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1、2022年全国职业院校技能大赛“光伏电子工程的设计与实施”赛项（高职组）第一场任务书06第一部分竞赛须知一、竞赛纪律要求(一)正确使用设备与工具，严格遵守操作安全规范。(一)竞赛过程中遇到任何问题，必须向现场裁判举手示意，不得扰乱赛场秩序。(三)遵守赛场纪律，尊重监考或裁判人员，服从安排。二、职业素养与安全意识(一)完成竞赛任务，根据操作规范完成所有竞赛任务，注意用电安全。(一)保持竞赛工位、工作台表面整洁，工具摆放、零碎导线等处理符合职业岗位规范要求。(三)遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱护赛场设备及器材。三、竞赛过程中的扣分项(一)在竞赛过程中，因参赛选手个人操作不当导致设备破坏性损坏或
2、造成事故，扣5分，损坏两次及以上者将被取消竞赛资格。(二)禁止带电操作(用万用表检测电路或进行相关数值测量除外)，违反一次扣5分。(三)污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等违反职业规范的行为，扣5分，情节严重者将被取消竞赛资格。四、选手须知(一)竞赛分两天完成，第一天竞赛任务为光伏电子工程的设计与开发，第二天的竞赛任务为光伏电子工程的实施与调试。(一)本任务书仅为光伏电子工程的设计与开发的内容。任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向现场裁判举手示意，申请更换。（三）在比赛开始30分钟内，完成竞赛平台硬件、软件及竞赛材料的检查确认是否齐全，并填写现场下发的竞赛设备确认表；比赛开始30分
3、钟后收取竞赛设备确认表。(四)竞赛任务中所使用的各类软件工具都已安装至工作站，各类说明文件等都已拷贝至工作站的“桌面竞赛资料”路径目录，请各参赛队根据竞赛任务合理调配使用。(五)参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的竞赛任务，任务实现过程中形成的文件资料必须存储到任务书要求的指定位置，并及时保存竞赛成果，未存储到指定位置造成裁判组无法检查结果及评判的相应竞赛任务以0分计入总成绩。（六）相关答题内容，须按要求填入答题纸指定位置的请根据要求完成，若选手未按照要求完成，该部分成绩以。分计入总成绩。（七）比赛过程中，选手判定设备或器件有故障可举手向裁判示意提出更换；如果设备或器件经检测有故障，则当场更
4、换设备，此过程中（从选手举手示意开始到更换完成）造成的时间损失，经裁判长与现场裁判讨论在比赛时间结束后，对该小组进行相应的时间延迟补偿。如设备或器件经检测完好，属选手误判时，设备或器件的认定时间计入比赛时间。（八）在裁判长宣布竞赛结束后，选手根据裁判长的命令立即停止任何与比赛相关的操作，否则视为作弊，总成绩以。分计算。（九）比赛结束后，整理好当天的任务书并确认无缺页，放置于桌面上，不可带离赛场。（+）参赛选手提交的资料不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效。（+-）比赛结束后，现场下发的所有器材及纸质资料不得带离赛场，否则视为作弊。（+-）比赛结束后，务必按要求完成离场确认单及其它竞赛要
5、求的确认单填写。（十三）比赛结束后，工作站严禁关机，不得拆除硬件的连接，严禁对设备设置密码，务必保存设备配置。第二部分工程项目背景与任务概述一、工程项目背景某区域要建设光伏电站，当地光照条件优良，具有丰富的光照资源，项目要求合理设计光伏组件串并联，根据施工图纸完成光伏汇流箱内部器件安装接线以及箱体安装、光伏离网发电系统的系统搭建、光伏并网系统的搭建，实现光伏发电，并能够对光伏发电系统进行环境数据采集、电站运行监控及能量管理。二、任务概述及作品呈现要求智慧新能源实训系统V2.0,由硬件平台和软件平台两部分组成；硬件平台由光伏电子中心管控平台和工程环境模拟平台两部分组成；软件平台包括智慧新能源仿真
