1高职风光互补发电系统安装与调试国赛.docx

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1高职风光互补发电系统安装与调试国赛

2015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：

GG-028

赛项名称：

风光互补发电系统安装与调试

英语翻译：

InstallationandCommissioningofHybridWind/PVPowerGeneratingSystem

赛项组别：

高职组

赛项归属产业：

能源产业类、新能源产业类、加工制造类、信息技术类

二、竞赛目的

通过技能竞赛，考核学生光伏发电系统和风力发电系统的安装、调试和维护综合实践能力和创新能力，测试学生分析问题、解决问题能力，以及团队协作、安全意识、心理素质等职业素养。

展示高职学校新能源技术应用专业及相关专业的教学改革和实践成果，对职业教育课程改革起到引领作用，促进高职学校紧贴新能源产业发展与需求，为社会培养新能源产业技术技能型人才。

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%，综合素质部分占权重5%。

竞赛时间为6小时。

具体见表1。

表1竞赛内容、时间与权重表

竞赛内容

竞赛时间（小时）

所占权重（%）

技能部分

6

95

综合素质

5

（一）技能竞赛内容

技能竞赛6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、可编程序控制器的程序设计与调试、故障排除、焊接、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）蓄电池组的安装、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）风力发电机的安装。

（7）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。

（8）风力发电机的输出特性测试。

（9）逆变器工作参数测试。

（10）逆变系统相关电路的绘制与分析。

（11）逆变负载的组建。

（12）监控系统组态界面的设计与操作。

（13）通信系统的相关参数设置与测试。

（14）功能模块的焊接与调试。

（15）光伏发电过程中的故障排除。

（16）风力发电过程中的故障排除。

1.光伏供电装置

（1）参赛选手根据任务书中的工程设计施工方案要求，将大赛提供的光伏电池组件、投射灯、光线传感器、二维运动机构、减速箱、摆杆支架等器件与设备组装成光伏供电装置。

（2）将光伏电池组件串联、并联、串并联，检测开路电压和短路电流，分析光伏电池组件工作电压特性。

（3）分析光线传感器的工作原理。

2.光伏供电系统

（1）参赛选手根据任务书中的工程设计施工方案要求，将大赛提供的光伏供电控制单元、DSP核心单元、信号处理单元、接口单元、可编程序控制器、触摸屏、直流电压表、直流电流表、蓄电池组、负载、按钮、继电器、断路器等器件与组件安装在“光伏供电系统”网孔架内（接线排和走线槽已经安装好）。

（2）根据工程设计施工要求，完成光伏供电系统的布线和接线。

（3）根据可编程序控制器输入输出端口的定义，编制光伏电池组件跟踪光源的程序。

（4）通过触摸屏设置蓄电池充放电参数，实现光伏电池组件对蓄电池组的充放电过程。

利用示波器检测蓄电池充放电过程以及保护过程的波形并进行分析。

（5）改变光伏电池组件的负载大小和投射灯的光照度，检测光伏电池组件的输出电压和电流，绘制光伏电池组件的伏安特性曲线和输出功率曲线。

分析光伏电池组件的非线性输出特性和MPPT特性。

（6）正确识别和选取元器件，焊接光伏供电系统的控制电路或传感器电路模块。

利用焊接的模块实现风光互补控制。

（7）完成光伏供电系统与后台监控系统的通信，实现监控系统遥测和遥控光伏供电系统的运行状态。

（8）绘制光伏供电系统相关电路图并分析。

（9）光伏发电过程中的故障排除。

3.风力供电装置

（1）风力发电机的安装。

（2）模拟风场的安装。

（3）被动偏航机构的安装。

4.风力供电系统

（1）风力发电机输出特性的测试。

（2）模拟风场的控制与调试。

（3）被动偏航的控制与调试。

（4）完成风力供电系统与监控系统的通信。

（5）风力发电过程中的故障排除。

5.逆变与负载系统

（1）参赛选手根据任务书中的工程设计施工方案要求，将大赛提供的DSP核心单元、DC-DC升压单元、全桥逆变单元、交流电压表、交流电流表、触摸屏、变频器、交流电动机、LED显示模块等器件与组件安装在“逆变与负载系统”网孔架内（接线排和走线槽已经安装好）。

