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概述

随着经济发展和生活水平的提高,人类对能源的需求逐渐多样,能源形式不再局限于单一的电力,冷、热、气等各类资源在日常生活中扮演的角色也愈加重要。除了能源需求种类的变化,科技发展为供暖、运输、工业、储存等负荷需求种类的多样化提供可更为广阔的平台。如何将电、热、冷、气这类综合能源协同开发,并满足各类负荷需求的优化分配成为提高能效的又一热点问题。

在能源和环境问题日益突出的当下,综合能源的有效利用和开发是响应可持续发展战略的重要举措。综合能源系统是指一定区域内利用先进的物理信息技术和创新管理模式,整合区域内煤炭、石油、天然气、电能、热能等多种能源,实现多种异质能源子系统之间的协调规划、优化运行,协同管理、交互响应和互补互济。在满足系统内多元化用能需求的同时,要有效地提升能源利用效率,促进能源可持续发展的新型一体化的能源系统。

综合能源系统的核心是“源-网-荷-储”4个物理环节形式多样的交叉共建,综合能源系统具体项目的模拟离不开精确而充足的数据支持,包括项目当地的气象数据、负荷数据、能源价格和能源政策,在此基础之上根据项目需求确定能够给予的能源类型、管网模型、设备模型和储能方式的支持,最后根据一定的时间步长按照能源耦合和传输规则进行系统仿真获得所需的仿真数据,或按照目标函数和约束条件对投资/运行进行阶段性时间尺度的规划,为投资/运行提供决策支持。

武汉舜通智能综合能源仿真实验室建设以实用性为原则,严格按照能源行业标准要求建立模型,采用现代化的控制方式,模拟原型系统的控制设备特征,使模型系统更具有真实反应原型系统,力争将实验室建设成为实用性强,使用维护方便的综合能源系统实验研究平台。

实验室详情

QTouch综合能源仿真实验室:第一部分为交流系统,主要由交流负荷、虚拟同步机、充电机、RTLB+功率发大器组成的电网模拟系统等组成;

第二部分为直流系统,规划设计了三种直流电压等级,单极性750Vdc,真双极110Vdc,真双极48Vdc;

第三部分为冷/热/电三联供(CCHP)系统,将制冷、供热及发电过程一体化的多联产总能系统,典型冷热电三联供系统包括动力系统和发电机、余热回收装置、制冷系统等。

可满足新能源光热、光伏和风电、暖通、水、气等综合能源方面的各高等院校以及各企业的实训教学培训需求、项目科研规划,能帮助学生学习和理解太阳能光热、光电和风电转换系统的原理及工程应用动手实际能力。适用于高等院校、高职院校的动力工程、暖通机电、能源动力和新能源生产企业等领域开展综合能源为主课题的教学、实训和科研等领域。

实验室特点

1、系统功能配置完整,采用模块化和区域化设计,以各实验台为单元灵活组配,每一个模块都具有独立的功能,功能更清晰。

2、能有效的模拟实际风光互补发电的实际自然场景,包括光伏电池板自动跟踪太阳旋转、太阳辐照度的变化;风力发电的风速及风向的变化等都能按照相应的程序实行自动控制,有效地模仿自然环境。

3、能模仿风光互补发电的全过程,包括风光发电、蓄电池储能,电源逆变、智能监控等功能。

4、实验台实用价值强,整个实训装置的各个部分是完全独立的,可进行设备的安装、电器件的连接;所采用的太阳能热水器、集热器、太阳灶,集热管等均与现场应用中的一样,可深刻理解太阳能光热系统的现场应用。

5、电器柜采用铝型材制作,便于安装,具有外形美观,电器元件全部安装在面板上,清晰明了。

6、光伏系统采用模块化设计,可模拟太阳春、夏、秋、冬一年四季的运行轨迹,以及太阳从早到晚对地面辐照强度的变化。

7、冷/热/电三联供(CCHP)系统,将制冷、供热及发电过程一体化的多联产总能系统,典型冷热电三联供系统包括动力系统和发电机、余热回收装置、制冷系统等。

应用领域

中职,高职及本科院校,科研单位,电力单位。

实验室技术参数

序号 项次 主要参数
1 远程控制热水系统 太阳能保证率:50%
1 远程控制热水系统 全玻璃太阳真空集热器
1 远程控制热水系统 吸收率高达95%,发射率低至5%
1 远程控制热水系统 具PC机进行远程监控功能,结合物联网与云计算技术,给系统配上智慧的大脑。减少维护和操作人员的困扰
1 远程控制热水系统 贮供热水箱
1 远程控制热水系统 采用单水箱设计,保温水箱内箱板采用SUS304-2B食品 级不锈钢板;外箱板使用镀锌板;保温层采用聚氨酯整体发泡
1 远程控制热水系统 热系统给水泵集热系统循环流量为7500L/H,考虑管路沿程损失及局部损失,选用威乐PH-403EH热水循环泵
2 太阳能系统 一、多晶硅太阳能电池组系统
(1)峰值功率:250W
(2)最大功率电压:29.8V
(3)最大功率电流:8.39A
(4)开路电压:37.6V
(5)短路电流:8.92A
(6)安装尺寸:1640mm/990mm/35mm
二、微型离网逆变器
(1)纯正弦波输出(失真率<4%)
(2)输入输出完全隔离设计
(3)能快速并行启动电容、电感负载
(4)三色指示灯显示,输入电压,输出电压,负载水准和故障情形
(5)负载控制风扇冷却
(6)过压/欠压/短路/过载/超温保护
三、太阳能控制器系统
(1)额定充放电电流:最大30A
(2)输入电压:最大46V
(3)系统电压:12V
(4)空载损耗:小于5mA
(5)过放电压:11. 1V;*2/24V
(6)过充、过放、过载和短路保护:1.25倍额定电流30秒;1.5倍5秒
四、可调式支架:材质铝合金,角度0-60度可调
五、蓄能系统
(1)蓄电池类型:免维护胶体蓄电池
(2)蓄电池组容量:48V/300Ah
3 风力缩比系统 一、异步电动机
额定功率:7.5KW
额定电压:380VAC
额定转速:1460r/min
效率:87.5
功率因数:0.88
防护等级:IP44
二、变流器参数
额定功率:7.5KW
额定电压:380VAC
输入额定电流:22A
输出额定电流:19A
工作频率:47Hz-63Hz
控制模式:V/F控制,矢量控制,转矩控制
三、齿轮箱
基本特性:最大负载10kW,速比1:90
4 计算分析系统 A/D转换:32Bit
扫描频率:100HZ
模拟通道:22个
模拟电压范围:+-5000mv
模拟电压精度:(读数*0.1%+偏移量)
测量辩率:0.48uv
开关激发通道:8个电压,4个电流
脉冲通道:6个
协议支持:支持BODBUS RTU、RS232/485、无线通讯协议
内存:2M
耗电量:35mA