2021年貴州省職業(yè)院校技能大賽（能源動(dòng)力與材料類高職組）“風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)安裝與調(diào)試”比賽規(guī)程一、賽項(xiàng)名稱風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)安裝與調(diào)試二、比賽組織機(jī)構(gòu)（一）主辦單位：貴州省教育廳承辦單位：貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院比賽地點(diǎn)：貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院（二）比賽組委會(huì)比賽組委會(huì)下設(shè)競(jìng)賽辦公室、競(jìng)賽組、技術(shù)組、競(jìng)賽裁判組、競(jìng)賽仲裁組、后勤保障組及宣傳組：1.競(jìng)賽辦公室:負(fù)責(zé)本次參賽隊(duì)的報(bào)名登記、報(bào)名資料收集、參賽資格審查。2.競(jìng)賽組:負(fù)責(zé)競(jìng)賽的組織安排、比賽秩序冊(cè)編制和日常管理工作。3.技術(shù)組:負(fù)責(zé)組織制訂競(jìng)賽規(guī)則、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)競(jìng)賽技術(shù)性文件；負(fù)責(zé)參賽選手的培訓(xùn)和輔導(dǎo)；負(fù)責(zé)競(jìng)賽場(chǎng)地、器械、設(shè)備（包括對(duì)考試軟件的安裝）的檢驗(yàn)、檢測(cè)確認(rèn)及分配；負(fù)責(zé)編制綜合理論知識(shí)和實(shí)際操作技能知識(shí)試題庫等。4.競(jìng)賽裁判組:負(fù)責(zé)競(jìng)賽的裁判成員的選定、裁判員培訓(xùn)及現(xiàn)場(chǎng)比賽的評(píng)判工作。5.競(jìng)賽仲裁組:負(fù)責(zé)對(duì)競(jìng)賽過程和裁判工作進(jìn)行監(jiān)督檢查、接受各代表隊(duì)領(lǐng)隊(duì)的書面申述、對(duì)競(jìng)賽中出現(xiàn)的爭(zhēng)議提出處理意見。6.后勤保障組:負(fù)責(zé)競(jìng)賽的各項(xiàng)后勤保障工作。7.宣傳組：負(fù)責(zé)保障賽場(chǎng)布置和接待新聞媒體。三、競(jìng)賽方式與內(nèi)容（一）競(jìng)賽方式本賽項(xiàng)為團(tuán)體賽，以院校為單位組隊(duì)參賽，不得跨校組隊(duì)，每校限報(bào)2支參賽隊(duì)。每支參賽隊(duì)由3名選手（設(shè)隊(duì)長1名）組成，選手須為2018年在籍高職高專學(xué)生，性別和年級(jí)不限。每隊(duì)設(shè)領(lǐng)隊(duì)1人（可兼任指導(dǎo)教師）、指導(dǎo)教師1～2名。（二）競(jìng)賽項(xiàng)目使用器材與技術(shù)平臺(tái)1.競(jìng)賽設(shè)備:風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，主要器材見表1。2.競(jìng)賽工位標(biāo)明工位號(hào)，配備競(jìng)賽設(shè)備、軟件、移動(dòng)存儲(chǔ)器和工具。3.每個(gè)工位配備AC220V50Hz交流電源插座2個(gè)，供電負(fù)荷不小于1kw，具有電源保護(hù)裝置和安全保護(hù)措施。表1競(jìng)賽項(xiàng)目使用器材與技術(shù)平臺(tái)設(shè)備名稱主要器材和技術(shù)平臺(tái)光伏供電系統(tǒng)（1）光伏電池組件：20W/18V、數(shù)量：4（2）投射燈：300W、數(shù)量：2（3）二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（4）直流電機(jī)：DC24V、數(shù)量：2（5）光線傳感器（6）擺桿（7）擺桿減速箱（8）交流電動(dòng)機(jī)（9）西門子PLC：S7-20022624輸入/16輸出（10）控制電源單元（11）控制模塊（12）直流電壓采集模塊（13）直流電流采集模塊（14）DSP主控單元（15）人機(jī)對(duì)話模塊（16）MOS驅(qū)動(dòng)模塊（17）接口模塊（18）直流電壓表（19）直流電流表（20）通信模塊（21）繼電器組（22）蓄電池組：12V20AH、數(shù)量：4（23）光伏供電系統(tǒng)控制軟件風(fēng)力供電系統(tǒng)（1）水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)：300W、啟動(dòng)風(fēng)速：1.5m/s（2）塔架（3）風(fēng)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