（2）根据大赛所提供的逆变与负载系统电气原理图和接线图，完成逆变与负载系统的布线和接线。

（3）后台监控系统中设置SPWM、H桥死区、输出电压、频率等参数，利用示波器测量逆变器输出电压、电流、频率等参数并分析。

（4）将变频器和交流电动机组成交流调速系统，实现调速功能。

（5）完成逆变与负载系统与后台监控系统的通信，实现监控系统遥测逆变系统的运行状态。

（6）绘制逆变与负载系统相关电路图。

分析逆变与负载系统安装与调试过程中的有关赛点问题。

6.监控系统

（1）利用组态软件在将监控系统中完成光伏供电系统、风力供电系统、逆变与负载系统界面的设计，分别显示光伏供电系统、风力供电系统、逆变与负载系统的运行状态。

（2）设计光伏发电采集报表，记录光伏组件和风力发电机输出电压、电流；逆变与负载系统的逆变输入电压、输入电流、逆变输出电压、电流、频率等数据。

利用记录的光伏组件输出电压和电流数值，输出光伏组件的输出特性曲线。

利用记录的风力发电机的输出电压和电流数值，输出风力发电机的输出特性曲线。

7．职业素养考核

（1）现场操作安全保护：

应符合安全操作规程。

（2）操作岗位：

工具摆放、工位整洁、包装物品与导线线头等的处理符合职业岗位标准，节约电气耗材。

（3）团队合作精神：

应有合理地分工，团队配合紧密。

（4）参赛纪律：

参赛选手遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱惜赛场的设备和器材。

四、竞赛方式

1.本赛项为团体竞赛，每支参赛队由3名竞赛选手组成，性别不限，同一个参赛队的选手必须为同一所学校，不允许跨校组队。

2.竞赛采用技能操作方式进行，技能竞赛在KNT-WP01型风光互补发电实训系统平台上进行，由3名选手合作完成技能竞赛任务书给定的任务。

3.本次竞赛不邀请国际团队参赛,欢迎国际团队观摩。

五、竞赛流程

竞赛流程包括竞赛日程和内容，请见表2。

表2竞赛日程与内容

竞赛日程

内容

地点

第一天

12:

00前

接站、报到、安排住宿

驻地

13:

30-14:

30

领队会（抽签确定竞赛场次和检录顺序号、赛前说明）

会议室

14:

30-15:

00

选手熟悉竞赛场地

赛场

15:

30-16:

30

开赛式

报告厅

17:

00-18:

00

返回驻地、晚餐

驻地

第二天

6:

00-6:

40

早餐

驻地

6:

40

第一场选手集合上车

驻地

7:

30-8:

00

第一场技能竞赛，按领队会抽取的第一场检录顺序，对选手检录，用身份牌换取一次加密号，凭一次加密号换取二次加密号，进场待考

裁判长在监督组监督下从三套题中随机抽取一套作为第一场比赛用试题

赛场

8:

00-14:

00

第一场技能竞赛选手正式竞赛，过程裁判按评分标准评判

赛场

14:

00-17:

00

第一场技能竞赛裁判组现场评判，按工位号顺序（即二次加密号）评判

赛场

17:

00-19:

30

设备恢复、测试

赛场

第三天

6:

00-6:

40

早餐

驻地

6:

40

第二场选手集合上车

驻地

7:

30-8:

00

第二场技能竞赛，按领队会抽取的第二场检录顺序，对选手检录，用身份牌换取一次加密号，凭一次加密号换取二次加密号，进场待考

裁判长在监督组监督下从二套题中随机抽取一套作为第二场比赛用试题

赛场

8:

00-14:

00

第二场技能竞赛选手正式竞赛，过程裁判按评分标准评判

赛场

14:

00-17:

00

第二场技能竞赛裁判组现场评判，按工位号顺序（即二次加密号）评判

赛场

17:

00-19:

30

裁判组在监督组监督下统一解密、统计成绩，并由监督组复核，报执委会审核。

最终确定成绩

会议室

第四天

9:

00-10:

00

闭幕式，公布成绩、赛项点评

报告厅

11：

30-

午餐、返程

驻地

六、竞赛试题

1.本赛项公开样题，样题将在竞赛前一个月在全国职业技能大赛官网上公布。

2.由专家组负责建立试题库，试题库不少于10套试题，由赛项专家组在赛前委托命题人员，并签署保密协议，命题人员根据竞赛规程给出的知识点、技能点及其相关要求命题，签字封存后送大赛保密室。

