25LNGZ25辽宁省职业院校技能大赛高职组光伏电子工程的设计与实施赛项样题.docx
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25LNGZ25辽宁省职业院校技能大赛高职组光伏电子工程的设计与实施赛项样题
2020年辽宁省职业院校技能大赛(高职组)
“光伏电子工程的设计与实施”赛项规程及样题
第一部分竞赛须知
一、选手须知
1.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;比赛结束后,现场下发的所有纸质材料不得带离赛场。
2.竞赛任务中所使用的各类软件工具都已安装至计算机中(一体机仅安装能源互联网规划软件,其余软件安装在现场提供的另外两台计算机中),各类说明文件等都已拷贝至计算机的桌面上,请各参赛队根据竞赛任务合理调配使用。
设备的安装配置请严格按照现场下发的任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书及现场下发的竞赛参数要求的竞赛任务,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,未存储到指定位置造成裁判组无法评判,评判的相应竞赛任务以0分计入总成绩。
4.比赛过程中,选手判定设备或器件有故障可举手向裁判长示意提出更换;如器件或设备经检测完好,属选手误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,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。
5.在裁判组宣布竞赛结束后,请选手根据裁判长的要求停止任何与比赛相关的操作,否则视为作弊,总成绩以0分计算。
6.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造成事故,扣15分,损坏两次及以上者取消竞赛资格。
7.选手存在:
衣着不整、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,视情节扣5分,情节严重者取消竞赛资格。
二、注意事项
1.竞赛开始后,请选手必须检查竞赛平台硬件及软件是否正常,并同步填写现场下发的竞赛设备确认表,比赛开始后90分钟收取竞赛设备确认表。
2.竞赛过程中,请选手严格按照竞赛任务中的任务要求,对各设备进行安装、配置、操作使用,对于竞赛前工位面板上已经连接好的设备,可能与后续的竞赛任务有关,严禁选手私自调整接线,若选手违规私自调整,由此造成的影响由选手自行承担。
3.竞赛结束时,务必保存设备配置,关闭工程环境模拟平台电源,不得拆除硬件的连接,严禁对设备设置密码。
4.竞赛结束时,所有计算机必须处于开启状态,力控工程项目操作界面保持选手选定的一台计算机中,并使其处于运行状态。
5.工程规划与工程部署任务要求中的1,2部分绘图任务,须按任务要求命名方式对文件进行命名,在开竞赛开始后150分钟拷贝至U盘,提交给现场裁判.
6.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0分计入总成绩。
第二部分竞赛任务
一.业务描述与工程项目背景
1.业务描述
本竞赛任务须以新能源微电网项目为原型,以“智慧新能源实训系统”为载体,按照任务中工程步骤与任务要求的描述,在智慧新能源实训系统的“能源互联网规划平台”上完成具有经济性、可行性的区域能源工程项目规划与设计;对设计后的区域能源工程项目中的光伏工程项目、风力工程项目,在“智慧新能源实训系统”上实现设备选型、设备安装部署、智能控制模块开发、管控系统开发、能源系统调试检测与运维;在光伏电子中心控制平台的辅助下,根据能源系统需求实现微电网能源数据采集、设备控制和项目测试;利用计算机、组态软件等完成微电网能源监控系统设计与实施。
智慧新能源实训系统效果图如图1.1所示,系统由工程环境模拟平台、光伏电子中心控制平台、能源互联网仿真规划平台组成。
图1.1智慧新能源实训系统外形图
2.工程环境平台示意图
2.1工程环境模拟平台如图1.2所示。
图1.2工程环境模拟平台示意图
2.2工程环境模拟平台接线排与30芯航空线连接示意图如图1.3所示。
图1.3工程环境模拟平台接线排与30芯航空线连接示意图
注:
(1)图1.3中1
(1)、1
(2)、1(3)分别表示1号风力发电机组的三相输出;
(2)3
(1)、3
(2)表示屋顶光伏3的正、负输出;其余标号含义以此类推。
3.光伏电子中心控制平台示意图
光伏电子中心控制平台示意图如图1.4所示。
图1.4光伏电子中心控制平台示意图(部件安装以竞赛现场实际安装为准)
4.工程项目控制要求
通过“智慧新能源实训系统”的设备选型、设备安装部署、智能控制模块开发、管控系统开发、系统调试及运行,可实现“光伏发电系统”、“风力发电系统”、“风光互补发电系统”及微电网系统的控制、运行与检测。
工程环境平台、光伏电子中心控制平台的设计与部署请查阅竞赛现场提供的“竞赛参数要求”中“参数一、工程项目设计要求”。
二.工程规划与工程部署任务要求(30分)
接线图绘制任务请参照竞赛现场提供的“竞赛参数要求”中“参数二.工程电气接线图绘制”。
1.微电网系统图绘制(6分)
任务要求:
1.1系统图绘制应符合国家标准《电气技术用文件编制第2部分:
功能性简图》(GB/T6988.2-1997)要求;
1.2系统图应表示出分布式能源、测量电表、继电器、控制器(风光互补控制器、逆变器)、蓄电池、负载等部件的互连关系;当标注项目代号、注释和说明时,应符合《电气技术中的项目代号》(GB/T5094-1985)中的有关规定;