6、规划软件。根据任务需求在对应平台上完成对应任务。智慧新能源实训系统V2.0硬件外观如图2.2.1所示：图2.2.1智慧新能源实训系统V2.0(2)工程环境模拟平台方向示意如图2.2.2所示：模拟光源1模拟光源2图2.2.2工程环境模拟平台方向示意图(3)智慧新能源仿真规划软件如图2.2.3所示：第一天竞赛任务：光伏电子工程的设计与开发；要求对区域能源进行分析及规划，对具体的光伏工程进行系统设计，并完成相关电子设备及微电网功能的开发。任务概述及作品呈现要求表2.2.1所述。表2.2.1任务概述及作品呈现要求序竞赛任务任务概述作品呈现要求1任务一、光伏电子工程的设计与开发(一)能源分析与系统设计考
7、核选手对区域能源工程项目整体的项目需求分析、能源系统分析、产能分析、耗能分析、项目可行性分析、能源供电选址、系统设计等知识的掌握。L仿真规划软件中保存建立的方案信息。2.并生成可研报告。2(二)光伏电子设备开发考核选手对光伏电子设备的开发能力：要求选手基于光伏电子设备进行智能控制、数据采集、显示等功能开发。1 .光伏电子设备功能展示。2 .光伏电子设备检测报告。3（三）微电网系统功能的开发考核选手对光伏电子工程的本地控制及远程监控功能的开发能力：要求选手基于可编程控制器及组态软件进行数据采集与显示、系统监测控制、报表管理等功能的开发。L满足微电网站端本地监测功能的程序。2.满足微电网远程能量管
8、控功能的程序。4职业规范与安全生产职业规范与安全生产从选手在工作过程中体现的职业规范、团队协作、组织管理、工作计戈人团队风貌等方面的职业素养成绩。考核选手安全操作规程、团队协作、文明比赛、现场整洁有序等方面的职业素养。第三部分竞赛任务任务一、光伏电子工程的设计与开发（41分）（一）能源分析与系统设计（26分）1 .区域能源分析与排布（20分）拟在该岛屿建设由光伏发电、风力发电、浅层地热，生物质发电、蓄能为一体的光伏发电系统系统。通过光伏发电、风力发电的工程技术参数，分析能源单位面积装机功率；通过耗能需求分析，合理设计能源种类和容量；调试系统使其在供电不足天数、太阳能偏差、太阳能电站选址、太阳倾
9、角偏差、风能偏差、风能电站选址、储能容量及波动、弃电天数、生物质偏差、地热利用率、占地格数等相关参数上综合设计方案最优。系统设计方案在能源互联网仿真规划平台中实现。模型为“北海市斜阳岛”“试题6”。方案设计名称为“工位号例如方案名称“01”，表示工位号为01的方案设计。岛屿地形图如图3.1.1所示。图3.1.1岛屿地形图根据某岛屿的发展规划，每天实际用能负荷用电变化幅度为15%o其中提供空调制冷、制热的耗电量为18%（制冷制热能耗全部由浅层地热提供）。该岛屿年可提供生物质24100吨，每方格占地面积3650平方米。（1）光伏发电产能分析单位面积光伏电站功率分析：光伏电站电池组件面的面积约占站区
10、面积的31%左右，组件转换效率为17%,工程项目光伏发电系统整机转换率取78%；根据参数要求，在能源互联网仿真规划软件的“方案设计”中，设置单位面积光伏系统容量（KW）1设置方式如图3.1.2所示：图3.1.2光伏容量设置光伏组件最佳倾角分析：在仿真规划软件的“设计详情”中，查询光伏组件最佳日照时长对应的组件倾角，设置方式如图3.1.3所示：图3.1.3最佳倾角设置(2)风力发电产能分析单位面积风机容量选型：工程项目中，风力发电机组按照矩阵布置，技术参数见表3.1.1,同行风力发电机组之间距不小于3D(D为风轮直径)，行与行之间距离不小于5D,则在能源互联网仿真规划软件中，单位面积最适合安装表
11、311中哪种风力发电机型，并把额定功率值填写入“风力容量”中，设置方式如图3.1.4所示。表3.1.1技术参数xX型号指标、XNEFD-5KWNEFD-10KWFD10-20KWFD5-50KWFD10-100KWFD20-200KW额定功率5KW10KW20KW50KW100KW200KW启动风速(ms)333333额定风速(ms)101012121313安全风速(ms)404040505050风轮直径(m)67.81012.915.629图3.1.4风力容量设置单位面积风力发电系统输出功率：所选单位面积风力发电系统输出功率，与等效倍率的IKW风机功率与风速模型关系如下述表达式：当0vXv3
