風光互補發電技術是利用風能和太陽能兩種可再生能源的互補特性，通過風力發電機和光伏電池將自然能源轉換為電能的一種發電方式。其基本原理是通過風力發電機將風能轉換為電能，同時利用光伏電池將太陽能轉換為電能，兩種電能經過電力電子設備的處理后，可以單獨或共同向負載供電或并入電網。風光互補發電系統主要由風力發電機組、光伏陣列、控制器、儲能裝置和逆變器等組成，具有能源利用率高、供電可靠性好、環境影響小等優點。
在現代能源領域，風光互補發電技術廣泛應用于分布式發電、微電網和智能電網等場景。例如，在偏遠地區，用于解決電力供應問題；在城市建筑中，用于實現綠色能源利用；在大型工業園區，用于構建智能微電網系統。隨著技術的發展，風光互補發電系統正朝著高效、智能、集成的方向發展。
DB-F500B 風光互補并網發電與機電實訓系統
能源是國民經濟發展和人民生活必須的重要物質基礎。在過去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎上的能源體系極大的推動了人類社會的發展。但是人類在使用化石燃料的同時，也帶來了嚴重的環境污染和生態系統破壞。近年來，世界各國逐漸認識到能源對人類的重要性，更認識到常規能源利用過程中對環境和生態系統的破壞。各國紛紛開始根據國情，治理和緩解已經惡化的環境，并把可再生、無污染的新能源的開發利用作為可持續發展的重要內容。風光互補發電系統是利用風能和太陽能資源的互補性，具有較高性價比的一種新型能源發電系統，具有很好的應用前景。
各部件接口采用安全插口式設計，各模塊通過實驗線纜連接，實驗方便、操作靈活。
二、風光互補并網發電與機電實訓系統的設計
實訓系統的整體結構設計采用模塊化思想，便于拆卸、組裝和維護。主體框架采用高強度鋼材焊接而成，表面進行防銹處理，確保長期使用的穩定性。系統布局合理，各功能單元排列有序，方便學生觀察和操作。操作面板設計人性化，各控制元件和顯示儀表布局清晰，便于學生進行實驗操作和數據記錄。
發電單元設計包括風力發電模擬裝置和光伏發電模擬裝置。風力發電模擬裝置采用變頻電機驅動風機葉片，可模擬不同風速下的發電情況。光伏發電模擬裝置采用可調光源和光伏電池板，可模擬不同光照強度下的發電情況。兩種發電裝置均配備傳感器和數據采集接口，可實時監測發電參數。
儲能與逆變單元設計包括蓄電池組和雙向逆變器。蓄電池組用于存儲多余電能，在發電不足時提供電力支持。雙向逆變器可實現直流電與交流電的相互轉換，并具備并網和離網兩種工作模式。單元還配備了充放電控制器，確保電池組的安全運行。
并網控制單元設計包括同步控制器和保護裝置。同步控制器用于實現實訓系統與電網的同步連接，確保并網過程的平穩和安全。保護裝置包括過壓、欠壓、過頻、欠頻等保護功能，確保系統運行的安全可靠。單元還配備了電能質量分析儀，可監測并網電能的質量指標。
機電實訓模塊設計包括PLC控制系統和機電執行機構。PLC控制系統可實現對發電、儲能、逆變等過程的自動控制，并提供多種控制算法供學生學習和實踐。機電執行機構包括電動機、氣缸等，可模擬實際工業場景中的負載情況。模塊還配備了人機界面，便于學生進行參數設置和系統監控。
三、風光互補并網發電與機電實訓系統的應用
在教學應用方面，實訓系統可支持新能源與機電控制相關課程的實驗教學和課程設計。通過基礎性實驗，學生可掌握風光互補發電的基本原理和機電控制的基本技能；通過綜合性實驗，學生可學習系統的設計方法和運行優化技巧；通過創新性實驗，學生可探索新能源與機電控制技術的新應用。實訓系統還可用于畢業設計和技能競賽，培養學生的工程實踐能力和創新意識。
在科研應用方面，實訓系統為風光互補發電與機電控制技術的研究提供了良好的實驗平臺。研究人員可利用實訓系統進行新型控制算法的驗證、系統運行特性的分析以及能量管理策略的優化。實訓系統的模塊化設計便于系統的擴展和改造，可滿足不同研究需求。此外，實訓系統還可用于企業技術人員的培訓和繼續教育，提高從業人員的專業技能。
四、結論
本研究設計并開發了一套功能完善、操作便捷的風光互補并網發電與機電實訓系統。該實訓系統采用模塊化設計，集成了發電、儲能、逆變、并網控制和機電實訓等功能單元，能夠滿足教學和科研的多種需求。通過在教學和科研中的應用實踐，證明該實訓系統能夠有效提高學生的實踐能力和創新意識，為風光互補發電與機電控制技術的教學和研究提供了重要平臺。