1.3系统图中应标注各部件名称;
1.4绘图软件为AutoCAD2010,使用竞赛现场提供的相关部件图进行绘制。
2.接线图绘制(9分)
任务要求:
2.1接线图中标注清楚相关设备、器件名称;
2.2接线图中要标注相关线标,且与实际线路的号码管标识相符;
2.3工程电气线路绘制完整,部件符号符合相关规范;
2.4绘图软件为AutoCAD2010,使用竞赛现场提供的相关部件图进行绘制。
3.工程部署与安装(15分)
参考“业务描述与工程项目背景”任务要求,合理布局系统结构,在给定工程环境下,完成相关设备的安装与线路连接。
其他技术要求:
3.1设备接线须按照设备上的接口标识进行正确的连接;
3.2接线须上安装号码管标识,按合理顺序连接到端子接线排上;号码管标识号按照提供的标识数码有序连接,接线示意图如图1.4所示;
图1.4接线示意图(以现场提供的号码管标识为准)
3.3布线走线槽,布线符合工程规范工艺,合理、牢固、简洁、有序;
3.4接线须确认标识的输入、输出,正负极,零火等标识,正确连接,以免损害设备,切勿带电接线操作。
三.系统开发与系统调试(45分)
1.本地控制与PLC设计(7.5分)
通过手动按键及PLC编程实现本地控制模块功能设计。
光伏电子中心控制平台的手动按键布局示意图如图1.5所示。
图1.5手动按键布局示意图
各按键功能请查阅竞赛现场提供的“竞赛参数要求”中“参数三、本地控制与PLC设计”。
2.单片机控制模块功能设计(20分)
单片机控制模块功能设计主要包括风光互补控制器程序设计和逐日系统中功能电路板的装配与功能调试。
2.1风光互补控制器程序设计(8分)
风光互补控制器实现风力发电、光伏发电、储能、市电单元的控制与能源转换,操作界面示意图如图1.6所示。
图1.6风光互补控制模块示意图
风光互补控制器程序设计请参照竞赛现场提供的“竞赛参数要求”中“参数四、单片机控制模块功能设计”的“1.风光互补控制器程序设计”。
2.2电路板装配及功能调试(12分)
技术要求:
参照竞赛现场提供的“竞赛参数要求”中“参数四.单片机控制模块功能设计”2.电路板装配及功能调试部分的要求,根据竞赛参数中的要求完成指定功能程序代码的编写及电路整体功能调试,该部分任务要求以现场实际下发的参数描述为准。
3.远程控制与系统运行(17.5分)
通过计算机、力控系统实现工程项目的远程控制,能实现远程工程项目数据采集、显示与过程控制等功能。
远程控制与系统运行要求请查阅竞赛现场提供的“竞赛参数要求”中“参数五、远程控制与系统运行”参数。
四.区域能源分析与排布工程步骤与任务要求(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、蓄能为一体的智能微电网系统。
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。
设计方案名称为“工位号”。
区域能源分析与排布设计内容中的能源需求、光伏发电容量及产能、风力发电容量及产能、生物质容量及产能、浅层地热容量及产能详细请查阅竞赛现场提供的“竞赛参数要求”中“参数六、区域能源分析与规划”。
1.光伏发电系统设计任务要求
1.1最佳倾角设计。
光伏发电系统拟采用固定倾斜安装方式,根据规划平台中的气象参数查询,在规划平台中设置最佳电池组件倾斜角。
1.2单位光伏系统容量设计。
根据光伏发电容量设计参数要求,在规划平台中设置单位面积的光伏系统容量。
1.3光伏系统规划与部署。
根据区域能源需求,在设计方案中进行光伏电站选址和容量规划。
2.风力发电系统参数分析
1.1单位风力系统容量设计。
根据风力发电容量设计参数要求,在规划平台中设置单位面积的风力系统容量。
1.2风力系统规划与部署。
根据区域能源需求,在设计方案中进行风力电站选址和容量规划。
3.生物质、浅层地热系统设计分析
3.1浅层地热系统规划与部署。
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;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。
3.2生物质系统规划与部署。
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。
4.区域能源综合规划与优化
4.1在能源规划平台中,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。
4.2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。
4.3规划平台中每格面积S(单位面积)为2500m2;
4.4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0.2~5范围之间;
4.5能源互联网仿真规划平台中土地类型有工业用地、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,各能源站址选择如表1.1所示。
表1.1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
五、职业规范与安全生产(5分)
考核参赛选手在职业规范、团队协作、组织管理、工作计划、团队风貌等方面的职业素养表现。
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