12、时，Qe)=O;任当3vXv8时，P(V)-(404.24-286.77%+60.5IAr2-2.3IAr3)；自当8vXv12时，P(V)-(13.36-450.87%+115.45X2-5.85f3)；自当12vXv14时,P(V)-(33.64+711.44Ar-85.7IX2+2.83AT3)；工程项目风力发电系统整机转换率取79%o(3)浅层地热产能分析浅层地热的产能，仅用于供冷制热耗能，不直接产生常规电力。本项目中浅层地热系统采用水平单沟双地热能电站，每天单位面积地热产生的能量为3160kWho根据区域能源需求说明，结合浅层地热系统的产能参数，在设计方案中进行浅层地热选址和容量规划
13、。(4)生物质产能分析本项目单位面积生物质电站每天消耗生物质约为3.67吨；生物质电站每天单位面积产生的能量为4383kWho根据区域能源需求说明，结合生物质系统的产能参数，在设计方案中进行浅层地热选址和容量规划。(5)区域能源综合规划与优化储能可采用多种储能方式(如飞轮储能，蓄水储能，电池储能等)相结合，用户设计储能时只需根据项目设置储能的容量大小即可，无需考虑效率转换问题和存储方式。储能系统容量设置合适，满足负荷变化要求，储能总容量小于10倍的平均每天耗电量；储能设置后，初始值为50%的能量存储。区域能源规划时，光伏发电容量与风力容量(功率)比例范围为025范围之间；在规划平台中土地类型有
14、工业用地、公共事业用地、荒地、农业用地、商业用地、住宅用地、其他等。根据区域土地使用要求，各能源站址选择如3.1.2所示。表312能源站址选择序号土地类型用途1工业用地生物质、地热、储能站2公共事业用地事业用地3荒地光伏发电、风能发电、生物质、地热、储能站4农业用地光伏电站、风能发电5商业用地商业用地6住宅用地住宅用地7其他光伏发电、风能发电、生物质、地热、储能站2 .光伏电子工程的系统设计(6分)(1)项目概况项目地位于德州，本项目采用拟采用定制光伏组件4块，安装方式为固定在单轴逐日支架上，光伏组件详细参数详见表3.1.3,项目地辐照量参数表，详见表3.1.4。表3.1.3光伏组件参数光伏组
15、件参数组件功率20Wp最大系统电压1000V开路电压22.32V短路电流1.2A工作电压18V工作电流1.1A功率公差+3%组件尺寸440*350*20mm表3.1.4德州辐照度参数月份辐照量(kWh/M)一月64二月80三月123四月143五月174六月155七月152八月136九月117十月97H-月67十二月56年总辐照量1364(2)离网光伏系统设计要求离网光伏系统，主要由太阳能电池、光伏控制器、蓄电池、离网逆变器等部件组成，参考表3.1.3、及光伏控制器相关手册、现场下发的纸质资料-竞赛答题卡项目可研报告中的相关要求，完成离网光伏发电系统光伏组件串并联设计。(3)并网光伏系统设计要求
16、网光伏发电系统，主要由太阳能电池、并网逆变器、隔离变压器组成，其并网方式分为全额并网和自发自用余电上网两种形式，参考相关器件手册及项目可研报告中的相关要求，完成并网光伏发电系统设计，并填写至项目可研报告中。(二)光伏电子设备的开发(15分)此阶段，选手作为光伏电子设备开发工程师，根据项目要求进行光伏电子设备开发调试,基于智能离网微逆变系统，需要对相关模块进行开发及调试；智能离网微逆变实训系统如图3.2.1所示：4I岑石图3.2.1智能离网微逆变系统1 .智能离网微逆变系统显示界面设计基于现场提供的触摸屏，制作五个界面，一个主界面和四个子界面。要求在主界面中制作四个按钮控件用于切换到四个子界面；
17、四个子界面分别命名为“设置界面”、“监控界面”、“修改界面”和“记录界面”，并在每个子界面中制作一个按钮控件置于左下角，控件命名“返回”，此按键功能为返回到主界面。(1) “设置界面”界面功能在“设置界面”界面制作三个控件，为“声音”、“亮度”、“体验触屏”，图形自定义。(2) “监控界面”界面设计“监控界面”界面中制作两个文本控件，要求显示逆变器输出电压和输出频率，电压值和频率要求取整，有对应单位；“监控界面”界面中制作制作两个仪表控件分别显示电压和频率，仪表旋转方向顺时针，起始角为180,终止角为0,电压仪表的起始值为100、终止值为230,频率仪表的起始值为45、终止值为65o(3) “
18、修改界面”界面设计在“修改界面”界面制作一个文本控件，命名为“输出电压”，文本控件后面制作一个输入框，要求输入范围在180230V;在“修改界面”界面制作一个文本控件，命名为“输出频率”，文本控件后面制作一个菜单控件，要求有50HZ和60HZ选项；在“修改界面”界面制作两个按钮控件，命名为“电压确定”和“频率确定”，图形自定义。(4) “记录界面”界面设计在“记录界面”界面制作一个“数据记录控件”，4行3列，首行显示“序号”、“项目”和“次数”，第一列与第二列显示如下表所示。表3.2.1数据记录控件显示模板序号项目次数1开机X2修改电压X3修改频率X(5) 能离网微逆变系统开发与调试(1)触摸
