需要从水轮发电机组励磁系统三维场景切换到频率响应实验模型界面。系统中提供励磁系统开环、闭环两种模型可以给学生选择,学生在选择模式后,可以在励磁系统中进行输入不同的频率正弦信号,系统将会给出对应的输出量幅值及相应相角位移,还会给出励磁系统频率特性参数修改选项,修改参数选项之后,界面将显示出相对应的幅相频率特性图(伯德图),在界面中会显示相关的参数显示,可以提供输入输出的波形对比功能。在实验中的曲线波形可以进行导出(PDF)和上传到网站上的功能。

7、同步发电机负荷条件下的带负荷调节特性实验

在同步发电机负荷条件下的带负荷调节特性实验中,需要从水轮发电机组励磁系统三维场景切换到同步发电机负荷条件下的带负荷调节试验实验模型界面。在AVR电压调节中,可以采用恒电压调节模式,系统中提供发电机负荷调节功能,界面中将显示发电机机端电压波形,可以给学生进行观察变化过程,同时系统还会进行记录发电机空载,半负载和额定负载运行时的励磁电流,励磁电压,鼠标放置在波形上面,将实时显示横纵坐标上面的数据。在实验中的曲线波形可以进行导出(PDF)和上传到网站上的功能。

8、调差系数测定实验

在调差系数测定实验中,从水轮发电机组励磁系统三维场景切换到调差系数测定实验模型界面。在AVR电压调节中,AVR可以采用恒电压调节,系统中将提供励磁系统电压的调节功能,学生可以进行降低系统的电压的调节方法进行增加发电机的无功输出,界面中将显示调节后的发电机机端电压和无功负载电流的曲线波形,鼠标放置在波形曲线上面,将自动显示该点的数据信息,在界面中学生需要将机端电压和无功负载电流数据填入到表格中,作为实验报告。在实验中的曲线波形可以进行导出(PDF)和上传到网站上的功能。

9、强励实验

在强励实验中,需要从水轮发电机组励磁系统三维场景切换到强励实验模型界面。系统在并网的过程中,AVR需要采用恒电压调节,在系统中学生可以进行调节发电机的负荷和设置故障功能,学生可以将发电机的负荷调至50%的额定负荷,可以设置故障类型,故障类型分为单相接地、两相相间短路、三相短路等,在设置故障类型之后,可以设置故障相,故障相分为A相单相接地、B相单相接地、C相单相接地、AB相间短路、AC相间短路、BC相间短路、ABC相间短路,在设置故障相之后,可以观察强励实验过程,界面将显示发电机机端电压和励磁电压、励磁电流的曲线波形,鼠标放置在波形曲线上面,将自动显示该点的数据信息。在实验中的曲线波形可以进行导出(PDF)和上传到网站上的功能。

10、欠励实验

在欠励实验实验中,需要从水轮发电机组励磁系统三维场景切换到欠励实验模型界面。AVR电压调节采用恒电压调节,系统可以进行发电机有功功率调节和励磁电流调节,学生调节有功功率输出不同百分比的额定负载,减小励磁电流使发电机进相运行,调节到欠励限制器动作为止。学生在做实验的过程中,可以将有功功率和无功功率填写在实验报告中,可以将实验报告和曲线波形进行导出(PDF)和上传到网站上的功能。

11、PSS稳定 性实验

PSS稳定 性实验中,从水轮发电机组励磁系统三维场景切换到PSS稳定 性实验模型界面。AVR电压调节采用恒电压调节模式,系统中可以进行PSS投入和切除选项功能和发电机出力调节功能,学生可以选择投入PSS和切除PSS,再增加发电机出力直到系统出现震荡,再观察界面中的发电机电压、有功功率变化过程,鼠标放置在波形曲线上面,将自动显示该点的数据信息。在实验中的曲线波形可以进行导出(PDF)和上传到网站上的功能。

1、场景漫游

场景漫游的基本操作:“W”键为前进、“S”键为后退、“A”键为向左、“D”键为向右、“E”键为向上、“Q”键为向下,同时按住鼠标右键移动,可以调整场景视角。110kV变电站场景包括110kV区域、35kV区域、10kV区域、主变区域、主控室、继保室等,选择不同区域可实现定位,并学习各区域的相关理论知识。

2、设备学习

110kV变电站主要包括一次设备、二次设备及巡检系统。其中一次设备包括变压器、SF6断路器、隔离刀闸、避雷器、电压互感器及电流互感器等;二次设备包括继电保护装置、测控屏、故障录波屏、直流屏、UPS屏等。设备学习例如,选择【电流互感器】,设备轮廓高亮,实现了设备定位。选择高亮设备,进入电流互感器学习界面。选择【组件结构】,全方位观察设备的外观,了解设备组件结构及其作用;选择【设备装配】,采用拖拽设备组件的方式,实现设备的装配过程;选择【工作原理】,了解设备的主要功能或工作原理。

模块二:变电站停送电操作

3、变电站送电操作

接受送电指令,运行值班员在五防机上面进行五防模拟开票,五防机会根据五防联锁进行判断用户开票是否正确。开票完成后,用户前去三维现场,根据路标进行倒闸操作,在就地操作箱进行操作。操作过程中有声光动的效果的展示。在操作开关过程中,系统潮流将同步变化;

4、变电站停电操作

接受送电指令,运行值班员在五防机上面进行五防模拟开票,五防机会根据五防联锁进行判断用户开票是否正确。开票完成后,用户前去三维现场,根据路标进行倒闸操作,在就地操作箱进行操作。操作过程中有声光动的效果的展示。在操作开关过程中,系统潮流将同步变化;

模块三:变电站一次部分设 计

5、待建110kV变电站的负荷预测

进入实验后,将介绍待建变电站所供电区域的基本情况,选择【知道了】,查看区域规划图,主要负荷包括住宅区、商业区、学校、工业园区、乡村、化工厂及度假村等。在规划图上,学生可选择各负荷,并预测负荷情况,其主要预测项目包括最大负荷、功率因数、电压等级、负荷级别与线路数量等。

在各参数的允许范围内,学生可自由输入相关参数。实验会自动判断输入参数的正确性,并显示参数的建议值。

6、待建110kV变电站的负荷分析(提供软件功能截图)

选择【负荷分析】,显示负荷的拓扑结构,选择各负荷编号,可查看负荷情况;选择【负荷统计】,可查看35kV、10kV负荷级别的I级、II级、III级有功功率、无功功率的统计结果。

选择电源编号,设 计110kV变电站的进线情况,线路数量为2条,其中一条接入无穷大系统,另一条接入小型发电厂(包括生物质能电站、小型水电站)。

规划【主变容量计算】,需设置容载比,并计算“主变计算容量”;选择【主变型号】,可选择主变型号,查看主变的相关参数。选择【保存】,若计算错误,将提示计算错误,同时可以查询正确结果,但此步骤将不得分。

7、待建110kV变电站的主接线设 计(提供软件功能截图)

选择【主接线设 计】,需要依次完成配网网架结构、变电站主接线设 计。

配网网架结构包括35kV、10kV两个电压等级,网架结构包括辐射、环网结构;变电站主接线包括110kV、35kV、10kV三个电压等级,主接线方式包括单母线接线、单母线分段接线及双母线接线。

绘制每个电压等级的主接线时,需从右侧间隔模块库中,选择模块并拖拽至对应间隔,若正确则自动显示接线模块,每次设 计完成后,需选择【保存】,否则本次设 计将不保存。

每次设 计完成后,选择【设 计评价】,实验将自动依据各电压等级电源或负荷情况,综合评价设 计方案的优劣性,并提供各电压等级的最优设 计方案。

8、待建110kV变电站的三相短路电流实用计算

学生选择【短路计算】,在主接线图上可设置110kV、35kV、10kV母线短路点。

需选择短路计算的基准电压、基准容量。会自动判断基准电压是否选取正确,若错误将提示;

显示110kV、35kV或10kV短路的等值网络图,并查看各支路的标幺值参数。

选择【下一步】,显示化简后的等值网络,并按照电源类型显示各支路的等值阻抗。学生需计算其转移电抗,选择【保存】,会自动提示转移电抗是否计算正确,若错误将提示;选择【下一步】,将自动显示计算电抗,学生需依据计算电抗值,在运算曲线上查找无限大容量、汽轮发电机、水轮发电机的0s/2s/4s短路电流标幺值。

选择【下一步】,进行整定计算,可查看110kV母线短路的0s/2s/4s短路电流,并计算短路冲击电流值。

9、配置110kV变电站的主要配电设备

9.1变压器配置

从左侧的设备库中,选择“110kV变压器”,并拖拽至三维中的对应位置,若拖拽位置正确,则主变配置正确。

9.2高压断路器配置

进入110kV高压断路器配置实验。计算110kV高压断路器的额定电流,并选择对应电压等级的断路器型号。若计算错误,将提示计算错误,同时可以查询正确结果,但此步骤将不得分。

从左侧的设备库中,顺序选择110kV断路器,拖拽至对应位置,完成高压断路器的配置。

9.3隔离刀闸配置

计算110kV隔离刀闸的额定电流、额定峰值耐受电流、4s热稳定电流,并选择对应电压等级的隔离刀闸型号。若计算错误,将提示计算错误,同时可以查询正确结果,但此步骤将不得分。

从左侧的设备库中,顺序选择110kV隔离刀闸,拖拽至对应位置,完成隔离刀闸的配置。

9.4无功补偿配置

计算35kV无功补偿装置的参数,并选择对应电压等级的无功补偿装置型号。若计算错误,将提示计算错误,同时可以查询正确结果,但此步骤将不得分。

从左侧的设备库中,选择35kV无功补偿装置,拖拽至对应位置,完成设备配置。

9.5母线配置

进入10kV母线配置,需计算10kV母线的横截面积、长期允许载流,并选择对应电压等级的导体型号。若计算错误,将提示计算错误,同时可以查询正确结果,但此步骤将不得分。

从左侧的设备库中,顺序选择10kV母线,拖拽至对应位置,完成母线的配置。

9.6避雷器配置

进入110kV避雷器配置实验。计算110kV避雷器的参数,并选择对应电压等级的避雷器型号。若计算错误,将提示计算错误,同时可以查询正确结果,但此步骤将不得分。

从左侧的设备库中,顺序选择110kV避雷器,拖拽至对应位置,完成避雷器的配置。

9.7电压互感器配置

进入110kV电压互感器配置实验。选择电压互感器型号,并从左侧的设备库中,选择110kV电压互感器,拖拽至对应位置,完成设备配置。

9.8电压互感器配置(提供软件功能截图)

进入110kV电流互感器配置实验。选择电流互感器型号,并从左侧的设备库中,选择110kV电流互感器,拖拽至对应位置,完成设备配置。

1、基本功能

1.1:保护知识学习

在知识学习中,有实验说明,实验目的,实验原理的介绍。

1.2:保护逻辑搭建

在该步骤,学生根据过电流保护的原理,完成保护接线。元件之间的接线通过鼠标操作实现,在接线起点单击左键,开始绘制线路,到达终点后再次单击左键,完成一条接线的绘制。所有元件和线路绘制完毕后,单击绘图界面下方的保存按钮,对接线图进行保存。

