专题与综述Topics and reviews
风光互补发电实训系统教学实验平台设计
高登升，于振波（滨州市技师学院，滨州 256500）摘要：在高校建设集风能与太阳能互补发电、能源匹配、分布式能源集成优化与实现、能量储存与管理、能量传输于一体的工程型实训平台，对于提高电气工程专业学生跨专业系统地解决复杂电气工程的专业人才培养有着重要意义。关键词：风光互补发电；实训系统；教学实验；平台设计中图分类号：TM76 文献标识码：A文章编号：2095-87（2019）07-0059-02
0 引言我国早已提出对于深化教学改革，优化人才培养的相关要求，其中特别强调要大力加强实践教学，切实提高大学生的实践能力。工程型实训平台对于提高电气工程专业学生跨专业系统地解决复杂电气工程的专业人才培养有着重要意义1 风光互补发电实验平台原理与组成风光互补发电实验平台是在室内模拟自然环境中工作条件变化而进行能量转换，电能储存，能量质量智能管理。结构图如图1所示。图1 风光互补发电实验平台结构
实验平台主要由光伏发电模块、风力发电模块、蓄电池、风光互补控制器、逆变器、能量监控系统、交直流负载组成。各模块间输入输出集成在主控制台之上，学生可通过修改操作台上接口间连线改变整套系统工作状态、有机集成系统、灵活调配功能，以便操作人员自主选择所需状态进行学习与研究[1]。1.1 光伏发电模块
实验平台由可调卤素灯模拟实际光源，将两组由两块25 W的太阳能电池板串联使用将光能转化为电能，采集产生的电能进入控制器中通过改变功率开关的开通占空比进行最大功率控制。
图2 不同光照强度下的太阳能电池板I-V及P-V特性曲线
太阳能电池与常规蓄电池不同，并非稳定的恒流源或恒压源，它属于一种不稳定的非线性直流电源，输出电压受到光照强度与外界温度的影响。改变光源的光照强度S可得到不同光照强度下光伏电池的I-V与P-V特性曲线如图2所示。
由于卤素灯功率很高，产热能力很强所以不能忽略温度对于太阳能电池板发电的影响，以同一光照强度S=500 W/m2照射太阳能电池板得到不同温度下光伏电池的I-V与P-V特性曲线如图3所示。
图3 不同温度下的太阳能电池板I-V及P-V特性曲线综合图2和图3光伏阵列在不同外界条件下的特性曲线可知，温度与光照强度对光伏阵列的输出电压电流有很大影响，且会改变输出功率。根据其P-V特性曲线可知光伏阵列在每个光照强度与温度的组合下都有一个最大输出功率点即dP/dU=0。因此综合几种常用太阳能最大功率跟踪算
法，如恒电压控制法、扰动观测法、导纳增量法等，可选用导纳增量法作为系统的MPPT算法。由P=U×I可得，dP/dU=I+U×dI/dU，当dI/dU=-I/U时，dP/dU=0即得到太阳能电池的功率最大值。在导纳增量法中令步长为n×abs(dP/dU)，通过实际工作数据找到合适常量n即可实现对其最大功率的追踪。
图4光伏阵列“逐日”系统框此外，光伏阵列固定于双轴电机之上随电机转动改变朝向，控制板比较光辐射强度控制双轴电机横向或纵向转动，自动跟踪光源强点，提高光伏板受光面积使光伏阵列接受到模拟光源的光辐射强度达到最大，图4为逐日系统框图。同时在上位机的软件中，学生可以通过改变光敏强度，改变驱2019.7·今日自动化 59
Topics and reviews专题与综述
城市轨道交通车辆制动系统的特点及发展趋势刍议
韩春，周江
（南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司，南京 211800）
摘要：城市轨道交通车辆的制动系统非常重要，它属于机械结构的一种，能够使得车辆正常运行，保障人员的安全。特别是进入新时期之后，我国的城市轨道交通事业发展非常迅速，在某种程度上，也促进了当前社会经济的进一步发展。而制动系统作为其中最重要的部分，会直接影响到车辆在行驶过程当中的安全和舒适程度以及人员的安全性和舒适性，所以必须要引起十分的重视。文章就城市轨道交通车辆制动系统的特点及发展趋势做简要探讨。关键词：城市轨道；交通车辆；制动系统；发展趋势中图分类号：TM76 文献标识码：A文章编号：2095-87（2019）07-0060-02
