首届世界职业院校技能大赛
“碳中和可再生能源工程技术”赛项
“工程实践操作”赛题
“工程实践操作”赛题
一、选手须知（请各位选手赛前务必仔细研读）
1.如出现赛题缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行赛题的更换。
2.总分100分。
3.参赛选手提交的试卷不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效。记录表中数据和文字用黑色水笔填写，要求字迹清晰，无法辨识时将视为无效。
4.选手在实操过程中应遵守竞赛规则和安全守则，确保人身和设备安全。如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值。
5.竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成贵重器件损坏，停止该队比赛，竞赛成绩作为零分。
6.在竞赛过程中，参赛选手如有舞弊、不服从裁判判决、扰乱赛场秩序等行为，裁判长按照规定扣减相应分数。情节严重的取消竞赛资格，竞赛成绩记为零分。
7.选手应爱惜设备，节约耗材，在竞赛过程中，不得踩踏连接导线、走线槽盖板等材料或工具。
8.选手在竞赛过程中根据赛题要求将各系统生成的运行记录或程序文件存储到赛题指定的目录及文件夹下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件均不予给分。
二、设备安装与连接
1.设备安装
（1）将“CPU核心模块”、“人机交互模块”正确安装在“能源转换储存控制系统”导轨上并固定。
（2）将“电网电压采样模块”安装在“并网逆变控制系统”网孔架内的正确位置上固定好。
2.设备连接
（1）将“CPU核心模块”与“人机交互模块”通过20P排线连接。
（2）根据表1，选择表中指定的线型，完成“CPU核心模块”的接线。连接的导线必须采用接线端子压接；套上赛场提供的号码管，号码管编号要求和接线表一致，号码管字符方向整个电气板一致。走线需放入线槽内，外露部分走线整齐。
序号 | 起始端位置 | 结束端位置 | 号码管 编号 | 导线 规格 | ||
模块名称 | 端子号 | 模块名称 | 端子号 | |||
1 | CPU核心模块 | J2：IN0 | 直流电压电流采集模块1 | J2：Vout1 | 243 | 12蓝 |
2 | J2：GND | J2：GND | 261 | 23黑 | ||
3 | J2：IN1 | J2：Vout0 | 242 | 12蓝 | ||
4 | J3：IN2 | 直流电压电流采集模块2 | J3：Vout1 | 245 | 12蓝 | |
5 | J3：GND | J3：GND | 262 | 23黑 | ||
6 | J3：IN3 | J3：Vout0 | 244 | 12蓝 | ||
7 | J4：IN4 | 温度告警模块 | J4：TM | 254 | 12蓝 | |
8 | J7：GND | 通信接口模块 | J8：GND | 287 | 23黑 | |
9 | J8：24V+ | 端子排XT | 2:9上 | 24V | 23红 | |
10 | J8：24V- | 3:3上 | 0V | 23黑 | ||
11 | J9：+5V | PWM驱动模块 | J1：+5V | 252 | 23红 | |
12 | J9：GND | J1：GND | 253 | 23黑 | ||
13 | J11：+5V | 温度告警模块 | J4：+5V | 259 | 23红 | |
14 | J11：GND | J4：GND | 260 | 23黑 | ||
15 | J11：RXD | 通信接口模块 | J9：R1OUT | 281 | 12蓝 | |
16 | J11：TXD | J8：T2IN | 284 | 12蓝 | ||
17 | J5：IN6 | 端子排XT | 5:8上 | WS | 23红 | |
18 | J5：GND | 5:9上 | WSGND | 23黑 | ||
19 | J5：GND | 5:6上 | SGND | 23黑 | ||
20 | J5：IN7 | 5:3上 | VOUT | 23红 | ||
（3）根据表2，选择表中指定的线型，完成“电网电压采样模块”的接线。连接的导线必须采用接线端子压接；套上赛场提供的号码管，号码管编号要求和接线表一致，号码管字符方向整个电气板一致。走线需放入线槽内，外露部分走线整齐。
表2 电网电压采样模块接线表
序号 | 起始端位置 | 结束端位置 | 号码管 编号 | 导线 规格 | ||
模块名称 | 端子号 | 模块名称 | 端子号 | |||
1 | 电网电压采样模块 | J1:24V+ | 端子排XT | 1:8上 | 24V | 23红 |