1.3:整定计算

在整定规则里面,有整定的计算方法,根据计算方法,需要用按照实际参数进行计算,计算完后,需要将整定填入到相对应的启动元件中,启动元件的数值有范围,方便用户填写。

2、设置故障

在故障点设置中,故障点可以设置两相相间短路故障和三相短路故障,故障类型可以设置为永久性故障和瞬时性故障。设置故障后,可以观察到相对应的故障现象和故障动作的情况。

3、短路分析

在故障触发之后,需要进行短路分析,可以观察到故障电流和故障电压,可以进行故障点诊断,故障距离断路器的距离,在故障为瞬时性故障时,会进行自动重合闸,如果为永久性故障,一次自动重合闸之后,会继续跳开故障。

4、仿真实验平台软件要求

4.1需提供专业的自主搭建实时仿真平台作为软件的底层支撑,负责数学模型软件的实时计算。底层算法可对流网进行任意拖拽、修改串联、并联、节点的关系,随意组合环状管网或树状管网,均可得出相应的管网运行数据。

4.2仿真系统的底层数学模型遵循质量、能量守恒定律进行数学建模。系统通过统一的数据库,实现后台计算数据和前端二维及三维显示数据的同步更新。

4.3要求支持模型搭建、编译、生成源代码、运行、调整参数修改模型等功能。

1.光伏电池输出特性(恒定温度)

1.1将温度设置为25℃,分别将光照强度设置为500W/㎡、750 W/㎡、1000 W/㎡和1250 W/㎡,生成光伏发电的伏安特性曲线和电压功率曲线。

1.2将每个环境参数组合的最大功率点的功率和对应的电压值填入表格。”

2.光伏电池输出特性(恒定光强)

2.1将光照强度设置为1000 W/㎡,分别将温度设置为5℃、25℃、45℃和65℃,生成光伏发电的伏安特性曲线和电压功率曲线。

2.2将每个环境参数组合的最大功率点的功率和对应的电压值填入表格。”

3.储能电池充放电特性

3.1测试电池充电过程,观察电压、SOC和电流随时间变化的曲线。

3.2测试电池充电过程,观察电压、SOC和电流随时间变化的曲线。

4.风力发电系统设备特性认知

依次点击各个部件,认识各部件的外观,学习其功能和作用。

5.风机发电特性

5.1将桨距角分别设置为0°、5°、10°和20°,观察风机功率系数曲线,将最大风机功率系数 及其对应的叶尖速比 填入表格。

5.2把桨距角固定为20°,将风速分别设置为12m/s、16m/s、20m/s和24m/s,观察风机功率曲线,将各风速下的最大功率填入表格。

6.柴油发电机设备特性认知

依次点击各个部件,认识各部件的外观,学习其功能和作用。

7.新能源配电网节点电压分析(同容量不同节点)(提供软件功能截图)

7.1观察配电网拓扑结构,在第8节点配置0.2MW光伏。

7.2观察光伏功率采样值,绘制光伏输出概率密度曲线。

7.3使用蒙特卡洛法进行潮流计算,绘制节点电压概率密度曲线。

7.4根据曲线,分析各节点受到节点8影响的大小及原因。

8.新能源配电网节点电压分析(同节点不同容量)(提供软件功能截图)

8.1在第8节点接入不同容量的光伏,绘制光伏输出概率密度曲线和节点电压概率密度。

8.2根据曲线,分析节点7(9)的电压受光伏接入的影响。

9.新能源配电网支路潮流分析(提供软件功能截图)

9.1计算原始网络的潮流,得到各支路的有功潮流数据,绘制曲线。

9.2在第8节点接入不同容量的光伏,计算各支路的有功潮流,绘制成曲线。

9.3根据曲线,分析支路潮流受光伏接入的影响。

10.新能源配电网网络损耗分析

10.1设置光伏容量为0.6MW,逐次改变接入的节点,用蒙特卡洛法得到网损的期望。

10.2根据曲线,分析光伏接入点的选取对系统总网损的影响。

11.新能源配电网无功补偿分析

11.1设置光伏接入点,计算光伏并网容量极限。

11.2增设无功补偿装置,重新计算光伏并网容量极限。

12.典型场景环境设置

设置光照和风速典型参数,绘制光伏发电预测曲线、风力发电预测曲线和负荷预测曲线。

13.设备 选型与优化调度

从光伏、风机、储能电池、柴油机和无功补偿装置元件库中选择合适的元件,配置到配电网中,使节点电压符合日前调度要求。

1、模块一:水电站全场景设备学习

1.1:水电站全场景认知(提供软件功能截图)

进入水电站场景中,用户可以自主漫游模式和飞行模式,可以360度观察整个水电站场景,对主要系统进行信息的介绍,主要系统包含:(1)厂站总览、(2)取水口、(3)调压井、(4)水坝顶部、(5)控制层、(6)发电机层、(7)水轮机层、(8)技术供水层、(9)升压站。主要系统区域一键直达相关功能以调压井和厂站总览为例进行讲解。

1.2:水电站主要设备

水电站主要设备分为三大模块:水轮机、发电机和励磁设备,针对每一个设备,都可以进行内部结构的拆开进行设备组件的学习,水轮机和发电机结合展示水轮机如何发电,如何进行二次调频。每个设备都有文字信息的介绍。

2、模块二:水轮机启动并网

2.1:检查电网系统

检查发电机组控制系统处于未开机状态后,合上系统电压开关和线路开关,检查系统电压为10:5kV。

2.2:启动水轮机

合上机组开关,点击“停机/开机”开关,启动水轮机。

2.3:闭合励磁电源

打开#1励磁调节柜的柜门,合上“交流电源开关”和“直流电源开关”。打开#1励磁功率柜的柜门,旋转“风机开关”至“自动”位置。按下#1励磁调节柜的“合灭磁开关”按钮。打开#1同期柜的柜门,将调速器设置为“自动”。

2.4:起励

励磁调节器设置为“自动”,运行方式为自并励、恒UF,按下#1励磁调节柜的“起励”按钮。

2.5:同期操作

#1同期柜的发电机组 “同期方式选择”开关至“手动”位置。将“自动同期控制方式”至“就地”位置,将“同步检查”开关至“允许”位置,将“同期开关”至“投入”位置,观察#1同期柜门中同步表的压差、频差和相位差。

2.6:不同条件下发电机并网现象

观察同步表,压差、频差满足并网条件下,在相位差接近0度时,将“发电机出口合闸开关”设置为“合”位,相应的断路器合闸,并网成功。如果在没有满足并网三要素情况下并网,在不同条件下并网,将会产生不同的冲击电流。

3、模块三:潮流分析和功率调度

3.1:接受调度指令,进行功率调度

观察各节点的潮流分布情况和系统参数情况,点击任意负荷图标,调节负荷的有功,观察各节点的潮流分布情况,点击“潮流分析”按钮,查看负荷变化前后的参数对比。

点击“系统参数”按钮,查看系统的有功功率和频率、无功功率和电压的前后变化,点击任意发电厂图标后进入操作面板进行功率调节,使得系统的电压和频率与负荷变化前相同。点击“系统参数”按钮,查看系统的有功功率和频率、无功功率和电压的变化。

3.2:启动备用机组

观察各节点的潮流分布情况和系统参数情况;合上备用机组出口断路器,使得备用机组启动,点击备用机组图标后进入操作面板进行功率调节,按照调度指令进行增加备用机组功率,观察各个系统的频率和电压的变化情况。

4、模块四:发电机组解列

4.1:发电机组减功率

操作“发电机调速”的“减”开关,将有功功率降至0:5MW。

4.2:解列发电机

“发电机出口合闸开关”设置为“分”位。

4.3:灭磁

操作微机励磁调节器逆变灭磁,点击“分灭磁开关”按钮,将调速器转至“退出”,使发电机组开始停机,待机组停稳后断开水轮机开关,旋转风机开关至“退出”位置,关上#1励磁调节柜的“交流电源开关”和“直流电源开关”, 跳开线路开关。

 

5、模块五:设备底层技术要求:

5.1、≥6核心3.0GHz, ≥8G,≥512G SSD,≥23英寸显示器。≥100万小时MTBF(提供佐证材料)。

5.2、配置UPS保障控制系统供电单元,参数如下:双转换纯在线智能设备,市电输入范围(110V-300V),频率范围46HZ-54HZ;使用环境:20-90%RH,0-40℃(不结露),在正常使用环境条件下,MTBF大于100000小时(不含蓄电池);支持独立智能互动云端平台系统,可通过手机、平板等移动终端全天候监测设备工作状态(提供佐证材料)。具有防止UPS电池跑电装置功能。

1、基本要求

要求设备满足《电机学》、《电机及电力拖动》和《电力电子技术》等课程实验大纲的教学要求。要求设备完全能满足本科院校电气类相关专业实验教学需要,且符合新工科背景下工程教育认证建设的方向。

2、技术工作条件

2.1整机容量:<2.0kVA;

2.2工作电源:~3N/380V/50Hz/3A;

2.3尺寸:<1.80m×0.75m×1.65m;

2.4重量:<300kg。

3、要求配套可完成的实验功能

3.1电机学

3.1.1.直流电机实验

3.1.1.1认识实验

3.1.1.2复励直流发电机

3.1.1.3并励直流电动机

3.1.1.4串励直流电动机

3.1.1.5直流他励电动机四象限机械特性

3.1.2.变压器实验

3.1.2.1单相电压器

3.1.2.2三相组式变压器

3.1.2.3三相芯式变压器

3.1.2.4两台单相变压器的并联运行

3.1.2.5三相三线圈芯式变压器

3.1.2.6三相变压器的并联运行

3.1.3.异步电机实验

3.1.3.1三相鼠笼异步电动机的工作特性

3.1.3.2三相异步电动机的起动与调速

3.1.3.3异步电动机的M-S曲线的测绘

3.1.3.4三相异步电机在各种运行状态下的机械特性

3.1.4.同步电机

3.1.4.1三相同步发电机的运行特性

3.1.4.2三相同步发电机的并联运行

3.1.4.3三相同步电动机的并联运行

3.1.4.4三相同步发电机参数的测定

3.1.5.电机虚拟仿真教学实验(基于Matlab软件)

3.1.5.1变压器实验

3.1.5.2三相变压器实验

3.1.5.3三相变压器联接组实验

3.1.5.4直流发电机实验

3.1.5.5直流电动机实验

3.1.5.6三相鼠笼异步电动机工作特性实验

3.1.5.7三相异步电机变频调速实验

3.1.5.8三相同步发电机运行特性实验

3.1.5.9三相同步发电机的并联运行实验

3.1.6.智能电机自动测试实验系统配套实验(整个实验室配置1套)

3.1.6.1复励直流发电机(远程)

3.1.6.2并励直流电动机(远程)

3.1.6.3三相笼型异步电动机的工作特性:空载、负载试验(远程)

3.1.6.4三相异步电动机的M-S自动测绘(远程)

3.1.6.5三相同步发电机的空载运行特性(远程)

3.2电力电子技术实验项目

3.2.1.电力电子技术(传统的半控型整流)

3.2.1.1单结晶体管同步移相触发电路实验

3.2.1.2正弦波同步移相触发电路实验

3.2.1.3锯齿波同步移相触发电路实验

3.2.1.4单相半波整流电路实验

3.2.1.5单相桥式半控整流电路实验

3.2.1.6单相桥式全控整流电路实验

3.2.1.7单相桥式有源逆变电路实验

3.2.1.8三相半波可控整流电路的研究

3.2.1.9三相桥式半控整流电路实验

3.2.1.10三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

3.2.2.电力电子技术实验(全控型器件特性部分)

