风光互补发电系统安装与调试(高职组) 答题纸(09)
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。
GZ-047-“风光互补发电系统安装与调试”赛项规程(高职组)
2016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”赛项规程一、赛项名称赛项编号：GZ-047赛项名称：风光互补发电系统安装与调试英语翻译：Installation and Commissioning of Hybrid Wind/PV Power Generating System赛项组别：高职组赛项归属产业：制造二、竞赛目的通过竞赛，检验和展示高职院校能源产业、加工制造、信息技术等相关专业教学改革成果以及学生的通用技术与职业能力，引领和促进高职院校与本赛项相关专业的教学改革，激发和调动行业企业关注和参与教学改革的主动性和积极性，推动提升高职院校的人才培养水平。
三、竞赛内容本竞赛由技能、综合素质二部分内容组成，其中技能部分占权重95%，职业素养部分占权重5%。
竞赛时间为4小时。
具体见表1。
表1 竞赛内容、时间与权重表（一）技能竞赛内容技能竞赛4小时,在KNT-WP01风光互补发电实训系统平台上进行。
竞赛内容涉及光伏供电装置、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、监控系统的安装、接线、测试、编程、调试、故障排除、分析等实训考核以及职业素养考核。
根据任务书,完成以下操作内容:（1）光伏电池组件、投射灯、光线传感器的安装。
光伏电池伏安特性的测试。
（2）光伏供电系统的控制单元、接口单元、可编程序控制器、传感器、智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试。
（3）光伏电池组件对光跟踪的程序编制和测试。
（4）蓄电池组充放电工作参数的测试、保护电路测试。
（5）光伏供电系统相关电路的绘制与分析。
（6）风力供电系统的控制单元、接口单元、可编程序控制器、传感器、智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试。
（7）风力发电机的输出特性测试。
（8）逆变器工作参数测试。
（9）逆变系统相关电路的绘制与分析。
（10）逆变负载的组建。
（11）监控系统组态界面的设计与操作。
（12）通信系统的相关参数设置与测试。
GZ-047 “风光互补发电系统安装与调试”赛项规程(高职组).docx
2016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”赛项规程一、赛项名称赛项编号：GZ-047赛项名称：风光互补发电系统安装与调试英语翻译：Installation and Commissioning of Hybrid Wind/PV Power Generating System赛项组别：高职组赛项归属产业：制造二、竞赛目的通过竞赛，检验和展示高职院校能源产业、加工制造、信息技术等相关专业教学改革成果以及学生的通用技术与职业能力，引领和促进高职院校与本赛项相关专业的教学改革，激发和调动行业企业关注和参与教学改革的主动性和积极性，推动提升高职院校的人才培养水平。
三、竞赛内容本竞赛由技能、综合素质二部分内容组成，其中技能部分占权重95%，职业素养部分占权重5%。
竞赛时间为4小时。
具体见表1。
表1 竞赛内容、时间与权重表（一）技能竞赛内容技能竞赛4小时,在KNT-WP01风光互补发电实训系统平台上进行。
竞赛内容涉及光伏供电装臵、光伏供电系统、风力供电装臵、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统的安装、接线、测试、编程、调试、故障排除、分析等实训考核以及职业素养考核。
根据任务书,完成以下操作内容:（1）光伏电池组件、投射灯、光线传感器的安装。
光伏电池伏安特性的测试。
（2）光伏供电系统的控制单元、接口单元、可编程序控制器、传感器、智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试。
（3）光伏电池组件对光跟踪的程序编制和测试。
（4）蓄电池组充放电工作参数的测试、保护电路测试。
（5）光伏供电系统相关电路的绘制与分析。
（6）风力供电系统的控制单元、接口单元、可编程序控制器、传感器、智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试。
（7）风力发电机的输出特性测试。
（8）逆变器工作参数测试。
（9）逆变系统相关电路的绘制与分析。
（10）逆变负载的组建。
（11）监控系统组态界面的设计与操作。
（12）通信系统的相关参数设臵与测试。
风光互补发电系统安装与调试(高职组) 答题纸(08)
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答题纸（08卷）工位号:比赛时间:2015年06月2．光伏电池组件开路电压和短路电流的测量表1 光伏电池组件开路电压和短路电流的测量数据光伏电池组件灯1和灯2亮灯1亮灯1亮且摆杆向东偏移处于限位位置开路电压（V）短路电流（A）开路电压（V）短路电流（A）开路电压（V）短路电流（A）1块2块并联2串2并4．简述问题（1）厂商在销售光伏电池板时，一般给用户提供光伏电池板的哪几个主要电参数？（2）在正常的工作条件下，随工作温度变化的光伏电池U-I特性曲线和P-U特性曲线如图3所示，简述光伏电池的开路电压和短路电流与工作温度的关系。
