2021年全国职业院校技能大赛竞赛丄程万案一、赛项名称〔一）赛项名称风光互补发电系统安装与调试图1.1赛项设备照片〔三〕赛项归属产业类型新能源产业、先进制造产业、新材料产业、电子信息产业、物 联网产业〔四〕赛项归属专业大类〔涉及的专业太多，且不是大类，建 议：只提53、56两大类等〕二、 赛项申报专家组三、 赛工程的四、 赛项设计原那么五、 赛项方案的特色与创新点六、竞赛内容简介“风光互补发电系统安装与调试〞赛项设计是为了适应新能 源产业的开展、建立低碳社会和推动经济构造的调整通过技能竞 赛，促进职业院校紧贴新能源产业开展与需求，培养新能源产业开 展需要的高技术技能人才，推动职业院校新能源技术应用专业及相 关专业的建立竞赛时间为 4 小时，包括系统安装时间、接线时间、 编程时间、设计时间、调试时间及提交成果时间等赛项设备主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、 风力供电系统、负载与逆变系统、监控系统组成赛项设计侧重光 伏发电和风力发电设备的安装和调试，对设计、检测和分析思考有 一定的要求赛项方案表达光伏发电和风力发电过程的真实性，综 合了光电材料、风电材料、传感器、PLC、电能转换技术、模拟电 子技术和数字电子技术、电力电子技术、计算机控制技术、自动控 制技术、智能仪表技术、通信技术、检测技术等多学科知识。
竞赛的主要内容涉及： 〔一〕光伏电池组件、投射灯、传感器的安装〔二〕光伏供电系统中的控制单元、接口单元、PLC、传感器、 智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试〔三〕光伏电池伏安特性的测试〔四〕光伏电池组件对光跟踪的程序编制和测试 〔五〕蓄电池组的安装、充放电工作参数的测试、过冲过放保 护测试〔六〕光伏供电系统相关电路的绘制〔七〕模拟风场组件安装〔八〕风力发电机的组装〔九〕风力发电机输出特性的测试〔十〕风力供电系统中的控制单元、接口单元、PLC、传感器、智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试〔十一〕模拟风场控制的程序编制和测试〔十二〕侧风偏航的控制与测试〔十三〕风力供电系统相关电路的绘制〔十四〕逆变器工作参数测试〔十五〕逆变系统相关电路的绘制〔十六〕逆变负载的组建〔十七〕监控系统组态界面的操作〔十八〕通信系统的测试〔十九〕构建工业以太网控制系统〔二十〕风光互补控制本赛项适用于电力技术类专业、新能源发电工程类专业、非金 属材料类专业、机械设计制造类专业、机电设备类专业、自动化类 专业、电子信息类专业、计算机类专业及通信类专业的高等职业院 校学生.竞赛方案、题目和评分标准由相关企业、行业和院校专家共同 设计，竞赛题目以实际工程为根底，注重知识和能力并重，重点考 核安装、操作和调试，表达风光互补发电系统的先进技术和应用。
裁判人员由行业、企业的专家和院校具有高级职称的教师组成七、 竞赛方式八、 竞赛时间安排与流程〔一〕比赛时间安排比赛时间共 4小时，包括系统安装时间、接线时间、编程时间、 设计时间、调试时间及提交成果时间等具体的竞赛日期，由全国 职业院校技能大赛执委会及赛区执委会统一规定，以下所列为竞赛 期间的日程安排日期时间内 容地点备注比赛前 一天12:00 前各参赛队报到酒店9:00—10:30专家组工作会学校10:30-12:00裁判员培训会学校13:30—14:15领队会、抽签学校场次抽签14:30—15:20选手熟悉赛场学校15:30—16:00开赛式学校16:00—20:00赛场封闭，预设比 赛状态学校正式比 