3.2.2.1功率场效应晶体管(MOSFET)的主要参数测量

3.2.2.2功率场效应晶体管(MOSFET)的驱动电路研究

3.2.2.3绝缘栅双极型晶体管(IGBT)特性及其驱动电路的研究

3.2.2.4电力晶体管(GTR)驱动电路的研究

3.2.2.5电力晶体管(GTR)的特性研究

3.2.3.电力电子技术(全控型器件典型线路部分)

3.2.3.1直流斩波电路的性能研究

3.3电力拖动-运动控制实验项目

3.3.1.直流调速实验

3.3.1.1晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定

3.3.1.2晶闸管直流调速主要单元调试

3.3.1.3不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究

3.3.1.4双闭环晶闸管不可逆直流调速系统

3.3.1.5双闭环控制的直流脉宽调速系统(PWM)

3.3.2.模拟交流调速实验

3.3.2.1双闭环三相异步电机调压调速系统

3.3.2.2双闭环三相异步电机串级调速系统

3.4基于xPC 模式下数字电力电子及运动控制实验(整个实验室配置1套)

3.4.1.基于xPC 模式下的数字控制电力电子实验(主机+目标机+实时采集控制板+PCI-FPGA 实时板卡+ MATLAB/Sim ulink、Visual Studio)

3.4.1.1三相桥式全控整流电路及有源逆变电路

3.4.1.2单相正弦波(SPWM)逆变电路

3.4.1.3三相正弦波(SPWM)逆变电路

3.4.1.4三相电压空间矢量控制(SVPWM)逆变电路

3.4.2.DC-DC变换器(带闭环控制)(主机+目标机+实时采集控制板+PCI-FPGA 实时板卡+ MATLAB/Sim ulink、Visual Studio)

3.4.2.1 直流斩波实验(Buck变换器)

3.4.2.2 直流斩波实验(Boost变换器)

3.4.2.3 直流斩波实验(Buck-Boost变换器)

3.4.2.4直流斩波实验(Cuk变换器)

3.4.2.5 直流斩波实验(Sepic变换器)

3.4.2.6直流斩波实验(Zeta变换器)

3.4.2.7 单端反激式电路实验(Flyback电路)

3.4.2.8单端正激式电路实验(Forward电路)

3.4.3.基于xPC 模式下的数字交直流调速系统实验(主机+目标机+实时采集控制板+ PCI-FPGA 实时板卡+ MATLAB/Sim ulink、Visual Studio)

3.4.3.1数字控制的直流电机调速系统实验

3.4.3.1.1单闭环晶闸管不可逆直流调速系统

3.4.3.1.2双闭环晶闸管不可逆直流调速系统

3.4.3.1.3双闭环三相异步电动机调压调速系统

3.4.3.1.4双闭环可逆直流脉宽H 桥(PWM)调速系统

3.4.3.2三相异步电机变频调速系统实验

3.4.3.2.1 采用三相正弦波SPWM 调制方式下V/F 调速系统

3.4.3.2.2 采用空间电压矢量调制(SVPWM)方式的V/F 调速系统

3.4.3.2.3采用磁场定向控制(FOC)的高性能变频调速系统

4、设备技术性能技术要求

4.1实验台的人身安全保护和设备安全保护要求

4.1.1设有电流型漏电保护器,符合国家低压电器安全标准;

4.1.2实验连接导线采用高可靠全封闭手枪插型式,内部为无氧铜抽丝而成发丝般细的多股线,质地柔软,护套用粗线径、防硬化化学制品制成,插头采用实芯铜质件。学生无法触摸到金属部分;

4.1.3实验装置提供的测量仪表,都设有过量程告警保护功能;

4.1.4实验装置提供的交流电源、直流电源等均设有过流、短路、保险丝等多重保护功能。

4.2电源技术要求

4.2.1单、三相可调交流电源及三相交流仪表技术要求:提供三相0~430V连续可调的交流电源,同时可得到0~250V单相可调电源。

4.2.2直流电动机电枢电源技术要求:提供40V~240V连续可调的直流稳压电源,带有三位半数字直流电压表指示输出电压。

4.2.3直流电动机励磁电源技术要求:提供0~200mA连续可调的直流稳流电源,带三位半数显监视输出电流,并具有开路保护功能。

4.2.4直流发动机励磁电源/同步电机励磁电源技术要求:提供0~200mA连续可调的直流稳流电源,带三位半数显监视输出电流,并具有开路保护功能。提供0~2.5A连续可调的直流稳流电源,带三位半数显监视输出电流,并具有开路保护功能,直流发动机励磁电源和同步电机励磁电源通过开关切换。

4.3测量仪表技术要求

4.3.1仪表保护体系技术要求:单、三相交流电源、励磁电源,交流电压、电流表,直流电压、电流表等都设有短路、开路、过量程保护功能。

4.3.2高精度数字交流电压表、电流表、功率和功率因数表技术要求:9只数字仪表显示,其中3只数字交流电压表、3只数字交流电流表,另外3只为多功能交流仪表,分别通过仪表两侧的开关可显示电压、电流、功率等电量,即通过开关切换可得到3只电压、3只电流和3只功率及功率因素表。三相交流数字电压表:测量范围0-500V,量程自动切换,精度0.5级;三相交流数字电流表:测量范围0-3A,量程自动切换,精度0.5级;单、三相功率表:测量范围0-500V,0-3A,量程自动切换,精度0.5级。

4.3.3直流电压、毫安表、电流表技术要求:

直流数字电压表:测量范围0-750V,量程200mV、2V、20V、200V、750V五档切换,切换方式可手动和自动,超量程告警保护,4位半数字显示。

直流数字电流表:测量范围0-3A, 2mA、20mA、200mA、3A四档量程切换,切换方式可手动和自动,超量程告警保护,4位半数字显示。

4.4“电机实验开发教学系统软件”技术要求:

要求该虚拟仿真软件是针对自动化、电气类专业相关课程的虚拟仿真、电机机械特性的仿真,配置该电机仿真软件可以让学生了解电机的机械特性,要求该电机虚拟仿真软件是基于Matlab软件开发而成,要求至少包括四个部分仿真内容:变压器实验(单相、三相)、直流电机实验、三相异步电机实验、三相同步电机实验。

4.4.1单相及三相变压器实验:要求高压侧及低压侧至少均有“额定电压值、额定电流值、电阻标幺值、电抗标幺值”显示,其他要求有“额定容量、变压比、励磁电阻、励磁电抗”显示;

4.4.2直流电机实验:

①他励发电机空载实验:要求至少可以改变7组不同的“励磁回路电阻值”,能够采集到7组不同的“空载电压、励磁电流”数据,能够显示“空载特性”曲线图。同时界面能够显示“他励发电机空载仿真图”。

②他励发电机负载实验:针对“调整特性实验”,要求至少可以改变7组不同的“负载电阻、励磁回路电阻”值,能够采集到7组不同的“负载电流、励磁电流”数据;针对“外特性实验”,要求至少可以改变7组不同的“负载电阻”值,能够采集到7组不同的“输出电压、负载电流”数据;能够显示“外特性、调整特性”曲线。同时界面能够切换显示“他励发电机负载仿真图”。

③电动机电枢电压降压调速实验:要求至少可以改变8组“电枢回路电阻”值,能够采集到8组不同的“电机转速、电枢电压、电枢电流、输入电流”数据,能够得到“降压调速特性曲线图”,同时界面能够显示“仿真模型图”。

④直流电动机变励磁调速实验:要求至少可以改变8组不同的“励磁回路电阻”值,至少能够采集8组不同的“电机转速、励磁电流、电枢电流、近似功率”数据,至少能够显示对应的“调速特性、近似功率特性”曲线图、“仿真模型”等。

4.4.3三相鼠笼电机实验:

①针对“三相鼠笼电机空载实验”:要求至少可以改变7组不同的“空载电压值”,能够采集到7组不同的“空载电流、空载功率”数据,能够显示“特性曲线”,同时界面能够切换显示“仿真模型”、“原理结构”。

②针对“三相鼠笼电机负载实验”:要求至少可以改变8组不同的“电机负载转矩值”,能够采集到8组不同的“定子电流、输入功率、电机转速、输出功率、输出转矩、电机效率、转差率、cosφ”数据,能够显示“工作特性”曲线图。同时界面能够切换显示“负载仿真图”。

4.4.4三相同步发电机运行特性实验:

①针对“空载试验”,要求至少可以改变8组不同的“励磁电压值”,能够采集到8组不同的“空载电压、励磁电流”数据,能够显示“空载特性”曲线图。

②针对“短路试验”,要求至少可以改变8组不同的“励磁电压值”,能够采集到8组不同的“短路电流、励磁电流”数据,能够显示“短路特性”曲线图。

③针对“负载试验”,要求至少可以改变8组不同的“负载电阻值”,能够采集到8组不同的“三相电压、三相电流”数据,能够显示“负载特性”曲线图。

4.5智能电机自动测试实验系统技术要求:

4.5.1基本要求

①人机界面:装置通过不小于10.1寸真彩色触摸屏直接显示电流、电压等所需的电气量,并且将测量值各种信息显示在触摸屏上。

②曲线绘制:可以在实验过程中动态的绘制出实验的曲线,例如:直流发电机的空载特性,可以在界面中直接绘制出励磁增减后的曲线变化,简单明了的看出电动机的磁滞特性。

③操作方法:要求本实验装置需要操作的设备以框图的形式给出,学生只要能看懂框图就能操作实验。

④M-S曲线自动测绘:异步电机的M-S曲线绘制,不仅仅能通过手动测量拐点以上的曲线。同时要求转速闭环测功机加载模式,可以自动测绘出完整的曲线。

⑤可靠的设备保护功能:完善的自检体系,硬件检测直到输出控制,要求采用可靠的元器件;具有过压、过流、过速、防直流电机无励磁启动。

4.5.2硬件配置要求

①电机自动测试主模块:要求模块主要由触摸屏作为人机界面、ARM作为控制核心,并包含3只直流表分别为直流电压表300V、直流电流表I(2A)、直流电流表II(2A),以及采集芯片构成的交流采集电路,分别采集电压、电流等信息。要求模块作为控制核心具有多个通讯接口,分别为以MODBUS-RTU主站工作模式采集下位机(测功机、直流电动机电枢电源、直流电动机励磁电源、直流发动机励磁电源/同步电机励磁电源、三个直流表)共7个仪表的值。采用MODBUS-RTU的从站工作模式和触摸屏进行通讯,向触摸屏传送采集到的各个信息,以及接收触摸屏下发的控制命令。以及和交流功率表进行通讯,采集相关交流电机的测量的相关数据,并作为绘制曲线用。定时器产生4路PWM信号,分别控制测功机、直流电动机电枢电源、直流电动机励磁电源、直流发动机励磁电源/同步电机励磁电源四个被控对象,控制器可以实现0.05%的控制精度,配合PID控制器控制效果优于传统的AD转换电路,同时具有高可靠性和稳定 性,不易受干扰,实现自动控制的效果。

②直流电动机电枢电源数据采集及远控模块:和直流电动机电枢电源配合使用,将采集到的电压数据,通过MODBUS-RTU从机的模式发送给主控制器,模块采用标准的MODBUS-RTU通讯接口,不仅能和本系统的控制器进行通讯,而且还能够直接和遵循工业标准的组态软件进行采集,例如力控、组态王等软件。通过模块,直流电动机电枢电源可以实现远控和本地两种控制模式。