19、屏设置在“设置”界面要求“声音”控件按下时触摸屏声音关闭，再次按下时声音打开；“亮度”控件按下时弹出亮度调节滑动条，通过滑动滑动条能够改变触摸屏亮度；“体验触屏”控件按下时打开体验触屏功能。(2)数据采集与显示采集智能离网微逆变系统的输出电压和输出频率，并将采集值发送到触摸屏的“监控界面”界面显示；电压和频率的仪表控件可指针指示出输出电压和输出频率的位置。(3)输出电压控制要求在“修改界面”界面中制作的输入框中输入180230之间的数值，并且按下“电压确定”按钮，此时智能离网微逆变系统的输出电压调整为输入框输入的电压值。当输入电压值超过最大值时，提示“越界，最大值230”，当输入电压低于最小值
20、时，提示“越界，最小值180”要求在“修改界面”界面中制作的菜单控件中选择50HZ或60HZ数值，并且按下“频率确定”按钮，此时智能离网微逆变系统的输出频率调整为所选的频率值。(4)系统数据记录在“记录界面”中的“数据记录控件”上显示智能离网微逆变系统在运行中的数据记录；当每次智能离网微逆变系统信号源开机时，将“开机”的“次数”力口1；当智能离网微逆变系统修改输出电压时，将“修改电压”的“次数”力口1；当智能离网微逆变系统修改输出频率时，将“修改频率”的“次数”加1。(5)光伏电子设备调试基于现场提供的智能离网微逆变系统及配套的配件工具，对“1.智能离网微逆变系统显示界面设计”、“2.智能离网
21、微逆变系统开发与调试”所描述功能进行单机调试。注意：电脑和电路板用USB转TTL的下载器进行连接，为了避免两个电源同时上电产生的冲突，必须严格遵守以下上电顺序：下载器程序时，首先断开24V电源，程序下载成功后，再断开下载器，接上24V电源，最后再接上下载器。当天竞赛结束前，选手须将最终的单片机、触摸屏的所有工程文件及开发文件保存在电脑D盘中，且确认可正常运行，文件夹分别命名为“光伏电子设备触摸屏程序+工位号”、“光伏电子设备单片机程序+工位号”。(6) 件测试要求选手在调试过程中，按照现场下发的纸质资料竞赛答题卡光伏电子测量记录表的要求，对光伏电子设备进行测量及结果记录。（）微电网管控系统功能
22、的开发1.微电网站端监控功能的开发微电网站端监控采用可编程控制器为控制核心，通过触摸屏进行本地操作控制及数据监测。此阶段选手作为电气工程师，根据项目需求“I。分配表doc”（桌面竞赛资料）完成“（1）离网系统人机交互功能开发”、“（2）并网系统人机交互功能开发”、“（3）微电网站端控制功能开发”功能的开发及程序编写。并在竞赛结束前将所有工程文件及开发文件保存至电脑D盘中，且确认可正常运行，文件命名为“微电网站端监控功能程序+工位号”。（1）离网系统人机交互功能开发基于触摸屏制作离网相关的3个界面，“首页”、“PLC按键”、“状态显示”，上电后处于“首页”，在登录之后才可选择进入离网的“PLC按
23、键”和“状态显示”界面。除首页外每个界面设有返回按键，按下后能够返回到“首页”界面。“首页”界面的右上角设置退出按键，按下后弹窗提醒“是否要退出当前登陆账号”选择是，退出当前登录账号；选择否则关闭弹窗，不退出当前登录账号。“首页”界面：在本地控制触摸屏上采取操作等级登录制度，离网系统操作工账号登录后可进行本地离网光伏系统相关操作控制，并能查看当前离网光伏系统运行状态。要求操作工账号为：USer,密码为:123456oPLC按键”界面：含急停按钮、本地/远程切换开关、K1K8相关控件，分别对应表3.3.1的离网光伏系统本地控制功能。急停按钮采用图3.3.1图标。按下按钮，执行急停功能且按钮显示为
24、红色；再次按下按钮，急停功能取消且按钮显示为黑色；默认状态为急停按键为未执行状态。00图3.3.1触摸屏控件“急停”按钮示意图本地/远程切换开关采用图3.3.2图标。按下按钮，执行本地控制功能且按钮显示为左图；再次按下按钮，执行远程控制功能且按钮显示为右图；默认初始状态为本地控制功能状态。公V图332触摸屏控件“本地/远程”切换开关示意图K1K8采用图3.3.3图标。按下时显示左图，松开后显示为右图(松开后不改变按钮功能)；控件需标注对应编号。Il图3.3.3触摸屏KlK8按钮图标示意图“状态显示”界面：使用图3.3.4的图标设计状态显示灯，分别显示P2、P3、P4电表、所有传感器、智能离网微