3．赛前在监督组监督下，由裁判长抽取试题库中三套题作为正式竞赛用题及备选赛题。

第一场竞赛从三套题中随机抽取试题比赛，第二场竞赛从二套试题中随机抽取试题比赛。

七、竞赛规则

1.参赛选手报名

（1）以省、自治区、直辖市（以下简称省）为单位组织报名通过全国职业院校技能大赛网络报名系统统一进行。

（2）根据预报名的名额确定正式参赛的名额，每省原则上不超过2支参赛队。

组织省级选拔赛的省份，经全国大赛执行委员会备案，在条件许可的情况下可增加1支参赛队名额。

（3）每支参赛队由3名同校学生组成，须为2015年在籍高职学生、本科院校中高职类全日制在籍学生、五年制高职四、五年级在籍学生，性别不限，其中队长1名，高职组参赛选手年龄须不超过25周岁（即1990年7月1日及以后出生）。

每队设配备2名指导教师。

2.熟悉场地

（1）参赛选手应在竞赛日程规定的时间内熟悉竞赛场地，选手可进入竞赛场地及工位体验。

（2）参赛队熟悉技能竞赛场地后，认为所提供的设备、工具等不符合竞赛规定或有异议时，必须在2小时内由领队提出书面报告送交竞赛仲裁组提请组委会安排整改，超过时效将不予受理。

3.检录与加密解密

（1）检录：

正式竞赛前，参赛队按领队抽签顺序分批次参加检录，选手必须携带身份证、学生证、参赛证（简称三证）。

三证不全者原则上不能通过检录，特殊情况须经所在省教育厅、公安机关出具有效证明。

（2）加密：

通过检录的选手取得一次加密号牌，加密号由选手亲自抽取，一次加密裁判统计制表签字交保密室封存；然后选手用一次加密号换取二次加密号牌，同样由选手亲自抽取，由二次加密裁判统计制表交保密室封存。

二次加密号即工位号。

（3）解密：

根据工位号评判成绩后，经过一次解密、二次解密，确定参赛队对应的成绩。

4.正式比赛

（1）选手凭二次加密号牌进入竞赛场地。

裁判长在选手候赛时间内将竞赛任务书下发到各工位，参赛选手根据任务书要求，自行分工，合理计划安排，并按要求提交竞赛结果。

（2）各参赛队统一听从裁判长发布竞赛开始指令后正式开始竞赛，合理利用现场提供的所有条件完成竞赛任务。

参赛选手在比赛开始15分钟后不得入场，比赛结束前30分钟内允许提前离场。

（3）竞赛时间为6小时，以现场各工位能观看到的时钟为准。

赛场统一提供饮水和小食品，选手休息、饮食等时间都算在竞赛时间内。

（4）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。

在竞赛过程中，因部件或器件故障，参赛选手可以提出更换要求，经裁判组检测为非参赛选手损坏，可以更换故障部件或器件，并且给予不超过15分钟的适当补时；经裁判组检测为参赛选手原因造成部件或器件故障，裁判组酌情扣分或裁决中止该队比赛。