③直流电动机励磁电源数据采集及远控模块:和直流电动机励磁电源配合使用,将采集到的电流数据,通过MODBUS-RTU从机的模式发送给主控制器,模块采用标准的MODBUS-RTU通讯接口,不仅能和本系统的控制器进行通讯,而且还能够直接和遵循工业标准的组态软件进行采集,例如力控、组态王等软件。通过模块,直流电动机电枢电源可以实现远控和本地两种控制模式。

④直流发动机励磁电源/同步电机励磁电源采集及远控模块:和直流发动机励磁电源/同步电机励磁电源配合使用,将采集到的电流数据,通过MODBUS-RTU从机的模式发送给主控制器,另外模块采用的是标准的MODBUS-RTU通讯接口,不仅能和本系统的控制器进行通讯,而且还能够直接和遵循工业标准的组态软件进行采集,例如力控、组态王等软件。通过模块,直流电动机电枢电源可以实现远控和本地两种控制模式。

⑤转速和转矩测量系统采集及远控模块:和转矩、转速测量组件配合使用,将采集到的转速及转矩数据,通过MODBUS-RTU从机的模式发送给主控制器,模块采用标准的MODBUS-RTU通讯接口,不仅能和本系统的控制器进行通讯,而且还能够直接和遵循工业标准的组态软件进行采集,例如力控、组态王等软件。通过模块,测功机的加载控制可以实现远控和本地两种控制模式。

⑥交流测量仪表采集模块:采集三路交流电压,三路交流电流以及相关的功率、功率因数等电参数。

4.5.3功能实现要求

①要求系统的架构采用分布式模式:核心装置以ARM为控制核心,触摸屏为人机操作界面;数据采集采用MODBUS-RTU的工作模式,分别采集测功机的扭矩测量值、直流电机电枢电源测量值、直流电机励磁测量值、直流发电机励磁及交流同步机励磁测量值、以及一路直流电压、两路直流电流。以PWM的工作方式控制测功机加载、直流电枢电源、直流电动机励磁电源、直流发电机励磁及同步电机励磁电源。所有的控制调节采用PID的模式进行控制,实现控制的自动化。

②远控模式下控制器接管直流电机电枢电源、励磁电源、同步机励磁电源、测功机,作为PID控制器采集表头数据作为反馈,以PWM方式输出作为控制信号,实现老模式的手动控制和远程控制器相兼容的控制方式。

③直流电机的控制可以采用触摸屏实现转速闭环控制,为直流发电机实验提供恒定的转速,直流发电机调整特性实验可以采用恒定电压闭环控制,空载特性可以采用自动测绘,手动测绘多种方式。

④同步机控制:原动机采用转速闭环控制,转速稳定在实验需要的1500转/分,同时采集同步发电机相关的电压、电流、功率等的数据,采用PID实现自动电压闭环控制,和手动励磁控制。

⑤异步电机实验:调节电源到线电压220V,测量电机输出的电压、电流、功率、功率因数四个参量并进行实验曲线绘制,并且自动绘制M-S曲线。

⑥测功机具备数字化控制功能,实现触摸屏远端控制的模式。接管所有的外部控制,同时响应远端的控制方式。

⑦配置远程控制软件,完成远程控制实验。

4.5.4可调电阻箱技术要求

①要求可调电阻箱的面板、箱体均采用非金属材料(便于更换、维修)。

②要求可调电阻箱含2路电阻,每1路电阻输出值均要求含有2个调节旋钮(不接受机械按键调节),每1路的个十百千位阻值只需在同一个旋钮上即可调节(不接受多个旋钮调节),调节旋钮必须有“档位选择”、“阻值调节”相关字样标示区分。

③要求可同时满足2路1Ω-9999Ω阻值调节功能,2路阻值分别在2块数字表上显示。

5、基于xPC 模式下的数字控制电力电子技术要求

5.1、基本功能:本实验装置采用硬件与软件平行交互结合的技术手段,通过模块化、可视化及基于模型设 计的方法,能实现电路原理构建、控制算法建模、软件仿真、实时控制、及信号观测等全过程。要求本装置适用于本科院校《电力电子技术》、《运动控制》等课程的实验教学任务,满足卓越工程师培养、研究生培养及老师水平提高良好的实验教学环境。

5.2、xPC-Target 实时快速控制系统技术说明

采用双机模式运行,主机用于运行MATLAB 和Simulink,目标机则用于执行RTW和C 编译器生成的可执行代码。利用xPC Target 能把Simulnk 模型和物理系统连接起来并且在PC 硬件上实时运行。

5.2.1、主机运行功能:主机是标准的PC 机,操作系统为Windows 系统,需要安装MATLAB/Simulink 和Visual Studio(C 编译器)软件。MATLAB/Simulink 作为控制模型的开发环境,可利用MATLAB 自带的Real-Time Workshop(RTW)功能从设 计好的Simulink 模型生成ANSI C 代码,然后再用C 编译器转化为供目标机运行的可执行的实时应用程序。

5.2.2、目标机运行功能:目标机需要运行xPC Target 实时内核,制作目标机的启动盘,可以选用U 盘或者CD 光盘作为介质。在主机的MATLAB 命令窗口运行指令并在xPC Target Explorer 界面设置目标机的属性。目标机和主机通过以太网连接,需配置好TCP/IP 协议。需要在xPC Target Explorer 界面保存设置好的目标机属性。

5.2.3、xPC 实时内核运行功能:启动盘内含有高度优化的xPC 实时内核,目标机上不需要安装任何操作系统,只需把目标机的启动方式设置为U 盘启动。把启动U盘插入目标机的USB 口,按下电源开机键,即可启动运行xPC Target 实时内核。xPC Target 实时内核运行后,在主机设 计好的Simulink 模型界面点击相应模块,利用RTW和C 编译器生成的可执行的实时应用程序,再通过以太网自动下载到目标机的xPC Target 实时内核。用户可以通过MATLAB 命令行或者主机Simulink 模型界面上的开始按钮控制目标机上的程序的执行。在程序运行期间,用户可以交互的改变模型参数并且迅速的获取、观察信号或者把它们保存起来做后续处理。通过主机Simulink 模型界面下的示波器或目标GUI 能直接观察目标机上的控制信号和物理系统运行状态。

5.2.4、实时在线实时控制功能:若控制效果不理想,可以在Simulink 模型中改变控制器的参数,对于改变任何的参数,Simulink 都会将其下载到目标机中的目标应用程序中,而不必重新编译Simulink 模型和创建新目标应用程序,达到实时在线实时控制的效果。

5.2.5、实时板卡和采集控制板功能:目标机不能直接与物理系统之间产生连接,两者之间需要通过实时板卡和采集控制板进行连接,物理系统可以是任意的控制系统,例如电机调速系统、交流逆变系统等。实时板卡安装在目标机的PCI 接口上,作采集控制板和目标机之间数据通信用。实时板卡PCI-FPGA-CARD 和实时采集控制板之间所有数据信号均经过ISO 高速数字隔离电路,杜绝PCI 实时板卡受物理对象的干扰,提高系统的可靠性和控制精度、降低实时板卡损坏的几率。针对PCI-FPGA-CARD 实时板卡,在Matlab 环境需开发基于xPC Target 的Simulink 模块库,模块库包含有脉宽调制(xPc PWMs)模块,模拟量输入(AD)模块,模拟量输出(DA)模块,定时器(Timer)模块,正交编码电路(QEP)模块,异步中断请求模块,数字量输入/输出模块等。

5.2.6、实验例程:利用实时板卡和实验平台开发提供实验项目对应的实验例程。

5.3、产品设 计技术

5.3.1、实验装置结构:实验装置采用铝合金双层框架台式结构(不使用柜式结构),框架上可任意配置实验挂件,配置实验桌。框架上方可放示波器支架,便于测量实验波形。桌子下配有一个移动立柜(双开门,参 考尺寸1215mm(长)×500mm(宽)×660mm(高)。可放置实验挂件、导线等。

5.3.2、实验挂件技术:基于教师、学生实验操作的人身安全、更换及厂家维修的便捷性考虑,要求所有挂件的箱体及面板均采用非金属绝缘材料,不采用金属材料箱体及面板的挂件。

5.3.3、xPC-Target 实时快速控制:

5.3.3.1、高效的实时内核:使用标准的PC 硬件和商业I/O 接口板,xPC Target通过引导启动高性能的实时内核,把标准的PC 机变成实时快速原型和硬件在回路仿真的目标机。

5.3.3.2、调整参数:xPC Target 提供几种调参的办法。目标程序下载以后,用户可以通过Simulink 外部模式进行参数的调整,在这种模式中,Simulink 框图运行在主机上作为GUI 界面,一旦改变了Simulink 模型中任何的参数,Simulink 都会将其下载到目标机中的目标应用程序中,而不必重新编译imulink 模型和创建新目标应用程序。

5.3.3.3、监测和采集信号:用户可以在程序运行的过程中监测、跟踪和记录信号数据。信号监测是实时显示当前的信号值。信号跟踪允许客户捕获、存储和显示突发数据。用信号记录可获得程序执行期间的数据,将采集到的信号上传到主机用于显示、分析和存档。

5.3.3.4、示波器定义和控制:示波器是一个图形显示组件,可以用于主机或目标机来监测和获取信号数据。示波器支持多种触发方式,用来控制数据采集的时间和时长。同一个示波器上可显示多条曲线,还可以同时定义多个示波器。

5.3.4、实时采集控制板卡、控制频率:6 路模拟量输入,量程可选择,每一路独立AD 转换,转换速率300KHz。2 路模拟量输出,量程和选择,每一路独立DA 转换,转换速率1MHz。6 路PWM 输出,最高调制频率50KHz。6 路开关量输入信号,6 路开关量输出信号。1 个光电编码器接口。

5.3.5、开发周期短,效率高,控制算法和理论框图相对应,便于进行教学、科研等工作要求:用户先利用MATLAB/Simulink 按照理论框图搭建自己的控制算法进行快速原型化设 计,然后借助本实验平台完成硬件在回路仿真,达到快速原型化设 计的目的。在该模式下用户而只需要安照理论框图或控制流程,通过简单直观的Simulink 框图搭建操作就可构造出复杂的控制算法,无需掌握编程语言,花费时间编写大量的代码。控制算法与理论框图或控制流程紧密结合,一一对应,便于进行教学或科研等工作。

6、实验导线技术要求

实验高压导线采用高可靠全封闭护套导线,内部为无氧铜抽丝而成发丝般细的128股线,质地柔软,护套用粗线径、防硬化化学制品制成,插头采用实芯铜质件。

1、光伏PV阵列模拟源

1.1.可模拟太阳能电池板IV曲线输出特性。

1.2.功率容量5kW,输出直流电压0-500V,直流电流0-30A。

1.3.标准3U可并联使用,单机使用或上仪器架都适用;

1.4.具备主动PFC功能,功率因数0.99;

1.5.最大工作效率≧95.8%  满载工作效率可达≧95.2%;

1.6.定电压(CV)/定电流(CC)自动切换,反应快速;

1.7.采用分辨率为240 x 128的LCD显示屏;

1.8.全数位设 计,输出电压、电流及功率测量显示功能;

1.9.支持输入过/欠压保护8、输入过流保护;