（4）減速箱（5）轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（6）軸流風(fēng)機(jī)300W（7）測(cè)速儀0-5V（8）側(cè)風(fēng)偏航控制單元（9）側(cè)風(fēng)偏航檢測(cè)單元（10）護(hù)欄（11）控制電源單元（12）控制模塊（13）西門子PLC：S7-20022414輸入/10輸出（14）DSP主控單元（15）人機(jī)對(duì)話模塊（16）交流電壓表（17）交流電流表（18）直流電壓表（19）直流電流表（20）通信模塊（21）接口模塊（22）變頻器（23）交流電機(jī)（24）LED顯示屏（25）風(fēng)力供電系統(tǒng)控制軟件逆變與負(fù)載系統(tǒng)（1）DSP主控單元（2）控制電源單元（3）逆變主電路模塊（4）交流電壓表（5）交流電流表（6）接口模塊（7）通信模塊（8）變頻器（9）交流電機(jī)（10）逆變控制軟件監(jiān)控系統(tǒng)（1）一體機(jī)（2）力控組態(tài)軟件（三）競(jìng)賽內(nèi)容競(jìng)賽內(nèi)容涉及光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、風(fēng)力供電裝置、風(fēng)力供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、接線、測(cè)試、編程、調(diào)試、故障排除、分析等實(shí)訓(xùn)考核以及職業(yè)素養(yǎng)考核。根據(jù)任務(wù)書,完成以下操作內(nèi)容:（1）光伏電池組件、投射燈、光線傳感器的安裝。光伏電池伏安特性的測(cè)試。（2）光伏供電系統(tǒng)的控制單元、接口單元、可編程序控制器、傳感器、智能儀表、繼電器等器件的安裝、接線和測(cè)試。（3）光伏電池組件對(duì)光跟蹤的程序編制和測(cè)試。（4）蓄電池組充放電工作參數(shù)的測(cè)試、保護(hù)電路測(cè)試。（5）光伏供電系統(tǒng)相關(guān)電路的繪制與分析。（6）風(fēng)力供電系統(tǒng)的控制單元、接口單元、可編程序控制器、傳感器、智能儀表、繼電器等器件的安裝、接線和測(cè)試。（7）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出特性測(cè)試。（8）逆變器工作參數(shù)測(cè)試。（9）逆變系統(tǒng)相關(guān)電路的繪制與分析。（10）逆變負(fù)載的組建。（11）監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)界面的設(shè)計(jì)與操作。（12）通信系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)設(shè)置與測(cè)試。（13）系統(tǒng)的故障排除。（14）通過編程體現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電運(yùn)行策略。1.光伏供電裝置（1）參賽選手根據(jù)任務(wù)書中的工程設(shè)計(jì)施工方案要求，將大賽提供的光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速箱、擺桿支架等器件與設(shè)備組裝成光伏供電裝置。（2）在不同的條件下檢測(cè)開路電壓和短路電流，分析光伏電池組件工作特性。（3）參賽選手根據(jù)任務(wù)書中的工程設(shè)計(jì)施工方案要求，將大賽提供的光伏供電控制單元、DSP核心單元、信號(hào)處理單元、接口單元、可編程序控制器、觸摸屏、直流電壓表、直流電流表、蓄電池組、負(fù)載、按鈕、繼電器、斷路器等器件與組件安裝在“光伏供電系統(tǒng)”網(wǎng)孔架內(nèi)（接線排和走線槽已經(jīng)安裝好）。（4）根據(jù)工程設(shè)計(jì)施工要求，完成光伏供電系統(tǒng)的布線和接線。（5）根據(jù)可編程序控制器輸入輸出端口的定義，編制光伏電池組件跟蹤光源的程序。（6）通過觸摸屏設(shè)置蓄電池充放電參數(shù)，實(shí)現(xiàn)光伏電池組件對(duì)蓄電池組的充放電過程。利用示波器檢測(cè)蓄電池充放電過程以及保護(hù)過程的波形并進(jìn)行分析。（7）通過對(duì)觸摸屏的組態(tài)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)觸摸屏的現(xiàn)場(chǎng)控制功能。（8）改變光伏電池組件的負(fù)載大小和投射燈的光照度，檢測(cè)光伏電池組件的輸出電壓和電流，繪制光伏電池組件的伏安特性曲線和輸出功率曲線。分析光伏電池組件的非線性輸出特性和MPPT特性。