25、逆变系统通讯状态若通讯正常显示蓝色信号状态，若不正常显示灰色信号状态。在状态显示界面中，需要显示离网光伏发电系统原理图，要求显示当前负载状态，显示颜色与负载一致，要求显示当前继电器/接触器状态，继电器吸合用绿色触头闭合表示，继电器断开用红色触头分开表示。D4指示灯工作时为绿色，不工作时为红色，器件需标注编号或名称。0区图334触摸屏状态显示灯图标示意图(2)并网系统人机交互功能开发基于触摸屏制作并网相关的3个界面，“首页”、“PLC按键”、“状态显示上电后处于“首页”，在登录之后才可选择进入并网的“PLC按键”、“状态显示”界面。除首页外每个界面设有返回按键，按下后能够返回到“首页”界面。“首
26、页”界面的右上角设置退出按键，按下后弹窗提醒“是否要退出当前登陆账号”选择是，退出当前登录账号；选择否则关闭弹窗，不退出当前登录账号。“首页”界面：在本地控制触摸屏上采取操作等级登录制度，并网系统操作工账号登录后可进行本地并网光伏系统相关操作控制，并能查看当前并网光伏系统运行状态。要求操作工账号为：user11密码为:123456;PLC按键”界面：含急停按钮、本地/远程切换开关、K1K7相关控件，分别对应表3.3.1的并网光伏系统本地控制功能。急停按钮采用图335图标。按下按钮，执行急停功能且按钮显示为红色；再次按下按钮，急停功能取消且按钮显示为黑色；默认状态为急停按键为未执行状态。图335
27、触摸屏控件“急停”按钮示意图本地/远程切换开关采用图3.3.6图标。按下按钮，执行本地控制功能且按钮显示为右图；再次按下按钮，执行远程控制功能且按钮显示为左图；默认初始状态为本地控制功能状态。图3.3.6触摸屏控件“本地/远程”切换开关示意图K1K7采用图3.3.7图标。按下时显示左图，松开后显示为右图（松开后不改变按钮功能）；控件需标注对应编号。图3.3.7触摸屏KlK7按钮图标示意图“状态显示”界面：使用图3.3.8的图标设计状态显示灯，分别显示P2、P3电表、单相电能表、双向电能表、所有传感器、并网逆变器通讯状态若通讯正常显示绿灯，若不正常显示红灯。在状态显示界面中，需要显示并网光伏发电
28、系统原理图，要求显示当前负载状态，显示颜色与负载一致，显示当前继电器/接触器状态，继电器吸合用绿色触头闭合表示，继电器断开用红色触头分开表示。D5指示灯工作时为绿色，不工作时为红色，器件需标注编号或名称。图338触摸屏状态显示灯图标示意图站端人机界面开发按钮的彩图请查看“桌面竞赛资料”文件夹中2022年“光伏电子工程的设计与实施”任务书图示。本地管理员账号：管理员为本地系统最高权限，可对可对并网光伏系统、离网光伏系统进行查看，控制；管理员账号登录后可选择进入离网和并网的“PLC按键”和“状态显示”界面；管理员账号登录后，“首页”界面的右上角设置退出按键，按下后弹窗提醒“是否要退出当前登陆账号”
29、选择是，退出当前登录账号；选择否则关闭弹窗，不退出当前登录账号。“退出”按钮旁边，显示“账号管理”按钮，点击账号管理可对光伏离网操作员、光伏并网操作员账号进行密码修改，再次点击“账号管理”按钮，可关闭账号管理；要求管理员账号为：admin.密码为:abcd1234o（3）微电网站端控制功能开发请进行可编程控制器程序的开发，实现微电网站端的控制功能：表3.3.1站端控制功能要求按钮功能说明离网光伏系统本地控制急停第一次按下急停按钮，关闭离网光伏系统所有功能；（不可停止并网光伏系统运行。）第二次按下急停按钮，系统不可恢复到急停前的状态。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能J本地/远程切换开关本