1.10.支持输出过压,过流短路保护功能、以及过温度保护功能;

1.11. 10组设定数据记忆;

1.12. RS-485通信;

1.13.直流输出 ON/OFF 开关。

2、光伏阵列模拟测试系统

2.1.可模拟太阳能电池板IV曲线输出特性。

2.2.可模拟不同光照和温度下的I-V曲线

2.3.环境开路电压、短路电流、反向饱和电流、光照度、环境温度、温度系统等参数可调。

2.4.可测试静态和动态下的MPPT情况

2.5.MPPT工作点实时显示于上位机软件上

2.6.具备光伏曲线在线编辑功能,可按用户要求自行编译光伏运行曲线。

 3、光伏并网逆变柜(开放式架构)

3.1.变流器功率为5kw,三相隔离输出,保护功能完善,系统可靠性高,模块化设 计便于安装维护。

3.2.采用32位专用数字化DSP TMS320F28335芯片控制。

3.3.开放RS232/RS485通信接口,实现远程数据采集和控制,接受微网控制器统一调度。

3.4.具备三相隔离型工频变压器,具备电气隔离特性,安全性更好                        3.5.采用开放式硬件架构,主控板、采集板、功率板、继电器板等板卡需各自独立封装,且柜体在板卡部分的封板需采用合页结构,使之可以方面打开进行更换板卡,并进行相关实验数据测试.                                                                        

3.6.需要额外提供一块变流器的核心控制板,需可完全替换原控制板。开放控制板的JTAG仿真接口,开放控制板、采集板、驱动板和继电器等所有板卡的硬件接口定义,提供硬件结构图纸。(提供佐证材料)                                                  

 4、光伏发电能源监控系统

4.1.主界面,显示系统工作的运行信息以及运行状态、所有实验控件、系统的启停控件、以及实时的电压电流波形控件。

4.2.实时波形采集界面,显示直流电压和直流电流波形、逆变器输出交流电压和交流电流波形。

4.3. SVPWM算法界面,用户在此界面可以进行SVPWM算法验证,同时可以对SVPWM算法结构一目了然。包括对整流测SVPWM算法结构和逆变侧SVPWM算法结构(提供佐证材料)。

4.4.实验数据界面,可根据登录用户和时间保存实验运行数据,包含所有的实时数据、状态量、故障信息、波形数据等,便于二次开发处理,支持各种曲线绘制、可数据可导出为mat格式,可在matlab软件中打开。

4.5.监控软件中具备算法研究界面,即电网定向矢量算法。通过所示界面用户可以非常清晰的了解算法的结构,同时可以获取每个步骤的计算结果值,包括克拉克变换/反变换、帕克变换/反变换的参数值,同时具备PI参数控制功能,通过改变PI参数从而观察算法变化,以便仿真分析。

4.6.需实现以下实验:

4.6.1光伏系统整体原理认知实验(基础)

4.6.2光伏模拟源操作实验(基础)

4.6.3光伏变流器操作实验(基础)

4.6.4模拟量电压采集实验(验证)

4.6.5光伏稳定直流电压实验(研究)

4.6.6光伏恒功率并网实验(研究)

4.6.7光伏最大功率点跟踪实验(研究)

4.6.8光伏并网运行控制策略实验(创新)

4.6.9控制采集板、驱动功率板等硬件原理实验(开源)

4.6.10DSP的入门、使用和烧写实验(开源)

4.6.11CCS软件使用(开源)

4.6.12软件开发流程讲解(开源)

 5、光伏变流开放式快速开发系统

5.1.提供变流器所有电路板硬件原理图(PDF):控制板,电源板,信号板,电容板,驱动板;

5.2.开放控制板的debug接口,客户可以烧写自己的程序;

5.3.开放变流器全部软件的源代码代码,包含SVPWM算法和MPPT算法源代码,不接受LIB库调用方式,包括但不限于程序主框架、硬件驱动功能、硬件配置功能、通讯功能、保护功能、采样功能、SVPWM算法和MPPT算法等。提供适配本产品要求的变流器全部软件的源代码。

5.4.提供硬件原理图和源代码开放承诺书,并逐项列出原理图和源代码开放列表

5.5.需具备常用快速原型控制器硬件接入接口,支持RCP控制器实时控制。

6、快速原型控制器(RCP):

6.1支持Simulink代码自动生成和基于模型的程序设 计;算法的Simulink模型可直接仿真下载到快速原型控制器的过程,能方便地使用Matlab/Simulink进行控制算法设 计并在线实时仿真的功能,无需了解软硬件实现及编程过程,就能进行控制设 计和调试。

6.2控制器需采用双DSP+FPGA双核结构,采用TI公司的C6000系列DSP作为核心控制器,多个FPGA作为辅助控制器。C6000系列DSP属于高端、综合DSP,常规经常应用于复杂工业控制或者图像处理领域。C6000系列DSP具高主频以及高浮点处理能力,高于常规C2000系列的近30倍。

6.3具备自主编写的驱动库,可以直接导入到Simulink库中,用户可以直接在Matlab软件中拖动相应的硬件元件库,将模型中的数据直接与硬件对接,无需再花费时间去查询硬件映射。多种库文件,可适用于各种工程调试需求。

6.4用户可以随意拖拽即可完成与硬件的连接,同时,配套了组态式的上位机,可以查看模型中任何的中间变量,可随时观测各种关键变量,从而做出相应参数上的更改。                                                                                                                                                                                                       

6.5需采用总线扩展方式,采用插卡方式,各个子板卡可进行扩展,不接受单板卡方式。采用插卡式结构,用户根据实际功能需求,可以灵活配置板卡种类,基本配置是CPU板卡、模拟采集ADC板卡、模拟输出DAC板卡、数字输出DO板卡、数组输入DI板卡、脉宽调制PWM板卡、正交编码QEP板卡

6.6板卡资源参数如下:

机箱插槽:10槽4U机箱

CPU板卡:DSP+FPGA,具备一路网口、一路USB、一路CAN、一路RS485、一路RS232

同步ADC板卡A: 外扩32路同步模拟采集通道,支持+-10V输入,最高采样率达到200KPSP,16位精度

同步ADC板卡B: 外扩32路同步模拟采集通道,支持+-10V输入,最高采样率达到200KPSP,16位精度

同步DO输出板卡: 外扩32路,TTL电平

同步DI输入板卡: 外扩32路,TTL电平。

同步DAC板卡: 外扩16路,16位精度,最快建立时间10us,输出范围+-10V。

同步PWM板卡A: 外扩32路,TTL电平,可设置频率、死区、倍频(最高2MHz)、相位差以及互补对称模式

同步PWM板卡B: 外扩32路,TTL电平,可设置频率、死区、倍频(最高2MHz)、相位差以及互补对称模式

QEP板卡: 外扩8通道正交编码单元,可以监控电机旋转方向、Z信号标记、以及旋转计数值

7、●基于模型开发快速原型监控系统

7.1将Simulink模型与快速原型控制器硬件结合在一起,下载到控制器中执行,控制器运行过程中,此软件可以将Simulink模型中想要查看的各类控制量直观显示,也可以随时修改各类控制参数,让控制器实时响应,从而实现了真正的在线仿真。(需提供有效证明材料)

7.2在线仿真运行界面,采用组态方式,科研者根据自己需求,可以随意添加控件,具备实时录波功能,可完整录制整体系统运行的波形数据,同时数据可以保存为mat和xls格式,波形数据可以通过matlab软件直接打开并查看。(需提供有效证明材料)

7.3软件具备三类设置,包括通信IP、板卡的数量设置;PWM设置,主要指示PWM的频率值,死区值,以及动作有效值,编码器精度值等;显示界面设置,用于最终的数据查看以及设置。显示界面中包括遥控、遥调、遥信、遥测、示波器控件。

7.4组态化软件需具备遥控、遥调、遥信、遥测、示波器控件。

遥控控件,若DO控制源由RCP软件控制的话,可以通过此控件控制DO信号,OFF表示DO输出低,ON表示DO输出高。

遥调控件,此控件为浮点型控件,用户可以在线随时修改此控件值,传递给仿真机,此控件与simulink库中的GetData驱动配合使用。

遥信控件,可以监测仿真机外扩的DI信号,灯亮的时候表示DI接收为高电平信号,灯灭的时候表示DI接收为低电平信号。

遥测控件,可以查看仿真机上传的数据值,此值为慢速数据,不需要实时观察的变量,可以用此控件来显示。此控件与simulink库中的Static驱动配合使用。

示波器控件,通过此控件可以查看实时变化的数据,其传送速率可以与控制频率相等,不丢点的查看数据波形。同时此控件可以控制采集深度,方便用户更加清晰的查看仿真机的控制效果。此控件与simulink库中的Scope驱动配合使用。

7.5系统需具备以下配置功能:

l通讯设置,主要设置通信的IP地址;

lPWM_A设置,对PWM_A板卡的PWM进行设置,主要设置PWM的频率值,死区值,倍频值,互补设置,相位使能等;

lPWM_B设置,对PWM_B板卡的PWM进行设置,主要设置PWM的频率值,死区值,倍频值,互补设置,相位使能等;

lDO设置,主要设置DO的控制源,要么由simulink模型控制,要么由rcp软件控制;

lQEP设置,主要设置编码器的精度。

l开始通信:表示仿真机与RCP建立通信关系;

l停止通信:表示仿真机与RCP断开通信关系;

l复位:表示对仿真机整体进行复位操作;

l保护:通过保护界面设置值,可以辅助仿真机按照极限值进行保护;

l启动仿真:通知仿真机运行simulink模型;

l开始录播:将仿真机上传的值保存,以便分析查看。

1、直驱模拟风电机组

1.1.采用一台变频调速三相异步电机带动一台永磁同步发电机运行

1.2.异步电动机功率为7.5kw,转速为1500转/分。永磁发电机的功率为5kw,转速为1500转/分,变频器采用7.5kw。

1.3.异步电动机和永磁发电机安装在同一个底座上,使用联轴器相连接。采用增量式光电编码器实时测量电机转速和转子位置,永磁发电机极数为8极。原动机的控制采用矢量变频器控制转速,用以模拟风速的变化,同时可以方便的通过计算机控制变频器实现三相异步电动机的转速、转矩调节模拟风机出力。                                                                                   

1.4.槽钢底座带专用的橡胶静音垫。

2、直驱风电机组模拟调速柜

2.1.采用矢量变频器,配备中文面板,可实现本地控制和远程控制两种模式。                                                                  2.2.配备19寸触控一体机,一体机中运行风机调速软件,可方便进行风速控制调节。                                                                                                                         2.3.配备保护开关,柜体尺寸为1800*800*600mm。

3、风力发电模拟调速系统

调速软件需具备3种控制模型:                                                 3.1.线性VF模型:电压和频率对应的控制模型,可设定典型几种风速曲线,支持导入实际测量得到的风速―时间数据;                                                     

3.2.叶尖速比控制模型:根据给出桨距角、叶片半径等值后,调速器会根据最大风能利用系数推到出对应的发电机转速。即通过建立好的风速模型,风机模型(包括桨距角、叶片半径等),按照最大风能利用系数即可得到发电机的最佳转速。(提供软件截图佐证)                                                     

3.3.矢量控制模型: 采用变频器力矩模式输出带动机组,通过控制电机转速就可以改变发电机输出功率,从而实现风机的功率跟踪功能。即通过建立好的风速模型,风机模型(包括桨距角、叶片半径、齿轮比等),按照最大风能利用系数即可得到发电机的最佳转速,从而获取最大输出功率。(提供软件截图佐证)                             