0引言
现如今的城市建设进程在不断加快，城市当中车辆的实际运行速度也变得越来越快，这要求车站间的距离不断的缩短，也就对于城市轨道交通的车辆制动系统就提出了更加严格的要求。因此现如今要能够在新型的技术之下，帮助城市交通轨道制动系统进行进一步的完善。
是处于落后的状态，因为这一系统主要是能够控制轨道车辆的运行，处理各种有关于制动上的指令，能够保障车辆在运行过程当中的安全性。而轨道交通是在19世纪发展起来的，具有环保、快速、安全等特点，但是在现如今的城市发展过程当中，会受到交通等问题的制约，所以为了能够妥善的解决这一问题，要加强城市轨道交通的实际建设工作，要通过维护制动系统来保障这些轨道交通车辆能够正常运行[1]。
1 城市轨道交通车辆制动系统的概述
对于我国而言，城市轨道交通车辆的制动系统发展还动控制模块的灵敏度。通过观察不同灵敏度下电机的“逐日”效果，学生可对光伏阵列输出电压电流分析此时输出功率，对光敏强度进行调整以达到最大输出功率[2]。1.2 风力发电模块
图5是风力发电模块的整体框图，本实验平台采用轴流风机模拟自然风，带动风力发电机使机械能转化为电能。风力计采集轴流风机风速信号经A/D转换为数字信号传输到上位机中通过软件显示。轴流风机可调风速为0～25 m/s，风力发电机为600 W水平轴风力发电机。风机产生的电能经整流输出较为稳定的直流电能供直流负载使用，多余的电能储存在控制台中的蓄电池内。
哨所及自然资源较为丰富的地区这种小型离网发电系统使用较为广泛。学生需根据实验原理自行设计电路，使发电侧、逆变器、储能系统、负载形成完整回路，实现对负载的离网供电。在过程中记录发电参数、输出电气参数、负载运行状态等，综合评价离网逆变器转化效率与离网发电的质量[3]。
3 结束语
电气工程学院于2016年修订了电气工程专业本科培养计划，把“培养解决复杂工程问题的能力”作为新的培养目标之一。为落实新的培养目标，制定了一系列措施:进一步优化课程和实验实践体系，加大学生实验实践环节培养力度，将优秀科研成果转化成为教学资源，加强贴近工程的综合性实验建设等。基于此为解决实验体系教学中存在基本理论和学术前沿理论不够突出，实验教学知识体系和实验教学内容更新较慢，教学方法急需改进与丰富等问题。我校自主设计研发了风光互补发电实验平台，实现了风光互补发电及其MPPT控制，并对平台可开展的实验进行
图5风力发电模块
了一定设计，是一种多功能综合性的风光互补发电实训教学实验平台。对丰富实验教学知识体系和实验教学内容以培养学生综合利用所学知识解决实际工程问题的能力有着重要意义。
2 基于实验平台所开展的实验
2.1 外界条件对能量转换的影响实验
太阳能与风力发电作为当下解决世界能源问题的关键一直受到广泛的关注，其中能量的转换效率是制约其发展的根本因素。因此需开展相关实验，模拟实际环境中光伏、风力发电的运行条件，改变外界因素观察能量转化效率的变化，分析原因找到其变化规律。使学生通过实验掌握光伏、风力发电的基本原理，了解影响发电效率的根本因素，为今后进一步的研究打下基础。2.2 系统的离网运行实验
风光互补发电系统的离网运行即将光伏阵列与风力发电机所产生电能作为发电源端，为负荷单独供电。在边防
参考文献[1]
李源启.风光互补发电系统中最大功率跟踪控制策略研究[D].兰州:兰州理工大学,2017．
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刘艳.可再生能源与新能源国际科技合作计划启动[C]//节能减排论坛——福建省科协学术年会卫星会议论文专刊,福建省能源研究会,2008．
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孙长海,文贤萌,陈百通,等.风光互补发电实训系统教学实验平台设计[J],实验室科学,2019(1):41-44.
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