30、地/远程系统运行切换开关，该按钮作用为本地控制和远程控制切换，功能要求如下：切换开关箭头向上，切换到本地控制模式，触摸屏K1K8按钮有效，远程控制无效；切换开关箭头向下，切换到远程控制模式，触摸屏K1K8按钮无效，远程控制有效；（急停按钮不在此开关锁定范围内o）K1第一次按下K1,启动直流负载自检：需要直流负载按照2Hz频率，依次循环运行直流红灯、直流黄灯、直流绿灯、蜂鸣器，运行时只开启一个负载；第二次按下K1,停止直流负载自检。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）K2（Kl直流负载自检结束后，K2按钮有效，未进行或未结束K2无效）第一次按下K2,离网光伏发电系统光伏控制器光伏输入投入
31、；第二次按下K2,离网光伏发电系统蓄电池输入投入；第三次按下K2,直流负载以IHZ频率，依次循环运行直流绿灯、直流红灯、直流黄灯蜂鸣器，运行时只开启一个负载；第四次按下K2,停止直流负载工作。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）K3第一次按下K3,模拟光源灯1,灯2打开，模拟摆杆自东向西运行，运行至东西限位处循环往返运行；第二次按下K3,模拟光源灯保持开启，光伏组件逐日运行；光伏组件逐日过程中，直流黄灯按照2Hz频率闪烁预警；当光伏逐日运行到最佳光照度位置时，停止逐日，直流黄灯停止闪烁，此时直流绿灯常亮；第三次按下K3,关闭以上所有功能。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）K4
32、第一次按下K4,直流绿灯运行；第二次按下K4,直流绿灯关闭。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）K5第一次按下K5,直流绿灯运行；第二次按下K5,交流黄灯运行；第三次按下K5,减少输出电压为110V;第四次按下K5,关闭以上所有功能。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。未要求关闭，已开启的负载不关闭。）K6第一次按下K6,运行模拟光源灯1；第二次按下K6.关闭模拟光源灯1,运行模拟光源灯2;第三次按下K6,运行模拟光源灯1及模拟光源灯2；第四次按下K6.关闭模拟光源灯1及模拟光源灯20（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）K7第一次按下K7,开启模拟光源灯1、模拟光源灯2,
33、判断此时光照位置；若光源位置偏东，则直流红灯按照IHZ频率闪烁3次；若光源位置偏西，则直流黄灯按照IHZ频率闪烁3次；若此时正好处于最佳光照角度，则直流绿灯常亮，3秒后自动关闭直流绿灯；光源位置判断结束后，模拟摆杆自东向西运行，运行至东西限位处循环往返运行；光伏组件开始跟踪逐日；逐日过程中，当组件首次追踪到最佳光照角度时，保持开启离网光伏系统蓄电池充电功能，并保持逐日。第二次按下K7,关闭上述功能。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）K8第一次按下K8,判断此时天气，根据天气开启对应功能或负载；若天气为雨天，则直流红灯常亮；若天气为阴天，则直流黄灯常亮；若天气为晴天，则直流绿灯常亮；天
34、气为雨天、阴天时，开启蓄电池供能功能，交流黄灯和交流蓝灯运行；天气为晴天时，开启离网光伏系统蓄电池充电功能。（模拟光源灯1灯2均未开启是雨天，模拟光源灯1或灯2只开1个灯是阴天模拟光源灯1和灯2都开启是晴天）。第二次按下K8,关闭如上功能。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）并网光伏系统本地控制急停第一次按下急停按钮，关闭并网光伏系统所有功能；（不可停止离网光伏系统运行。）第二次按下急停按钮，系统不可恢复到急停前的状态。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）本地/远程切换开关本地/远程系统运行切换开关，该按钮作用为本地控制和远程控制切换，功能要求如下：切换开关箭头向上，切换到本地
35、控制模式，触摸屏K1K7按钮有效，远程控制无效；切换开关箭头向下，切换到远程控制模式，触摸屏K1K7按钮无效，远程控制有效；（急停按钮不在此开关锁定范围内o）K1第一次按下K1,进行市电供电功能检测：由市电给交流负载供电，交流黄灯闪烁运行，闪烁频率为1Hz；第二次按下K1,关闭上述功能。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能）K2第一次按下K2,启动自发自用余电上网光伏发电模式，打开所有交流负载，直流黄灯闪烁作为自发自用余电上网指示灯，闪烁频率为2Hz;第二次按下K2,关闭并网光伏发电系统及其指示灯。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）K3第一次按下K3,打开交流风扇开关；第二次按下