4、直驱风机背靠背变流柜(开放式架构)

4.1.采用背靠背一体化结构,机侧整流和网侧逆变集成到一起,PMSG发出的电能经定子PWM变换器转换为直流电,中间直流母线并联大电容起稳压和能量储存缓冲的作用,最后经过并网PWM变换器转换为与电网同频的交流电馈入电网。                 

4.2.变流柜功率为5KW,保护功能完善,系统可靠性高,模块化设 计便于安装维护。

4.3.需采用32位DSP芯片TMS320F28335控制,采用三菱IPM功率模块,转换效率高。

4.4.纯正弦波输出,自动同步并网,电流谐波含量小,对电网无污染、无冲击;配备RS232/RS485通信接口,实现远程数据采集和监视。                                 

4.5.具备三相隔离型工频变压器,具备电气隔离特性,安全性更好                  

4.6.采用开放式硬件架构,主控板、采集板、功率板、继电器板等板卡需各自独立封装,且柜体在板卡部分的封板需采用合页结构,使之可以方面打开进行更换板卡,并进行相关实验数据测试。                                                             

4.7.需要额外提供一块变流器的核心控制板,需可完全替换原控制板。开放控制板的JTAG仿真接口,开放控制板、采集板、驱动板和继电器等所有板卡的硬件接口定义,提供硬件结构图纸。                                                   

5、风力发电能源监控软件

5.1.主界面,显示系统工作的运行信息以及运行状态、所有实验控件、系统的启停控件、以及实时的电压电流波形控件;

5.2.实时波形采集界面,显示发电机组输出电流波形、整流器输出直流电压和直流电流波形、逆变器输出交流电压和交流电流波形。

5.3.监控软件中具备算法研究界面,即电网定向矢量算法。通过所示界面用户可以非常清晰的了解算法的结构,同时可以获取每个步骤的计算结果值,包括克拉克变换/反变换、帕克变换/反变换的参数值,同时具备PI参数控制功能,通过改变PI参数从而观察算法变化,以便仿真分析。(提供佐证材料)

5.4.实验数据界面,可根据登录用户和时间保存实验运行数据,包含所有的实时数据、状态量、故障信息、波形数据等,便于二次开发处理,支持各种曲线绘制、可数据可导出为mat格式,可在matlab软件中打开。

5.5.采用MODBUS TCP协议,可直接通过监控软件操作系统设备。

5.6.需实现以下实验:

5.6.1直驱式风力发电系统整体原理认知实验(基础)

5.6.2自然风模拟操作实验(基础)

5.6.3风力背靠背变流器操作实验(基础)

5.6.4发电机转速与输出电压关系实验(验证)

5.6.5背靠背式变流器电压采集实验(验证)

5.6.6发电机标量式定功率并网实验(验证)

5.6.7发电机矢量式MPPT并网实验(研究)

5.6.8背靠背变流器控制方法研究实验(创新)

5.6.9控制采集板、驱动功率板等板卡硬件原理(开源)

5.6.10DSP的入门、使用和烧写实验(开源)

5.6.11CCS软件使用(开源)

5.6.12软件开发流程讲解(开源)                                        

6、风力变流开放式快速开发系统

6.1.提供变流器所有电路板硬件原理图(PDF):控制板,电源板,信号板,电容板,驱动板;

6.2.开放控制板的debug接口,客户可以烧写自己的程序;

6.3.开放变流器全部软件的源代码代码,包含SVPWM算法、电机控制算法,不接受LIB库调用方式,包括但不限于程序主框架、硬件驱动功能、硬件配置功能、通讯功能、保护功能、编码器功能、采样功能、SVPWM算法和电机控制算法等。提供适配本产品要求的变流器全部软件的源代码。(提供佐证材料)

6.4.需具备常用快速原型控制器硬件接入接口,支持RCP控制器实时控制。

6.5.提供详尽的现场培训服务,针对开源资料进行逐一讲解。

7、并网接入柜

微电网并网接入柜对微电网系统的发电、用电、储能设备提供必要的保护,接受微电网控制系统的统一控制以保证微电网的稳定、可靠运行。是电网控制系统的关键设备。

微电网并网组态柜包含了PCC接入点,各类电信号的采集、双向计量等功能。包含了部分分布式发电源、储能系统的接入.

7.1系统供电电源:

– 动力电源供电               3相 380 V AC, 50Hz N, PE;三相五线制;

– 照明系统               220 V, 50 Hz, N, PE;

– 控制电压                220 V, 50 Hz, N, PE;

– 通讯系统                 RS485;

– 采样精度                 ±1%;

7.2户内式微电网交流配电柜,微电网交流配电柜防护等级IP32。

7.3交流配电柜正面留有标识牌位置,可标识交流配电柜编号。

7.4交流配电柜采用立式,安装方式采用落地固定安装方式;微电网交流配电柜接线为下进、下出线方式,并配有接地线引接电缆孔。

7.5交流配电柜输入和输出接线端子满足相关控制设备接出的要求,并留用足够备用端子,接线端子设 计能保证电缆线可靠连接,有防松动零件,对既导电又作紧固用的紧固件,采用铜质零件。

7.6交流配电柜导线有不同色标,柜内元件位置编号、元件编号与图纸一致,并且所有可操作部件均用中文标明功能。

7.7交流配电柜母线按IEC431等相关标准,采用高导电率的铜质母线,母线截面在整个长度内应均匀,确保承受连续的负荷电流,并能满足系统的动、热稳定技术要求。母线之间的连接保持有足够和持久的接触压力,且不使母线产生永久变形。

8、模拟交流线路阻抗

8.1.产品功能要求:

8.1.1模拟微电网交流接入的线缆特性;

8.1.2由多段模拟不同长度的交流电缆的阻抗设备组成,模拟阻抗自由组合,以实现不同长度的线路模拟

8.1.3短路电流的比较试验,测试发生短路时对设备的影响;

8.1.4功率传输的影响,线损对接入影响的分析依据;

8.1.5可在控制台上调节阻抗、感抗及容抗,实现高效率检测;

8.1.6阻抗由各相电阻电抗和电容组成,可配合电源设备进行测试和各项实验;

8.1.7模拟阻抗可以测量各个柜体的A/B/C及零线电流、电压,具备相应的测量硬接点,测量精度±0.5%。

8.1.8配备PLC自动控制系统,主机面板上具有调节阻抗和故障接入的开关,根据实验需要可以任意调节;

8.2.模拟1km线路模拟阻抗柜。

9、模拟直流线路阻抗柜

9.1.产品功能要求:

9.1.1模拟微电网直流接入的线缆特性;

9.1.2由多段模拟不同长度的直流电缆的阻抗设备组成,模拟阻抗自由组合,以实现不同长度的线路模拟

9.1.3直流线路模拟设备应为双极结构,可直接实现双极直流线路的模拟

9.1.4线路阻抗模拟均采用集中参数模拟;

9.1.5故障模拟电阻满足10秒以上的短路电流通过能力、不发红,过热自动保护;

9.1.6配备PLC自动控制系统,主机面板上具有调节阻抗和故障接入的开关,根据实验需要可以任意调节;

9.2.模拟1km线路模拟阻抗柜,模拟直流电缆的阻抗系数:电阻0.0754Ω/km,电感0.282mH/KW,电容0.292μF/KW

10、微电网集中控制器

微电网集中控制系统是微电网系统的控制核心、即可负责整体系统的通讯、又可作为通讯协议解析的处理器,同时还运行微电网就地端的控制策略,具备自愈运行的能力。

10.1.具备1个10/100Mbps自适应以太网,8路隔离型485接口。

10.2.具备通用数字量IO接口。

10.3.集成电力系统通用的标准协议;包括MODBUS、电力规约104协议、IEC-61850标准协议等

10.4.可以目前常见厂家设备进行通讯,如逆变器、变流器、BMS、负载模拟器等。

11、微电网集中通讯规约调度系统

12.1.可实现本地策略控制,按默认策略进行微电网的控制,策略可更新,并可接受上位机软件的更改。

12.2.将所有微电网系统中的一侧设备进行通讯管理,并进行协议转化,使所有设备均可受微网控制器的调度。

12.3.具备就地端调度策略,自动计算各个微源设备和负载设备的值,根据出力要求进行自动运算并控制各个设备的运行。                                                       12.4.具备自愈运行程序,在远程控制没开启干预之前,可按默认自愈程序自动运行,保证整个系统的稳定运转。

12.5.配合其他系统软件可实现:

12.5.1微电网系统整体原理认知实验(基础)

12.5.2微电网系统整体操作实验(基础)

12.5.3SCADA监控系统操作实验(基础)

12.5.4能量调度系统操作实验(基础)

12.5.5微电网并网运行实验(研究)

12.5.6微电网离网运行实验(研究)

12.5.7微电网并转离运行实验(创新)

12.5.8微电网离转并运行实验(创新)

12.5.9微电网孤岛运行下负荷与母线变化关系实验(研究)

12.5.10微电网孤岛运行下微源、负荷与储能系统变化关系实验(研究)

12.5.11能量管理调度策略-系统出力控制(创新)

12、智能微电网监控系统

系统是微网系统的神经中枢和能量管理中心,系统利用物联网技术构建传感测控网络,对智能微网各种类设备运行、环境状态及人员管理进行综合的信息感知,监控BMS和PCS的运行信息,集成微网系统发电和储能监控、供电监控、计费管理等功能。

12.1.软件采用QT平台开发,数据库采用SQL。支持用户或第三方的数据调用。

12.2.可与微网控制器系统通信:接受系统发送微电网实时运行信息、线路和设备信息和网络拓扑信息等;可模拟接收从上级调度系统下发的指令及相关运行参数,以此优化控制微电网运行。

12.3. SCADA:数据采集和处理、数据库的建立与维护、控制操作、报警处理、画面生成及显示、在线计算及制表、系统自诊断和自恢复。

12.4.微网统计:分布式电源发电监控、统计;储能充放电监控、统计;负荷分类进行监控、统计;微电网综合监视与统计。

12.5.具备完整的数据库,系统根据登录用户和时间自动保存实验运行数据,包含所有的实时数据、状态量、故障信息、波形数据等,并自动保存,以后二次开发处理,支持各种曲线绘制、可数据可导出为excel文档。提供开放的数据库接口,便于用户对数据进行读取。

12.6.具备组态化功能,能够自由配置多种组态画面,通过图元拖拽、动画设 计、编辑用户脚本、绑定图元与实际 I/O 点等功能操作,实现包括整个工艺系统、各个子系统、各个设备以及不同季节的画面配置。组态界面的配置结果,要满足前台组态监控界面的各项要求。系统是微网系统的神经中枢和能量管理中心,系统利用物联网技术构建传感测控网络,对智能微网各种类设备运行、环境状态及人员管理进行综合的信息感知,监控BMS和PCS的运行信息,集成微网系统发电和储能监控、供电监控、计费管理等功能。

13、智能微网管理优化与决策支持系统

微电网监控与决策系统是微电网的大脑,执行微电网策略研究和控制,根据当前储能、负载以及各个分布式电源的的运行信息合理的分配调度指令。              

13.1.能量管理功能:离网能量平衡、配网定功率交换控制、配网紧急交换功率控制、最大功率调度模式、自调度模式等。                                        

13.2.支持自定义的策略控制,可通过修改策略参数实现策略的变更,同时支持用户自己编写的策略程序导入。(提供佐证材料)                                               