图3中的标幺值是物理量及参数的相对值即实际值与基准值之比；W/m2是光照度单位。
图3 相同光照度而不同工作温度的光伏电池组件特性（a）U-I特性；（b）P-U特性2．绘制S7-200 CPU226输入输出接口图图3 S7-200 CPU226输入输出接口图7．光伏电池组件的输出特性测试表5 摆杆垂直且灯1和灯2亮时的光伏电池组件输出电压和输出电流测量值组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W1 72 83 94 105 116 12表6 摆杆垂直且灯1亮时的光伏电池组件输出电压和输出电流的测量值组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W1 72 83 94 105 116 12表7 灯1亮且摆杆向东偏移处于限位位置时的光伏电池组件输出电压和输出电流的测量值组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W1 72 83 94 105 116 128．绘制光伏电池组件的伏安特性曲线和输出功率曲线图4 摆杆垂直且灯1和灯2亮时的光伏电池组件的伏安特性曲线和输出功率曲线图5 摆杆垂直且灯1亮时的光伏电池组件的伏安特性曲线和输出功率曲线图6 灯1亮且摆杆向东偏移处于限位位置时的光伏电池组件的伏安特性曲线和输出功率曲线9．计算与分析问题（1）填充因子是评价光伏电池组件性能的一个重要参数。
【精品】福建省风光互补发电系统比赛样题
“2014年福建省职业院校技能大赛”高职组风光互补发电系统安装与调试赛项样题一、竞赛设备赛项设备以“ZS-201A风光互补创新实训平台”为载体,平台由(1)、电源、数显仪表单元(2)、风光互补控制器模块（3）、监控模块(4）、PLC模块（5）、变桨偏航（6）、光伏跟踪接线模块（7）、蓄电池模块（8）、模拟电源、负载、整流模块（9）、离网逆变模块（10)、继电器模块（11)、偏航控制步进电机驱动模块（12）、光伏供电控制模块(13)、跟踪追日机构(14）、风速传感器机构（15）、风力发电模拟模块（16）、地面光伏电站模块构成,图1风光互补发电实训系统★现场每个工位备有2台电脑，两台电脑功能一致,选手可以自由使用.★任务的时间分配由选手自行分配，任务完成顺序也没有统一要求。
二、工作任务任务一：风光互补路灯设计（20分)福建省二级路准备安装一套功率为60W的风光互补LED路灯，路灯每天工作时间为10小时，备用时间为5天。
1、进行风光互补路灯电池板功率，蓄电池容量,风力发电机功率的设计.写出计算过程，列出详细的设备清单和主要的规格参数（WORD文档）；2、画出风光互补LED路灯的系统图和工程安装图,要求安装图必须标明太阳能电池板的方位角和倾斜角（CAD图)；3、将设计文档保存在E：\2014风光互补竞赛\风光互补路灯设计文档\。
任务二:风光互补LED路灯模拟系统搭建（5分)将（2）风光互补控制器模块，（7）蓄电池模块，（8）模拟电源、负载、整流模块(9）、离网逆变模块,（15）风力发电模拟模块（16）地面光伏电站模块通过接线组成一套交流220V的风光互补LED路灯模拟系统。
要求，接线的选择要正确,能通过风光互补控制器控制LED灯的亮、灭。
★本任务完成后举手示意，请现场裁判员进行现场验收评分。
任务三:太阳能电池板特性曲线测试（10分）图2根据图2，利用(1）电源和数显模块，（16）地面光伏电站模块，(8）模拟电源、负载、整流模块,(3）、监控模块组合构建太阳电池板的特性参数测试系统。
2017年全国职业技能大赛
2017年全国职业技能大赛
风光互补发电系统安装与调试赛项
竞赛答题纸A
工位号: 比赛日期: 2017年5月27日
比赛时间:
2017年5月
任务一：光伏电站的搭建1.光伏电站的输出特性测试
图1 2种情况下的功率特性曲线
图2 2种情况下的伏安特性曲线
/V /V
（1）PLC输出接口电路图绘制的绘制（2分）
（2）针对表1的数据，计算2号光伏电站的填充因子。
（1分）（要有计算公式和代入参数的计算过程）
任务二：风电场的搭建
表3 风力供电输出电压和输出电流测量值
/V
图4 风力供电功率特性曲线
4.回答问题
大赛设备中风力发电机是采用主动偏航还是被动偏航？简述风力发电机主动偏航和被动偏航在常见形式和应用场合的主要区别。
（1分）
任务三、风光互补运营
绘图题：试画出本实训系统逆变板的逆变主电路。
并进一步说明该逆变板采用何种SPWM调制技术，简述该调制技术工作原理。
（3分）。
2017 技能大赛 拟设赛题 高职 风光互补发电系统安装与调试 赛题
2017年全国风光互补发电系统安装与调试赛项竞赛任务书2017年4月选手须知：（1）任务书共22页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。