36、K3.关闭交流风扇开关。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）K4第一次按下K4,启动市电供电模式；第二次按下K4,所有交流负载运行；第三次按下K4,所有交流负载关闭。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）K5第一次按下K5,判断当前光伏侧出力情况，满足并网条件时，启动光伏并网逆变器，运行自发自用余电上网模式；如果出力情况不满足并网条件，直流红灯常亮；第二次按下K5,停止出力情况判断，并关闭已运行的发电模式。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）灯K6“孤岛效应”的发生会产生严重的后果，会威胁到电力供电线路的维修，K6作为防孤岛保护按钮，实现如下功能：第一次按下K6,并网系统
37、开始实时监测市电，当检测到此时无市电电压时，自动断开并网逆变器光伏输入开关、并网逆变器输出开关、市电开关，蜂鸣器运行报警。第二次按下K6,关闭以上监测功能，且恢复系统监测前的运行状态。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）K7光伏电站运行须考虑其经济性，K7作为经济运行调节按钮，实现如下功能：第一次按下K7,若此时光照强度最佳时，运行全额并网模式；若此时光照条件较差，运行自发自用余电上网模式，运行交流风扇；若此时没有光照，则采用市电供电，运行所有交流负载；第二次按下K7,关闭以上功能。（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。）（光照条件最佳为灯1灯2同时打开；光照条件较差为仅开灯1或灯
38、2;没有光照大1灯2关闭，以上状态光源需垂直与光伏组件。）注：L上文中“打开XX负载开关”，指仅打开开关，不需要接入能源；“XX负载运行/常亮/亮/闪烁”则需要接入能源，负载能够运行。2 .K1K8按钮的初始状态均未执行任何功能。3 .智能离网微逆变系统电源输入顺序要求：先接入信号源电源，再接入功率源电源；电源关闭顺序要求：先关闭功率源电源，再关闭信号源电源。2.微电网远程监控功能的开发此阶段选手作为电气工程师，须通过计算机，在组态软件上进行微电网离网和并网的远程监控功能的开发，实现系统的数据采集、显示与过程控制等功能。并在竞赛结束前将所有开发文件保存至电脑D盘中，且确认可正常运行，文件命名为
39、“微电网离网远程监控功能程序+工位号”“微电网并网远程监控功能程序+工位号”。具体远程监控功能如下：(1)离网光伏系统的远程监控系统开发登录界面远程监控系统运行后，首页为登陆界面。建立账号名为“Lwczg”，密码为“123456”；设有4位验证码显示；点击“登录”按钮后，若账号、密码和输入的验证码正确，则打开“顶部窗口”和“操作界面”；若账号、密码和验证码有未输入点击“登录”后，则弹窗提示“有账号、密码或验证码未输入，无法登录”；若账号、密码和验证码均有输入，但有错误点击“登录”后，则弹窗提示“有账号、密码或验证码错误，无法登录”。顶部窗口顶部窗口能在任意界面中显示(除登录界面)；顶部窗口显示
40、年、月、日和星期；顶部窗口中制作一键退出控件，能够实现一键退出远程监控系统，当退出监控系统时将关闭PLC所有输出；顶部窗口中使用指定图标制作界面切换控件，能实现在除登录界面以外所有界面的界面切换，使用图3.3.9控件。图339离网远程监控系统界面切换控件操作界面操作界面有系统图与操作盘两个部分；系统图将显示离网光伏系统原理图，操作盘将显示对于离网光伏系统原理图中所有继电器和接触器的控制，具体控制内容见操作盘按钮功能。操作盘：操作盘为弹出式窗口，可移动；使用图3310控件图标制作每个继电器或接触器的控制控件；使用图3311控件图标制作急停控件，按下PLC停止所有输出，松开按钮急停复位。图3.3.