13.3.源代码完全开放,采用Labview组态化平台,用户可以直接在此开放代码中进行改动,方便二次开发。提供适配本产品要求的源代码开放。(提供佐证材料)

13.4.系统具备逻辑可编程的功能,支持高级用控制策略的开发和实现。

14、系统显示操作终端

14.1.主控操作琴台,具备两工位。

14.2.集成系统配电,保护。

14.3.具备对外扩展显示功能。

14.4.控制终端不低于以下配置:≥6核心3.0GHz, ≥8G,≥512G SSD,≥100万小时MTBF(提供佐证材料)。

14.5.显示器,尺寸不低于23寸

14.6. 24口交换机1个,≥336Gbps,包转发率≥42Mpps,支持网管平台管理,通过可上网的PC或者手机,即可完成部署,即插即用,支持可视化整网拓扑、前面板端口通断状态呈现、CPU、内存利用率、设备配置等功能,(提供佐证材料)    

15、大型拼接监控视屏

15.1.监控显示屏采用大型拼接式显示屏系统,显示屏≥46寸,共9块:①双边物理拼缝小于5㎜;②分辨率:≥1920*1080;③液晶显示单元具有色坐标一致性,根据CIE1931标准色度系统,液晶显示单元色坐标误差在±0.001以内。(提供有效检验报告复印件);④亮度:≥450cd/㎡;⑤搭载TV接收器,用户能通过RS232C和RJ45端口对数字内容进行有效管控;⑥显示器功能:远程控制功能、智能日程表管理、内置多媒体播放器、配备最先进数字接口内置拼接处理器,采用多总线并行处理,可在10秒内迅速启动软件,集成多路视频信号源种类。液晶显示单元客户端具备能力集收集、设备工作状态展示功能。(提供有效检验报告复印件);液晶显示单元具有帧宽度调节技术,通过调节画面宽度,解决输入信号四周黑边问题。

15.2.通过显示屏显示系统主接线图、系统各发电装置主要运行状态等。

16、电源融合管理器:

16.1.主板采用工业级高速多核嵌入式CPU,嵌入式融合控制LINUX操作系统;

16.2.可通过PC、手机、智能终端方便管理安防录像机或平板显示器、中控、电脑、服务器等的电源,可对每路输出的用电做分析;整机输出支持最大功率3.5KW以上,防雷防浪涌。

16.3.控制台网络物联部分:固定≥8个10/100/1000M以太网RJ45网络接口、≥1路独立RJ45转485接口、≥1路RJ45管理口、≥1路USB3.0接口(提供该设备以上端口实物照片),可扩展智能可编程红外控制模块、存储器、充电等。USB3.0接口可扩展多路个温湿度物联模块和≥1个光感模块或电源红外开关,可采集环境温度变化及湿度变化的采集;

16.4.智慧融合电源部分:固定220V 10A防脱落智能强电输出插座口≥8路,旁路输出插座≥2路,每路插座接口为新国标五孔插口,每路可扩展独立的无线控制开关,集成电源时序功能。

16.5.端口固定集成要求:最新国标电源输出5孔插座口≥10个、千兆RJ45网络接口≥8个、USB3.0接口≥1个、RJ45类型的485接口≥1个、RJ45管理口≥1个、面板≥1.5寸的显示屏等须全部集成固定在此设备上,设备为标准19英寸1U机架式安装。

16.6.设备主机已集成智慧电能管理系统,支持各端口电流、电压、功率以及温度的条件限定,实现设备对用电的过流、过压、过载、过温的实时保护,可实时本机查询各端口用电实时数据,实现所有输出线路的用电安全智能化管理功能。(提供佐证材料)

16.7.设备支持可自定义每路输出电路端口的名 称,自动统计、查询和控制各种用电多媒体设备的使用状况及状态功能。(提供佐证材料)

16.8.设备支持TCP/IP集中或远程云平台管理,可以通过手机APP终端或微信进行远程管理和控制输出设备的使用,通过云端智慧安全控制管理平台无缝对接,包括设备的每路电源输出开关控制、用电情况及环境预警功能。(提供佐证材料)

16.9.设备带有≥1.5寸LCD或OLED显示屏,具有在工作状态下,对设备工作情况及负载情况进行精确判断,包括功率、电压、电流、温湿度等状态作出显示功能。(提供佐证材料)

1、储能双向变流器PCS(开放式构架)

1.1.可实现能量双向流动,电池充放电测试;

1.2.可满足铅酸蓄电池、锂电、超级电容等不同储能形式的接入,适用范围广;

1.3.具有时间段工作模式设定功能,根据当地电网特点设置合理的工作方式;

1.4.支持并网运行、孤网运行双运行模式;

1.5.孤网时交流电压、频率支撑;    

1.6.先进主动式孤岛;

1.7.完善的保护功能,有效保证逆变器安全运行;

1.8.柜体内集成晶闸管开关,可实现并网/离网状态自动切换,切换时间《100ms;

1.9.功率为20KW,带有工频隔离变压器,提高电力系统的安全性和稳定 性

1.10.具有大尺寸液晶屏幕,可以通过面板上的按键,查询显示微电网智能稳定控制器工作情况、设定工作状态等;   

1.11.采用开放式硬件架构,主控板、采集板、功率板、继电器板等板卡需各自独立封装,且柜体在板卡部分的封板需采用合页结构,使之可以方面打开进行更换板卡,并进行相关实验数据测试

1.12.配合其他储能设备可实现以下实验

1.12.1储能系统整体原理认知实验(基础)

1.12.2BMS电池管理系统操作实验(基础)

1.12.3双向DC/AC恒流放电控制实验(研究)

1.12.4双向DC/AC恒流充电控制实验(研究)

1.12.5双向DC/AC恒功率放电控制实验(研究)

1.12.6双向DC/AC恒功率充电控制实验(研究)

1.12.7双向DC/AC能量自动双向流动实验(创新)

1.12.8控制采集板、驱动功率板等板卡硬件原理(开源)

1.12.9DSP的入门、使用和烧写实验(开源)

1.12.10CCS软件使用(开源)

1.12.11软件开发流程讲解(开源)                                                      

2、DC-AC变流开放式快速开发系统

2.1.提供变流器所有电路板硬件原理图(PDF);

2.2.开放控制板的debug接口,客户可以烧写自己的程序;

2.3.开放变流器全部软件的源代码代码,包含SVPWM等算法源代码,不接受LIB库调用方式,包括但不限于程序主框架、硬件驱动功能、硬件配置功能、通讯功能、保护功能、采样功能、SVPWM算法等。提供硬件原理图和源代码。(提供佐证材料)

2.4.需具备常用快速原型控制器硬件接入接口,支持RCP控制器实时控制。

3、磷酸铁锂电池组

磷酸铁锂电池由120组3.2v55AH锂电池模块组成,一共分为1组,由120个电池串联。共20KWh,直流电压400V。

3.1.电池正极采用磷酸亚铁锂(LiFePO4)材料制作,安全性能好、循环寿命长;

3.2.采用自冷方式,整个系统具有极低的噪音。

3.3.单体额定容量 3.2v 55AH

   内阻 《0.7mΩ

   标准充电放电电流:1C/1C

   最大充放电电流: 持续3C/3C,脉冲(30S)5C/5C

   工作电压范围: 2.5V-3.6V

   充电电压范围: 3.4-3.6V

   推荐SOC使用窗口: 10%-90%

4、储能电池BMS管理系统

4.1.检测母线电压、母线电流,电池组电量等基本信息

4.2.模拟量测量功能:实时测量蓄电池模块电压、充放电电流、温度和单体电池端电压等参数,并计算给出蓄电池模块的SOC值;

4.3.均衡功能:保证储能电池的一致性,BMS具有电池模块内部单节电池间的均衡

4.4.电池系统运行报警功能;在电池系统运行出现过压、欠压、过流、通信异常、异常等状态时,可上报告警信息

4.5.电池系统保护功能:在电池系统运行时,如果电池的电压,电流,出现超过安全保护门限的紧急情况时,可切断故障,保护电池。

4.6.与变流器通讯交互,通讯方式为RS485。

4.7.实时电压显示,配有7寸工控触摸屏,可以实时显示每块电池的电压,温度采集等参数。

4.8.蓄电池组的电气保护:过压保护、低压保护、过流保护、高温保护;

5、双向锂电池DC-DC变流器(开放式构架)

5.1.变流器额定功率为20kW,采用电压、电流双反馈环路控制,可方便地限定外设的安全工作范围。

5.2.输入电压范围:300-500V,输出电压范围400V-800V,最大电流:60A

5.3.高低电压侧的最低限压,工作电压,过压保护电压,输入/输出电流等参数均可单独设定。

5.4.模块带有液晶屏显示,可实时显示各种参数。

5.5.带 RS485 串口通信功能,遵循 MODBUS-RTU 协议,方便终端远程监控其工作状态和参数。

5.6.输入极性防反接功能,电源极性接反不会有电流流过。

5.7.各种异常情况保护功能:带有过压,过流,过热,短路保护功能,故障撤销后自动恢复工作。

5.8.需要额外提供一块变流器的核心控制板,需可完全替换原控制板。开放控制板的JTAG仿真接口,开放控制板、采集板、驱动板和继电器等所有板卡的硬件接口定义,提供硬件结构图纸。

6、超级电容组

超级电容组是由6组48V,165F电容模块组成,4串1并,每个模组由18个2.7V3000F超容组成。孤岛运行时,可为系统提供瞬间功率支撑;容量10kW.45s,额定输出直流电压300V,电流50A

容量公差 10%

电压 额定电压 48V DC

浪涌电压 52.2V DC

最高串联电压 750V DC

内阻 等效内阻,DC 6.5mΩ

内阻公差 最大值

温度 工作温度范围 -40~+65℃

存储温度范围 -40~+70℃

温度特性 容量变化 初始测量值的+/-5%内

内阻变化 初始测量值的+/-150%内

电流 漏电流 5.2mA

最大连续电流 50A                                                                          

7、超级电容CMS管理系统

7.1.检测母线电压、母线电流,单体超容电量等基本信息

7.2.模拟量测量功能:实时测量超容模块电压、充放电电流、温度和电压等参数,并计算给出超容模块的SOC值;

7.3.超容管理系统运行报警功能;在超容系统运行出现过压、欠压、过流、通信异常、异常等状态时,可上报告警信息

7.4.超容系统保护功能:在超容系统运行时,如果电压,电流,出现超过安全保护门限的紧急情况时,可切断故障,保护电容。

7.5.与变流器通讯交互,通讯方式为RS485。

7.6.实时电压显示,配有7寸工控触摸屏,可以实时显示每个模块的电压,温度采集等参数。

7.7.超容组的电气保护:过压保护、低压保护、过流保护、高温保护;

8、超级电容双向DC-DC变流器(开放式构架)