（9）完成光伏供電系統(tǒng)與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的通信，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)遙測(cè)和遙控光伏供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。（10）繪制光伏供電系統(tǒng)相關(guān)電路圖并分析。2.風(fēng)力供電系統(tǒng)（1）將大賽提供的葉片、輪轂、發(fā)電機(jī)、機(jī)艙、塔架、風(fēng)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、測(cè)速儀、偏航控制單元、護(hù)欄等器件與設(shè)備，組裝成風(fēng)力供電裝置。（2）將大賽提供的DSP主控單元、西門子可編程序控制器、人機(jī)對(duì)話模塊、接口模塊、控制單元、交流電壓表和交流電流表、直流電壓表和直流電流表、通信模塊、負(fù)載、按鈕、繼電器、斷路器等器件與設(shè)備安裝在“風(fēng)力供電系統(tǒng)”網(wǎng)孔架內(nèi)（接線排和走線槽已經(jīng)安裝好）。（3）根據(jù)大賽所提供的風(fēng)力供電裝置、風(fēng)力供電系統(tǒng)電氣控制原理圖和接線圖，完成風(fēng)力供電裝置和風(fēng)力供電系統(tǒng)的布線和接線。布線與接線要有合理的布線路徑、線徑和線標(biāo)套管。（4）定義西門子可編程序控制器的輸入輸出端口。編制風(fēng)力發(fā)電手動(dòng)控制模式和風(fēng)力發(fā)電自動(dòng)控制模式的程序。（5）通過人機(jī)對(duì)話模塊設(shè)置風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)力發(fā)電機(jī)切入風(fēng)速、切除風(fēng)速、輸出功率等參數(shù)。設(shè)置PWM充電參數(shù)、蓄電池充、放電保護(hù)參數(shù)。實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電對(duì)蓄電池組的PWM充電過程。通過示波器檢測(cè)蓄電池充、放電過程以及保護(hù)過程的波形并進(jìn)行分析。通過調(diào)節(jié)風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的負(fù)載，檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電流，計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率，繪制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率曲線并分析輸出特性。（6）設(shè)置風(fēng)力供電系統(tǒng)控制器的通訊地址，完成風(fēng)力供電系統(tǒng)與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的通信，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)遙測(cè)風(fēng)力供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。（7）完成風(fēng)力供電系統(tǒng)PLC與監(jiān)控系統(tǒng)的通信，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)遙控PLC動(dòng)作。3.逆變與負(fù)載系統(tǒng)（1）將大賽提供的DSP主控單元、逆變模塊、交流電壓表和交流電流表、變頻器、交流電動(dòng)機(jī)、LED顯示模塊等器件與設(shè)備安裝在“逆變與負(fù)載系統(tǒng)”網(wǎng)孔架內(nèi)（接線排和走線槽已經(jīng)安裝好）。（2）根據(jù)大賽所提供的逆變與負(fù)載系統(tǒng)電氣原理圖和接線圖，完成逆變與負(fù)載系統(tǒng)的布線和接線。布線與接線要有合理的布線路徑、線徑和線標(biāo)套管。（3）檢測(cè)逆變器輸出電壓、電流、頻率、功率因數(shù)。（4）設(shè)置SPWM、H橋死區(qū)、調(diào)制比等參數(shù)，通過示波器檢測(cè)逆變過程的相關(guān)波形并分析。（5）將變頻器和交流電動(dòng)機(jī)組成交流調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。（6）設(shè)置逆變系統(tǒng)控制器的通訊地址，完成逆變系統(tǒng)與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的通信，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)遙測(cè)逆變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。