赛当天6:00-6:10裁判赛前准备学校裁判安检封闭6:10—6:30第一场选手赛前 准备赛场选手检录抽签6:30—7:00第一场入场检查赛场设备工具检查7:00—11:00第一场正式比赛学校7:00—7:30第二场封闭学校安检检录封闭11:00—13:00第一场评分学校13:00—15:30第二场赛前设备 恢复学校与第一场同卷15:10—15:30第二场选手赛前 准备赛场选手抽签15:30—16:00第二场入场检查赛场设备工具检查16:00—20:00第二场正式比赛学校20:00—22:00第二场评分学校22:00-23:30统分出成绩学校核查、上报、打印 证书比赛后 一天9:00-9:30闭赛式学校点评、成绩公布二〕比赛流程参赛队报到——组织参赛选手赛前熟悉场地、介绍比赛规程 ——举办开赛式——正式比赛〔期间组织观摩、交流活动、展示体 验〕——比赛完毕〔参赛队上交比赛成果〕——选手演示比赛结果、 评分裁判进展现场客观性结果评定——举办颁奖仪式、闭幕式—— 召开竞赛执行委员会总结会议。
九、竞赛试题（一）配分表序号任务配分1任务一：光伏电站组建25分2任务二：风电场的组建20分3任务三：风光互补系统组成10分4任务四：风光互补系统运行25分5任务五：能源信息化管理系统15分6任务六：平安与职业素养5分二〕竞赛设备及过程描述赛项设备以“风光互补发电实训系统〞为载体，该设备由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统和监控系统组成，如下图〔b〕 〔c〕 〔d〕图9.1风光互补发电实训系统〔e〕 〔f〕〔a〕光伏供电装置〔b〕风力供电装置〔c〕光伏供电系统〔d〕风力供电系统〔e〕逆变与负载系统〔f〕监控系统1•光伏供电装置光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光 照度计、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、 摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、 接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成光伏供电装置的光伏电池组件偏移方向的定义和摆杆移动方 向等的定义如图2所示，远离摆杆的投射灯定义为投射灯1〔简称 灯1〕，另1盏投射灯定义为投射灯2〔简称灯2〕型号、参数一样的4块光伏电池组件和光线传感器已经安装在 光伏供电装置上。
2•光伏供电系统光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控制单元、DSP核心单元、信号处理单元、接口 单元、可调光源装置、PLC、继电器组、蓄电池组、可调电阻、断 路器、开关电源、应用软件、接线排、网孔架等组成光伏供电系统的光伏供电控制单元已经接线， PLC除了AC220V电源线和接地线外，其他接线已撤除；继电器组接线已撤 除图为光伏供电装置外形图、方向、光伏电站序号定义图9.2光伏供电装置外形图、方向、光伏电站序号定义3风力供电装置风力供电装置主要由水平轴永磁同步风力发电机、塔架和根 底、测速仪、测速仪支架、风速传感器、模拟变桨模块、轴流风机、 轴流风机支架、轴流风机框罩、单相交流电动机、电容器、风场运 动机构箱、护栏、连杆、滚轮、万向轮、微动开关和接近开关等设 备与器件组成如下图是风力供电装置示意图，风场运动机构箱运 动方向的定义已在图中标明水平轴永磁同步风力发电机由叶片、轮毂、发电机、机舱、尾 舵、侧风偏航机械传动机构组成，所有部件已安装完成图9.3风力供电装置示意图4•风力供电系统风力供电系统主要由风电电源控制单元、风电输出显示单元、 触摸屏、风力供电控制单元、DSP控制单元、接口单元、PLC、变 频器、继电器组、可调电阻、断路器、应用软件、开关电源、接线 排、网孔架等组成。