（2）竞赛时间共4小时，包括系统安装时间、接线时间、程序设计与系统调试时间、测试时间、分析时间、答题时间和提交成果时间等，参赛团队应在4个小时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，将各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2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，裁判长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。
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）。
2017 技能大赛 拟设赛题 高职 风光互补发电系统安装与调试 监控及能源信息化管理2
任务四：监控与能源信息化管理(20%)一、监控系统通信电缆的制作与接线（2分）1.通信电缆线的制作与接线焊接KNT-WP01型风光互补发电实训系统上的COM端口并与系统接线。
焊接光伏供电系统触摸屏通信线并与系统接线。
2.监控系统通信设置正确设置通信参数，完成监控系统的通信。
二、触摸屏组态功能设计与调试（4分）要求在光伏供电系统的触摸屏上设计下列二个界面，并要求在其中某个界面，能直接切换回另一个界面。
1．设计光伏控制单元界面要求：设计的光伏控制单元界面中，各控件名称与光伏供电系统中的光伏供电控制单元的按钮、急停按钮、指示灯的名称要对应、功能要一致（旋钮不设计）。
要求光伏控制单元界面的按钮布局、功能与实际面板一致。
按钮指示灯的状态与实际面板同步显示。
2．设计光伏发电系统监控界面要求：设计的光伏发电系统实时界面中，有光伏矩阵实时电压和电流、蓄电池实时电压和电流的显示。
三、上位机组态功能设计与调试（10分）设计要求：设计风光互补系统总控界面、供电系统监控界面、逆变系统监控系统等3个独立界面。
要求各个界面的界面名称、控件布局、颜色与要求界面一致，用中文标识。
各界面中相关按钮控件、位置控件、指示灯控件、下拉菜单等的名称必须用中文名称，图表、曲线、显示控件也应有中文名称及单位。
1.设计风光互补系统总控界面要求设计能源从2个光伏电站、1个风力电站，经蓄电池，再经逆变器到负载，风光互补系统总控界面如图10所示。
图10 风光互补系统总控界面示意图（1）设计风光互补系统总控界面，总控界面布局如图10所示。
要求在相关继电器动作时，界面上的相应触点能同步通断。
（2）设计风光互补操作控件。
在风光互补系统总控界面上设计风光互补启动/停止旋钮控件；设计投射灯1投入/切断旋钮控件，投射灯2投入/切断旋钮控件，轴流风机启动/停止按钮控件及变频器频率设定值及实际值显示控件；设计1号光伏电站运行指示灯控件、2号光伏电站运行指示灯控件、风力电站运行指示灯控件。
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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
答题纸（09卷）
工位号:
比赛时间:
2015年06月
1．光伏电池组件开路电压和短路电流的测量
表1 光伏电池组件开路电压和短路电流的测量数据
光伏电池组件
灯1和灯2亮灯1亮
灯1亮且摆杆向东偏移
处于限位位置
开路电压
（V）
短路电流
（A）
开路电压
（V）
短路电流
（A）
开路电压
（V）
短路电流
（A）
1块
2块串联
2串2并
4．简述问题
（1）光伏电池板并联旁路二极管的目的和作用是什么？
（2）在实训中，同学将KNT-WP01型风光互补发电实训系统的2块光伏电池组件串联时，把同极性端输出线连接在一起了。
灯1和灯2关闭，用性能良好的万用表测量该串联光伏电池组件的输出电压值为-0.71V；打开灯1，用性能良好的万用表测量该串联光伏电池组件的输出电压值为+13.5V。
请叙述可能的原因。
2．绘制S7-200 CPU226输入输出接口图
图3 S7-200 CPU226输入输出接口图
7．光伏电池组件的输出特性测试
表5 摆杆垂直且灯1和灯2亮时的光伏电池组件输出电压和输出电流测量值
组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W
1 7
2 8
3 9
4 10
5 11
6 12
表6 摆杆垂直且灯1亮时的光伏电池组件输出电压和输出电流的测量值
组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W
1 7
2 8
3 9
4 10
5 11
6 12
表7 灯1亮且摆杆向东偏移处于限位位置时的光伏电池组件输出电压和输出电流的测量值组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W
1 7
2 8
3 9
4 10
5 11
6 12
8．绘制光伏电池组件的伏安特性曲线和输出功率曲线
图4 摆杆垂直且灯1和灯2亮时的光伏电池组件的伏安特性曲线和输出功率曲线
图5 摆杆垂直且灯1亮时的光伏电池组件的伏安特性曲线和输出功率曲线
图6 灯1亮且摆杆向东偏移处于限位位置时的光伏电池组件的伏安特性曲线和输出功率曲线9．计算与分析问题
（1）填充因子是评价光伏电池组件性能的一个重要参数。
请根据表5和图4计算填充因子FF。
（2）在某光照度下，KNT-WP01型风光互补发电实训系统的可调变阻器获取了光伏电池组件的最大输出功率，如果光照度适当降低，要求可调变阻器仍然获取光伏电池组件的最大输出功率，那么如何调整可调变阻器的阻值？请结合表5、表6、表7的数据以及图4、图5和图6的曲线说明理由。