4.監(jiān)控系統(tǒng)（1）完成組態(tài)主界面，用于顯示光伏供電系統(tǒng)、風(fēng)力供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)至少應(yīng)包含電壓、電流、功率、有功、無功等必要信息。光伏供電系統(tǒng)、風(fēng)力供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)的通訊狀態(tài)開關(guān)量顯示。（2）完成光伏供電系統(tǒng)、風(fēng)力供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)界面，分別顯示各自的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，參數(shù)單元應(yīng)包含電壓、電流等系統(tǒng)相關(guān)的信息。（3）設(shè)計(jì)光伏發(fā)電采集報(bào)表和風(fēng)力發(fā)電采集報(bào)表；逆變與負(fù)載系統(tǒng)的逆變輸入電壓、輸入電流、逆變輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)報(bào)表。（4）對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的諧波分析儀中的諧波波形信息進(jìn)行分析。5.風(fēng)光互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)光伏供電、風(fēng)力供電和風(fēng)光互補(bǔ)供電，供電方式由環(huán)境條件決定。（四）競(jìng)賽流程管理（一）競(jìng)賽時(shí)間共3小時(shí)，包括系統(tǒng)安裝時(shí)間、接線時(shí)間、編程時(shí)間、設(shè)計(jì)時(shí)間、調(diào)試時(shí)間及提交成果時(shí)間等。（二）參賽隊(duì)員進(jìn)入競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)前，賽項(xiàng)組織參賽隊(duì)員抽取批次和競(jìng)賽工位號(hào)，在裁判員核對(duì)各參賽隊(duì)員的身份后，由參賽隊(duì)員簽字確認(rèn)。（三）參賽隊(duì)在競(jìng)賽開始前半小時(shí)領(lǐng)取競(jìng)賽任務(wù)，在指定地點(diǎn)制訂工作分工、工作計(jì)劃和工作方案。開賽前15分鐘進(jìn)入競(jìng)賽工位，檢查并確認(rèn)設(shè)備、材料、工具等，簽字確認(rèn)。裁判長宣布競(jìng)賽開始，參賽隊(duì)員方可進(jìn)行操作，競(jìng)賽開始計(jì)時(shí)。競(jìng)賽結(jié)束前10分鐘，裁判長提醒競(jìng)賽即將結(jié)束，各參賽隊(duì)?wèi)?yīng)準(zhǔn)備停止作業(yè)，清理現(xiàn)場(chǎng)（如將所用工具放在適當(dāng)?shù)奈恢?、切斷電源等）。提前結(jié)束競(jìng)賽的參賽隊(duì)，由隊(duì)長示意裁判停止計(jì)時(shí)，競(jìng)賽時(shí)間到而未停機(jī)者將被酌情扣分。（四）參賽隊(duì)完成競(jìng)賽任務(wù)時(shí)，應(yīng)將競(jìng)賽過程中產(chǎn)生的所有電子文件存貯在指定的電腦界面上，并提請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)裁判員收取和驗(yàn)收競(jìng)賽成果。裁判員將收取的競(jìng)賽結(jié)果文件裝入專用密封袋進(jìn)行密封，參賽隊(duì)隊(duì)長在裁判員記錄的競(jìng)賽情況記錄表上簽字確認(rèn)。四、競(jìng)賽規(guī)則（1）賽場(chǎng)提供競(jìng)賽指定的專用設(shè)備，參賽選手不可自帶工具。（2）參賽隊(duì)在競(jìng)賽區(qū)的賽位采用抽簽方式確定。（3）參賽選手按規(guī)定時(shí)間進(jìn)入競(jìng)賽場(chǎng)地，按統(tǒng)一指令開始競(jìng)賽。（4）賽題以任務(wù)書的形式發(fā)放，參賽隊(duì)根據(jù)任務(wù)書的要求完成競(jìng)賽任務(wù),并按要求提交競(jìng)賽結(jié)果。（5）競(jìng)賽過程中，參賽選手要遵守操作規(guī)程，確保人身及設(shè)備安全，并接受裁判員的監(jiān)督和警示。如遇設(shè)備故障，應(yīng)由隊(duì)長示意裁判停止計(jì)時(shí)。因選手個(gè)人原因造成設(shè)備故障而無法繼續(xù)競(jìng)賽，裁判長有權(quán)裁決繼續(xù)競(jìng)賽并酌情扣分或終止該隊(duì)競(jìng)賽。非選手原因造成設(shè)備故障的，由裁判長視具體情況做出裁決。