风力供电系统的所有接线全部完成5•逆变与负载系统逆变与负载系统主要由逆变电源控制单元、逆变输出显示单 元、DSP核心单元、DC-DC升压单元、单相桥逆变单元、变频器、 交流电机、交流阻性负载单元及控制局部、直流阻性负载单元及控 制局部、接线排、断路器、网孔架等组成逆变与负载系统的各单元中，各部件的接线已完成6•监控系统监控系统主要由计算机、组态软件、网络HUB、接线排、网孔 架等组成监控系统的通信接口全部撤除〔三〕工作任务任务一：光伏电站组建〔25 分〕 光伏电池组件开路电压和短路电流的测量 要求：〔1〕分别在灯1和灯 2亮且摆杆垂直、灯1亮且摆杆垂直、灯 1 亮且摆杆向东偏移处于限位位置的三种情况下，用万用表测量光 伏供电装置中任意 1 块光伏电池组件的开路电压和短路电流，并记 录在的表 1 中〔2〕将2块光伏电池组件串联连接分别在灯 1和灯2亮且摆 杆垂直、灯 1亮且摆杆垂直、灯 1亮且摆杆向东偏移处于限位位置 的三种情况下，用万用表测量该串联连接的光伏电池组件开路电压 和短路电流，并记录在表 1 中〔3〕将2块光伏电池组件并联连接分别在灯 1和灯2亮且摆 杆垂直、灯 1亮且摆杆垂直、灯 1亮且摆杆向东偏移处于限位位置 的三种情况下，万用表测量该并联连接的光伏电池组件开路电压和 短路电流，并记录在表 1 中。
〔4〕将 2 块光伏电池组件串联连接，再将另外 2 块光伏电池 组件串联连接，将2 组串联连接的光伏电池组件组成并联连接分 别在灯 1和灯 2亮且摆杆垂直、灯1亮且摆杆垂直、灯 1 亮且摆杆 向东偏移处于限位位置的三种情况下，用万用表测量该 2 串 2并连 接的光伏电池组件开路电压和短路电流，并记录在表 1中表 1 光伏电池组件开路电压和短路电流的测量数据光伏电池组件灯1和灯2亮 且摆杆垂直灯1亮 且摆杆垂直灯1亮且摆杆向东偏 移处于限位位置开路电压 〔V〕短路电流 〔A〕开路电压 〔V〕短路电流 〔A〕开路电压 〔V〕短路电流 〔A〕1块2块串联2块并联2串2并1.2 两个光伏电站的组建在光伏电池装置上，安装有 4 个光伏电池组件，将 1、2 光伏 电池组件并联组成一个光伏电站，将 3、4 光伏电池组件并联组成 另一个光伏电站要求用热缩管包扎，走线美观、绑扎整齐 1.3 布线与接线〔1〕不改变光伏供电控制单元的按钮、旋钮、急停按钮的功 能〔2〕根据配置表，完成 PLC 的布线与接线〔3〕根据继电器组配置要求及图继电器控制电路接线图，完 成继电器的布线与接线图 9.5 继电器控制电路接线图1.4 光伏电站的光源跟踪调试光伏电站的光源跟踪分为面板控制、触摸屏控制、上位机控制， 要求分别在触摸屏和上位机分别设计光伏电站主界面，要求设计2 个光伏电站的操作界面，相关主界面的按钮布局、颜色、功能与实 际面板一致。
按钮指示灯的状态与实际面板同步显示〔1〕光伏供电控制单元的选择开关有两个状态，选择开关拨向 左边时，PLC处在手动控制状态，可以进展手动控制光伏电站跟踪、灯状态、摆杆运动操作，各功能按钮有效时，相应按钮指示灯亮选择开关拨向右边时，PLC处在自动控制状态按下启动按钮，PLC 执行自动控制程序，在执行相应动作期间，对应指示灯以 1Hz 闪烁 相应动作停顿时，对应的指示灯灭〔2〕PLC处在手动控制状态时，按住向东按钮、向西按钮、向南按钮、向北按钮、摆杆西东按钮、摆杆东西按钮、灯1按钮、灯 2 按钮，完成相关动作的点动控制〔3〕PLC 处在自动控制状态，当按下启动按钮。