8.1.变流器额定功率10kw,采用电压、电流双反馈环路控制,可方便地限定外设的安全工作范围。

8.2.输入电压范围:200-300V,输出电压范围300V-500V,最大电流:60A

8.3.高低电压侧的最低限压,工作电压,过压保护电压,输入/输出电流等参数均可单独设定。

8.4.模块带有液晶屏显示,可实时显示各种参数。

8.5.带 RS485 串口通信功能,遵循 MODBUS-RTU 协议,方便终端远程监控其工作状态和参数。

8.6.输入极性防反接功能,电源极性接反不会有电流流过。

8.7.各种异常情况保护功能:带有过压,过流,过热,短路保护功能,故障撤销后自动恢复工作。

8.8.需要额外提供一块变流器的核心控制板,需可完全替换原控制板。开放控制板的JTAG仿真接口,开放控制板、采集板、驱动板和继电器等所有板卡的硬件接口定义,提供硬件结构图纸。

9、DC-DC变流开放式快速开发系统

9.1、提供变流器所有电路板硬件原理图(PDF);

9.2、开放控制板的debug接口,客户可以烧写自己的程序;

9.3、开放变流器全部软件的源代码代码,包含算法源代码,不接受LIB库调用方式,包括但不限于程序主框架、硬件驱动功能、硬件配置功能、通讯功能、保护功能、采样功能等。提供硬件原理图和源代码。

9.4.需具备常用快速原型控制器硬件接入接口,支持RCP控制器实时控制。

10、RLC可编程模拟负载

10.1.阻性负载、感性负载、容性负载都可以连续可调,

阻性负载R: 300W-10kW(三相总功率)。单相、三相连续可调;最小步进幅度300W。

感性负载L: 100VA-3.3kva(三相总功率)。单相、三相连续可调,最小步进幅度100va;

容性负载C: 100Var-3.3kvar(三相总功率)。单相、三相连续可调,100var。

10.2.各功率档位标称电压: 三相AC400V/50Hz。

10.3.相电压测量范围:0-300V,精度为±1%、电压分辨率为0.1V。

10.4.电流测量范围:0-50A,电流测量精度为±1%、电流分辨率为0.01A。

10.5.有功功率测量范围:0-10kW,功率测量精度为±1%、功率分辨率为0.1kW 。

10.6.配备手动负载控制按钮及指示板,控制及指示健按组合的方式组合,就地控制时按下相应按键即可亮起相应指示灯,并实现负载加/减载的功能;远程控制时负载功率指示灯随上位机给出的数值亮起。

10.7.在微网试验平台与能量管理系统程序研发试验中,可以将本设备任意设定成一级负荷、二级负荷、三级负荷,通过软件远程控制功能实施可行性实验。

10.8.可以通过远程PC机设置相应的功率,任意组合、设定加载RLC功率,即可远程控制并调节RLC功率。

10.9.开放RS232/RS485通信接口,实现远程数据采集和控制,接受微网控制器统一调度。

11、可编程直流电子负载

11.1.功率等级5kW,输入电压DC400V-800V,设备拓扑为DC/DC变流器+电阻负载。

11.2.通过调节输出电压来实现高功率脉冲负载模拟。

11.3.具备下发三角波,矩形波等脉冲负载能力。

11.4.具备7寸触摸屏,可通过触控屏设置各种参数。

11.5.配备上位机软件,可通过上位机下发负载模拟曲线。

11.6.负荷曲线及加载时间可以预先设置并自动运行;

11.7.具备以太网通信接口和RS485接口,提供开放式MODBUS(TCP/RTU)规约;

11.8.在微网试验平台与能量管理系统程序研发试验中,可以将本设备任意设定成一级负荷、二级负荷、三级负荷,通过软件远程控制功能实施可行性实验。

11.9.可以通过远程PC机设置相应的功率,任意组合、设定加载功率,即可远程控制并调节功率。

11.10.开放RS232/RS485通信接口,实现远程数据采集和控制,接受微网控制器统一调度。

输入 功率范围 0-5kW

 电压范围 DC 400-800V

负载模式 工作模式 恒电阻、恒电流、恒功率

 通讯点设置 ≥50ms

 电流精度 0.2%FS

 电流分辨率 0.1A

 电压精度 0.1%FS

 电压分辨率 0.1V

 功率精度 0.5%FS

 功率分辨率 0.1KW

其他 防护等级 IP20

 冷却方式 风冷

 环境温度 -25℃~+45℃

 湿度 10-90%(非凝结)

 噪音 <65dB

1、柴发模拟对拖机组

1.1.电网电压:380V±10%;

1.2.电网频率:47.5Hz-51.5Hz;

1.3.基本性能:额定功率:10Kw;

1.4.效率:≥90%(额定功率下);

1.5.运行温度:-20℃-45℃

1.6.模拟风速拖动变频器容量:12Kw;

1.7.变频器输出频率:0-50Hz。

1.8.异步电机: 12Kw;

1.9.额定输出电压:380V。

1.10.同步发电机额定容量:10Kw;

1.11.额定转速:1500r/min;

1.12.输出电压0-380V  

1.13.扭矩传感器0-500NM

2、柴发模拟控制柜

2.1.具有热备、冷备两种工作模式,即并网与孤岛两种运行模式;

2.2.可直接独立连接负载使用,也可以与微电网或配电网连接并网使用;

2.3.具备手动模式和自动模式(由软件控制)

2.4.平台具备空载、带载运行状态机过载警报;

2.5.平台可与市电、分布式电源互动运行、自启动停机运行;

2.6.平台的控制系统,支持远方/就地设置定值、参数等操作;

2.7.测量系统的各项电气参数,实时记录各项电气参数;

2.8.系统支持外部实时功率曲线导入、查询,上位机历史数据导入、查询;

2.9.当前输出功率的可视化实时曲线;

2.10.电机对拖平台系统采用优质柴油机动力系统的配套系统,具有高质量性;

2.11.控制系统采用高性能高速处理器,具有高可靠性;

2.12.保护系统提供完善的硬件保护与软件保护功能,具有高安全性;

2.13.一次系统启动、停止、运行时间可调,具有高适应性;

2.14.控制系统设 计充分考虑电磁环境的影响,具有高抗干扰能力;

2.15.具备以太网通信接口和RS485接口,提供开放式MODBUS(TCP/RTU)规约,便于接入监控系统或者外部的控制系统;

2.16.测量系统可以提高电压、电流、有功、无功、频率等多组参数;

2.17.全系统的运行效率高,具有高效性;

2.18.可对系统历史故障进行查询。

3、柴发模拟监控系统

3.1.模拟柴油机的连接:连接/断开;

3.2.模拟柴油机运行状态:启动/停止;

3.3.模拟柴油机的转速控制

3.4.运行状态:运行/停止/异常:

3.5.运行参数查询:运行频率(Hz)/电压、电流、有功、无功数据查询/输出转矩(N.m)/转速查询(rpm)/控制参数的查询

3.6.电气测量值:有功功率(kW)/无功功率(kVA)/频率(Hz)/相电压UA(V)/相电压UB(V)/相电压UC(V)/相电流IA(V)/相电流IB(V)/相电流IC(V);

3.7.软件监控区的数据:

3.7.1输出电压:变频器交流输出电压

3.7.2输出电流:变频器运行频率

3.7.3有功功率:变频器交流电功率

3.7.4实际转速:发电机的实际转速

3.7.5电机频率:变频器计算的当前频率

3.7.6实际扭矩:扭矩传感器采集系统计算后的扭矩。

3.8.平台的控制系统,支持远方/就地设置定值、参数等操作;

3.9.测量系统的各项电气参数,实时记录各项电气参数;

3.10.系统支持外部实时功率曲线导入、查询,上位机历史数据导入、查询;

3.11.当前输出功率的可视化实时曲线。

三、商务条件(以“★”标示的内容为不允许负偏离的实质性要求)


包:1
1、交付地点:福建省福建省福州市仓山区上下店路15号
2、交付时间:合同签订之日起30天内安装、调试完毕
3、交付条件:验收合格
4、是否收取履约保证金: 是。履约保证金百分比:2%。说明:中标人在签订政府采购合同前应向采购人缴纳合同总金额2%的履约保证金,该履约保证金将在项目验收合格后且中标人无违约的前提下无息退还。如果是以保函形式缴纳履约保证金的,中标人必须开具见索即付(无条件支付)银行保函,且保函有效期(即到期时间)必须为项目验收合格后再延长6个月。(本项目为非专门面向中小企业的采购项目,若中标人符合中小企业认定标准且按招标文件规定提供有效文件的,履约保证金收取比例为合同总金额的1%)

5、是否邀请投标人参与验收:否

6、验收方式数据表格

验收期次 验收期次说明 1 按采购文件、国家和行业验收规范要求及合同中相关条款进行验收。


7、支付方式数据表格

支付期次 支付比例(%) 支付期次说明 1 100 各系统部署完成并稳定运行及按合同要求验收合格后,无质量问题下一次性付清合同总款(中标人须提供全额发票)。

8、实施要求

8.1投标人应在系统实施方案中描述具体的实施团队的组成、工作内容、投入人员、项目进程表及采购人的配合等内容。实施期间,投标人应按招标文件要求派遣具有同类大型项目成功实施经验的专业工程师驻扎学校进行项目的开发实施工作。投标人的实施团队应具有丰富的项目的经验,能协助学校提供全方位的工作,包括但不限于项目咨询、软件研发、系统实施等。

9.1交付验收要求:

1)采购人对投标人提供的货物在使用前进行调试时,投标人需负责安装并培训采购人的使用操作人员,并协助采购人一起调试,直到符合技术要求,采购人才做最终验收。

2)验收时采购人、中标人等项目相关方都必须在现场,验收完毕后一致作出验收结果报告。

9.2交付文档验收要求:

1)项目的工作内容及成果文档的提交应覆盖以下内容,电子文档是成果不可分割的部分。

2)系统的体系架构及描述。

3)提供的其它技术手册,包括:《总体设 计报告》;软件培训资料;《系统运行维护手册》;程序安装维护手册;软件使用操作手册;项目验收报告。

10.1.本次项目中涉及的系统软件须至少提供三年维保服务;

10.2.投标人应在投标文件中说明在保修期内提供的服务计划,维护范围包括(包括但不限于)软件安装,调试、维修,接口等内容。

10.3.在系统的服务期内,投标人应确保系统的正常使用。在接到用户服务要求后应立即做出回应,并在承诺的服务时间内实施服务。

10.4.投标人应提供质保期内的免费服务及软件升级,需提供全年无休24小时服务(电话、远程或现场),并在接到采购人通知后8小时内到达现场。项目验收合格后,每年不低于4次的例行维护及巡检。例行维护内容包括:软件的功能增强性维护等应用软件系统扩充升级(其中包括系统维护、跟踪检测),保证投标人所开发的软件正常运行;硬件的现场巡检、调整优化,并对设备进行保养和正常维护并提交维护报告等。

11、违约责任

11.1中标人按合同清单上的货物运达指 定地点并安装调试完成后,采购人应严格按照招标文件要求在双方约定的时间内进行验收,采购人无正当理由不得无故拖延验收时间。

11.2中标人所交货物不符合本文件合同要求的,采购人有权拒收并没收其履约保证金。

11.3中标人不能交付货物的,采购人没收其履约保证金。

11.4中标人逾期交付货物,中标人应向采购人每日偿付货款5‰的违约金。

 

四、其他事项

1、除招标文件另有规定外,若出现有关法律、法规和规章有强制性规定但招标文件未列明的情形,则投标人应按照有关法律、法规和规章强制性规定执行。

2、其他:

2.1.本项目附件请投标人注意:

附件1:2022最新版福建农林大学物资设备政府采购合同

附件2:农大物资设备验收单(版本:v8)2022-07-01版

 

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