（5）竞赛期间，可由1名指导教师在规定10分钟时间内按照竞赛规则统一进入赛场指导参赛选手。

（6）在比赛结束前15分钟，裁判长提醒比赛即将结束，参赛选手应做好结束准备。

参赛队结束比赛后不得再进行任何操作。

参赛队需按照竞赛要求提交竞赛结果，裁判员与参赛选手一起签字确认。

参赛选手不得将比赛任务书、图纸、草稿纸和工具等与比赛有关的物品带离赛场。

5.成绩评定

（1）竞赛采用过程评分和现场评分相结合方式。

过程评分针对参赛队综合素质进行评判。

裁判应在相应评分表处签字。

现场评分根据任务书的评分标准和参赛队完成任务的结果评判。

（2）成绩评定后，由加密裁判按二次加密号统计成绩，签字封存，由裁判长和监督组长共同签字后，由专人送保密室封存。

6.成绩公布

在竞赛监督组、大赛办工作人员监督下，将比赛成绩进行二次解密，获得各参赛队对应的成绩。

召开竞赛组委会会议，由裁判长汇报比赛情况和结果，会议对竞赛成绩审核。

在闭赛式时公布成绩。

7.竞赛纪律

（1）所有专家和裁判将签订保密协议,严守保密纪律，不得私自透露赛题非公开部分的内容。

（2）任何人不得以任何方式暗示、指导、帮助、影响参赛选手。

对造成后果的，视情节轻重酌情扣除参赛选手成绩。

（3）竞赛过程中，除参加当场次竞赛的选手、执行裁判员、现场工作人员和经批准的人员外，其他人员一律不得进入竞赛现场，参赛人员竞赛完毕应及时退出竞赛现场。

对不听劝阻、无理取闹者追究责任，并通报批评。

（4）裁判员、仲裁组成员、其他工作人员违反工作守则，经大赛组委会核实后视情节轻重予以警告处分或取消其任职资格。

（5）对违反竞赛各种纪律的参赛选手及所在代表队和单位，视情节轻重、后果影响、予以取消竞赛评奖资格或通报批评。

八、竞赛环境

（1）场地应通风良好，具有完好的防暑降温设施（空调或风扇）。

净高不少于4米，采光照明良好。

（2）赛场布置25个竞赛工位，每个竞赛工位使用场地不小于25m2，提供三相五线制电源，每个工位配备AC220V50Hz交流电源插座2个，供电负荷不小于2kw，具有电源保护装置和安全保护措施。

（3）赛场内设置有洁净的男女卫生间。

（4）竞赛场地划分为检录区、检测区、现场服务与技术支持区、休息区、医疗区、观摩通道。

（5）每个竞赛工位标明编号。

（6）每个竞赛工位配有工作台，卫生工具、垃圾箱。

（7）每个工位配备编程用电脑一台，并安装规定软件。

（8）场地内部消防设施齐全，应有不少于2处的人员疏散大门。

疏散通道畅通，防火疏散标识清晰、齐全；场地旁边应有能进入医疗、消防等急救车辆通道。

（9）赛场设有保安、公安、消防、医疗、设备维修和电力抢险等人员，以防突发事件。

（10）执委会安排交通车接送各代表队从驻地至赛场往返的参赛活动。

九、技术规范

（一）相关标准

参赛代表队在实施竞赛项目中要求遵循如下国际相关标准，国家相关标准和行业相关标准：

1.地面用晶体硅光伏组件-设计鉴定与定型IEC61215Crystallinesiliconterrestrialphotovoltaic（PV）modules-Designqualificationandtypeapproval

2.光伏（PV）组件安全鉴定-第1部分：

结构要求IEC61730photovoltaic（PV）modulesafetyqualification-Part1:

Requirementsforconstruction

3.光伏发电系统过电压保护IEC61173Overvoltageprotectionforphotovoltaic（PV）Powergeneratingsystems-Guide

4.独立光伏系统的特性参数IEC61194Characteristicparametersofstand-alonephotovoltaic（PV）systems

5.机械载荷测试IEC61400-13MeasurementofMechanicalLoads

6.风力发电机功率特性试验IEC61400-12WindTurbinePowerPerformanceMeasurementTechniques

7.小型风力发电机的安全IEC61400-2SafetyRequirementsforSmallWindTurbineGenerators

8.风能转换系统性能的测试方法ASTME1240-88StandardTestMethodforPerformanceTestingofWindEnergyConversionSystem

9.风力机性能试验规程ASME/ANSIPTC42-1988WindTurbinePerformanceTestCodes

10.小型风能转换系统与公用电网互联的推荐规范ANSI/IEEE1021-1988RecommendedPracticeforUtilityInterconnectionofSmallWindEnergyConversionSystem

11.风能转换系统性能的测试方法ASTME1240-88StandardTestMethodforPerformanceTestingofWindEnergyConversionSystem

12.电磁兼容性（EMC）.第4-3部分IEC61000-4-3Electromagneticcompatibility（EMC）-Part4-3

13.质量管理体系ISO9000:

2008

14.中国强制性产品认证（3C）

15.工业控制用软件评定准则GB/T13423-1992

16.系列国家低压电器标准GB14081

17.微型计算机通用规范GB/T9813-2000

18.信息技术设备包括电气设备的安全GB4943.95

19.太阳光伏能源系统术语GB/T2297-1989

20.发电系统-概述与导则GB/T18497-2001地面用光伏（PV）

21.晶体硅光伏方阵I-V特性的现场测量GB/T18210-2000

22.太阳能光伏系统用控制器和逆变器GB/T19064-2003

23.光伏能源系统用铅酸蓄电池CGC/GF004:

2007

24.风力发电机组装配与安装规范GB/T19568-2004

25.风力发电机组-控制器技术条件GB/T19069-2003

26.风力发电机组-控制器试验方法GB/T19070-2003

27.风力发电机组-偏航系统技术条件JB/T10425.1-2004

28.风力发电机组-偏航系统试验方法JB/T10425.2-2004

29.风力发电机组-制动系统技术条件JB/T10426.1-2004

30.风力发电机组-制动系统试验方法JB/T10426.2-2004

31.风力发电机组功率特性试验GB/T18451.2-2003

32.风力发电机组电能质量测量和评估方法GB/T20320-2006

33.风光互补发电系统GB/T19115.1-2003

（二）相关知识、技能、标准

（1）光伏电池材料、光伏电池制造技术与工艺和材料分析测试技术等基本知识。

（2）光伏电池生产操作、设备运行和维护、光伏电池产品分析检测、质量控制等工作的基本技术。

（3）光伏材料有关的方针、政策和法规。

（4）光伏发电系统故障诊断的基本方法，分析和判断故障类型、部位以及排除简单故障的能力。

（5）风力发电机制造技术与工艺、材料分析测试技术等基本知识。

（6）风力发电机生产操作、设备运行和维护、质量控制等工作的基本技术。

（三）职业道德

1.敬业爱岗，忠于职守，严于律已。

2.刻苦学习，钻研业务，善于观察，勤于思考。

3.认真负责，吃苦耐劳。

4.遵守操作规程，安全、文明生产。

5.着装规范整洁，爱护设备，保持工作环境清洁有序。

十、技术平台

1．使用设备与技术平台

竞赛使用设备：

KNT-WP01型风光互补发电实训系统，请见图1所示，由南京康尼科技实业有限公司提供。

技术平台请见表3。

图1KNT-WP01型风光互补发电实训系统

表3竞赛设备技术平台

设备名称

主要器材和技术平台

光伏供电装置

（1）光伏电池组件20W/18V数量：

4

（2）投射灯300W数量：

2

（3）水平方向和俯仰方向运动机构数量：

4

（4）水平运动和俯仰运动直流电动机,DC24V数量：

2

（5）光线传感器数量：

1

（6）光照度传感器数量：

1

（7）摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架数量：

各1

（8）光线传感器控制盒数量：

1

（9）单相交流电动机，90W数量：

1

（10）电容器，4.7μF/450V数量：

1

（11）接近开关数量：

3

（12）微动开关数量：

3

（13）底座支架数量：

1

光伏供电系统

（1）光伏电源控制单元数量：

1

（2）光伏输出显示单元数量：

1

（3）触摸屏数量：

1

（4）光伏供电控制单元数量：

1

（5）DSP核心单元数量：

1

（6）信号处理单元数量：

1

（7）接口单元数量：

1

（8）温度传感器数量：

1

（9）湿度传感器数量：

1

（10）西门子S7-200PLC数量：

1

（11）继电器组，24V数量：

8

（12）蓄电池组数量：

4

（13）可调电阻，1000Ω/50W数量：

1

（14）断路器数量：

1

（15）开关电源，12V/100W数量：

1

（16）应用软件

风力供电装置

（1）水平轴永磁同步风力发电机300W启动风速：

1.5m/s叶片直径：

120mm、数量：

3

（2）风场运动机构箱数量：

1

（3）塔架和基础数量：

1

（4）侧风偏航机构偏航控制45度，90度数量：

1

（5）直流电动机90W数量：

1

（6）风速仪输出0～5V数量：

1

（7）风向仪输出0～5V数量：

1

（8）轴流风机370W数量：

1

（9）单相交流电动机90W数量：

1

（10）护栏

风力供电系统

（1）风电电源控制单元数量：

1

（2）风电输出显示单元数量：

1

（3）风力供电控制单元数量：

1

（4）触摸屏9英寸数量：

1

（5）DSP核心单元数量：

1

（6）信号处理单元数量：

1

（7）接口单元数量：

1

（8）温度传感器数量：

1

（9）湿度传感器数量：

1

（10）PLCS7-200CPU224数量：

1

（11）变频器400W数量：

1

（12）继电器组24V数量：

6

（13）可调电阻1000Ω/50W数量：

1

（14）断路器数量：

1

（15）应用软件

逆变与负载系统

（1）逆变电源控制单元数量：

1

（2）逆变输出显示单元数量：

1

（3）DSP核心单元数量：

1

（4）DC-DC升压单元数量：

1

（5）全桥逆变单元AC220V/300W数量：

1

（6）变频器400W数量：

1

（7）三相交流电机50W数量：

1

（8）发光管舞台灯光模块数量：

1

（9）警示灯25W数量：

1

（10）应用软件

监控系统

（1）计算机显示器17英寸数量：

1

（2）打印机数量：

1

（3）力控组态软件

2．工具、耗材清单

工具、耗材清单请见表4。

表4工具、耗材清单

名称

型号

数量

单位

万用表（优利德）

UT33D

1

台

针型端子压线钳

1

副

叉型端子压线钳

1

副

小一字螺丝刀

2.4*40

1

只

小十字螺丝刀

2.