（6）提交競(jìng)賽結(jié)果后，選手須清理現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)裁判員清點(diǎn)驗(yàn)收同意后方可離開賽場(chǎng)。五、評(píng)分方法及獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置（一）評(píng)分方法1.競(jìng)賽評(píng)分嚴(yán)格按照公平、公正、公開、科學(xué)、規(guī)范的原則。2.參賽隊(duì)成績(jī)由賽項(xiàng)裁判組統(tǒng)一評(píng)定。采用分步得分、錯(cuò)誤不傳遞、累計(jì)總分的計(jì)分方式，分別計(jì)算各分項(xiàng)得分，再按規(guī)定的比例計(jì)入團(tuán)體總分。競(jìng)賽只計(jì)團(tuán)體競(jìng)賽成績(jī)，不計(jì)參賽選手個(gè)人成績(jī)。競(jìng)賽名次按照得分高低排序。3.在競(jìng)賽過程中，參賽選手如有舞弊、不服從裁判判決、擾亂賽場(chǎng)秩序等行為，裁判長按照規(guī)定扣減相應(yīng)分?jǐn)?shù)。情節(jié)嚴(yán)重的取消競(jìng)賽資格，競(jìng)賽成績(jī)記為零分。（二）評(píng)分項(xiàng)目評(píng)分項(xiàng)目?jī)?nèi)容如表2所示。表2評(píng)分項(xiàng)目?jī)?nèi)容項(xiàng)目競(jìng)賽內(nèi)容備注職業(yè)與安全意識(shí)（5%）團(tuán)隊(duì)組織、協(xié)作和紀(jì)律；遵守職業(yè)崗位要求；安全意識(shí)和安全措施光伏供電系統(tǒng)（30%）光伏電池板、光線傳感器的安裝擺桿、擺桿支架及投射燈的安裝投射燈電源線的布線與接線、光伏電池組件連接線的焊接光伏電池板開路電壓和短路電流數(shù)據(jù)的測(cè)量電源控制單元、DSP控制單元、人機(jī)對(duì)話觸摸屏、蓄電池組、直流電壓表、直流電流表、繼電器、負(fù)載等電器組件安裝與接線光伏供電系統(tǒng)PLC的安裝與接線光伏電池方陣手動(dòng)跟蹤模式程序設(shè)計(jì)與調(diào)試光伏電池方陣自動(dòng)跟蹤模式程序設(shè)計(jì)與調(diào)試光伏電池組件輸出參數(shù)測(cè)試光伏電池組件輸出特性曲線繪制蓄電池組的安裝蓄電池PWM充電測(cè)試風(fēng)力供電系統(tǒng)（30%）葉片、輪轂、發(fā)電機(jī)、機(jī)艙、塔架、側(cè)風(fēng)偏航控制單元等安裝與調(diào)試風(fēng)速儀的安裝與調(diào)試風(fēng)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝與調(diào)試電源控制單元、DSP控制單元、人機(jī)對(duì)話觸摸屏、蓄電池組、直流電壓表、直流電流表、交流電壓表、交流電流表、繼電器、負(fù)載等電器組件安裝與接線變頻器設(shè)置風(fēng)力供電系統(tǒng)PLC的安裝與接線風(fēng)力發(fā)電手動(dòng)模式程序設(shè)計(jì)與調(diào)試風(fēng)力發(fā)電自動(dòng)模式程序設(shè)計(jì)與調(diào)試風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出特性測(cè)試風(fēng)力發(fā)電機(jī)側(cè)風(fēng)偏航測(cè)試風(fēng)光互補(bǔ)能量切換接線與調(diào)試逆變與負(fù)載系統(tǒng)（15%）控制單元、DSP控制單元、逆變模塊、交流電壓表、交流電流表安裝、接線與調(diào)試SPWM調(diào)制波形的測(cè)試逆變H橋電路的測(cè)試死區(qū)測(cè)試與分析逆變器輸出電壓、電流測(cè)試逆變器輸出功率因數(shù)的測(cè)試逆變器輸出頻率的測(cè)試逆變諧波測(cè)試與分析過載保護(hù)、短路保護(hù)功能調(diào)試變頻器、交流電動(dòng)機(jī)的安裝、接線，交流調(diào)速功能調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)（20%）監(jiān)控系統(tǒng)的安裝與接線監(jiān)控系統(tǒng)與其他單元之間的通訊調(diào)試設(shè)計(jì)主界面，光伏供電系統(tǒng)界面，風(fēng)力供電系統(tǒng)界面，逆變與負(fù)載系統(tǒng)界面，風(fēng)光互補(bǔ)能量轉(zhuǎn)換界面，分別顯示各自的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)光伏供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實(shí)現(xiàn)光伏電池方陣自動(dòng)跟蹤風(fēng)力供電