41、10离网系统继电器/接触器控件图3311急停按钮图系统图：使用图3.3.12控件画出系统图，须包含所有离网光伏系统中涉及的继电器、接触器、直流负载、交流负载、能源、光伏控制器、离网逆变器和离网指示灯，器件需标注编号或名称。要求动态显示光伏发电系统的控制开关动作、能源流向、负载的运行，且与设备运行情况一致，直流负载显示对应颜色条纹作为直流灯开启指示，闪烁作为蜂鸣器开启指示。效果请查看“桌面竞赛资料”文件夹中2022年“光伏电子工程的设计与实施”任务书图示。维电器展能器光伏控制器/逆变器/能源图3.3.12离网光伏系统系统图器件监视界面制作下拉框，内容包括设备上所有的电压电流组合表；制作显示框，要
42、求仅显示下拉框中被选对象的数据：实时显示交流电压电流组合表的电压、电流、功率及频率的数值，并标注的正确单位。实时显示直流电压电流组合表的电压、电流、功率的数值，并标注的正确单位。效果如图3.3.13所示。图3313监视界面选择不同器件案例演示记录界面使用专家报表控件记录所有负载和离网逆变器的各类事件，报表表头为“时间”、“对象”和“类型”“时间”为事件触发的时间；“对象”为事件触发的对象；负载事件类型包括“开启”事件和“关闭”事件；离网逆变器的事件类型包括“开启”事件、“关闭”事件、“逆变改变”事件；“开启”事件以设备正常运行为准；“逆变改变事件为离网逆变器的电压或频率逆变参数发生改变；当有事
43、件触发时，将新事件的时间、对象和类型插入一行。（2）并网光伏系统的远程监控系统开发登录界面远程监控系统运行后，首页为登陆界面。建立账号名为“bwczg”，密码为“123456”；设有4位验证码显示；点击“登录”按钮后，若账号、密码和输入的验证码正确，则打开“顶部窗口”和“操作界面”；若账号、密码和验证码有未输入点击“登录”后，则弹窗提示“有账号、密码或验证码未输入，无法登录”；若账号、密码和验证码均有输入，但有错误点击“登录”后，则弹窗提示“有账号、密码或验证码错误，无法登录”。顶部窗口顶部窗口能在任意界面中显示（包括登录界面）；顶部窗口显示当前时间，格式为“XX日XX月XX年/（上午或下午）
44、XX时XX分/星期X”，日期中“年”仅取年份后两位，时间采用上下午12小时制，如2022年1月25015时30分显示为“25日01月22年/下午03时30分/星期二”；顶部窗口中制作一键退出控件，在登录后显示，能够实现一键退出远程监控系统，当退出监控系统时若并网光伏系统能正常运行并处于并网发电状态，则不关闭PLC输出，否则将关闭PLC所有输出；顶部窗口中使用指定图标制作界面切换控件，在登录后显示，能实现在除登录界面以外所有界面的界面切换，界面切换后将弹窗提示欢迎进入该界面，如“欢迎进入操作界面”，使用图3.3.14控件。图3314并网远程监控系统界面切换控件操作界面操作界面有系统图与操作盘两个
45、部分；系统图将显示并网光伏系统原理图，操作盘将显示对于并网光伏系统原理图中所有继电器和接触器的控制，具体控制内容见操作盘按钮功能。操作盘：操作盘为弹出式窗口，可移动；操作盘中使用图3.3.11图标制作急停按钮，按下PLC停止所有输出，松开按钮急停复位。操作盘中使用“下拉框控件”设置控制模式，控制模式分为“正常作业”和“调试作业”。“正常作业”和“调试作业”两个模式的控件不能同时显示。当处于“正常作业”模式时，可以通过选择框开启/关闭相应的发电方式（全额并网运行、自发自用余电上网运行、仅市电供电运行）三种发电方式为单选；开启/关闭相应的负载开关（交流蓝灯、交流黄灯、交流风扇）三个负载开关为单选。效果如图3.3.15。点击新项目会关闭前一个开启的项目。全额并网运行。交流海灯区自发自用余电上网运行交滂黄灯仅市电供电运行。交流风扇图3.3.15“正常作业”模式效果图当处于“调试作业”模式时，可以通过如图3.3.16的按钮开启/关闭并网光伏系统中每个继电器及接触器。图3.3.16“调试作业”模式效果系统图：使用图3317控件画出系统图，须包含所有并网光伏系统中涉及的继电器、接触器、交流负载、能源、并网逆变器和并网指示灯，器件需标注编号或名称。要求动态显示光伏并网系统的所有器件及控制开关动作、能源流向、负载的运行；且与设备运行情况一致。效果请查看“桌面竞