2 | J1:24V- | 2:4上 | 0V | 23黑 | ||
3 | J2:V_P | 驱动电路模块 | J4:V_P | 307 | 23红 | |
4 | J2:V_I | J4:V_I | 308 | 23黑 | ||
5 | J3:Vs | 接口模块 | J5:Vs | 313 | 12蓝 | |
6 | J3:AGND | J5:AGND | 314 | 12蓝 | ||
（4）连接“模拟光源跟踪装置”光伏输出与“模拟能源控制系统”光伏输入之间的航空插座，连接线号码管编号为：V1+、V1-、V2+、V2-、V3+、V3-、V4+、V4-。
3.上电步骤
按照电气操作规程要求上电。
三、软、硬件配置
1.能源转换储存控制系统电压电流表参数设置
图1是一个电压表和电流表的示意图，根据电压表和电流表面板提示，按照表3要求，设置各电压表和电流表的“通讯地址”和“波特率”，并保存退出。
序号 | 位置 | 名称 | 通讯地址[Addr] | 波特率[bAUd] |
1 | 能源转换储存控制系统 | 光伏输出电压表 | 04 | 9600 |
2 | 光伏输出电流表 | 01 | ||
3 | 蓄电池电压表 | 05 | ||
4 | 蓄电池电流表 | 02 | ||
5 | 并网逆变控制系统 | 逆变输入电压表 | 06 | |
6 | 逆变输入电流表 | 03 |
2.并网逆变控制系统逆变输出电量表参数设置
（1）设置“逆变输出电量表”的“通讯地址”和“波特率”，具体操作步骤如下：输入密码“0001”；将通讯地址设置为“007”；波特率设置为“9600”，并保存；进入电力参数界面。
四、系统调试
1.光伏发电系统
按照要求测试光伏发电系统特性参数，将测试的数据填在表4中，并在表中计算功率，记录数据不少于16组。数据记录前需向裁判员示意，在裁判员监督下记录数据。
（1）测试数据来源于光伏输出电压表、电流表，要求自行合理选取实时采集的数据测试点（必须包含短路点、开路点），使得所画曲线平滑。
（2）测试数据的选取，第一组为短路状态点、最后一组为开路状态点。
（3）光源强度调至最强。调节可调变阻器，测试光伏组件输出特性，并记录数据。电压数据精确到个位、电流数据精确到小数点后2位、功率数据精确到小数点后2位。
（4）绘制V-I、V-P曲线。找出最大功率，短路电流和开路电压值，记录在表5中。
序号 | 电压（V) | 电流（A) | 功率（W) | 选手 签赛位号 | 裁判 签字 |
1 | |||||
2 | |||||
3 | |||||
4 | |||||
5 | |||||
6 | |||||
7 | |||||
8 | |||||
9 | |||||
10 | |||||
11 | |||||
12 | |||||
13 | |||||
14 | |||||
15 | |||||
16 | |||||
17 | |||||
18 | |||||
19 | |||||
20 | |||||
21 | |||||
22 | |||||
23 |
注：可调电阻调到最小值时，视为短路，光伏输出电流表的电流值为短路电流，记入表内。
最大功率 | 短路电流 | 开路电压 |
2.风力发电系统
（1）记录变频器上电，但未启动时“蓄电池电压表”、“蓄电池电流表”上的数据到表7中。数据记录前需向裁判员示意，在裁判员监督下记录数据。
（2）根据表6中提供的设定值设置变频器参数。
参数号 | 设定值 | 名称 | 内容 |
ALL.CL | 1 | 参数全部清除 | 参数恢复为初始值 |
P. 1 | 30.00 | 上限频率 | 设定输出频率的上限 |
（3）设置变频器参数：进入“PU运行模式”将频率设定在“27.00Hz”并确定。启动“变频器”，记录“蓄电池电压表”、“蓄电池电流表”上的数据到表7中。数据记录前需向裁判员示意，在裁判员监督下记录数据。
变频器工作状态 | 蓄电池 | 选手 签赛位号 | 裁判 签字 | |
电压（V) | 电流（A) | |||
停止 | ||||
启动 | ||||
（4）停止“变频器”并断电。
3.能源转换储存系统
（1）操作充放电控制器的按键，设定如下参数：电池停充电压：29.84V；负载停机电压：22.06V；负载开机电压：23.94V。
（2）启动光伏发电，操作人机交互模块，调整PWM输出占空比，当蓄电池电流表达到最大值时，记录光伏输出、蓄电池的电压、电流数据，要求电压数据精确到小数点后1位、电流数据精确到小数点后2位。数据记录前需向裁判员示意，在裁判员监督下记录数据。
光伏输出 | 蓄电池 | 选手 签赛位号 | 裁判 签字 | ||
电压（V) | 电流（A) | 电压（V) | 电流（A) | ||
4.并网逆变发电系统
关闭光伏发电，分别记录“离网逆变器”工作前后，“离网负载”工作状态，“蓄电池电压表”、“蓄电池电流表”上的数据，要求电压数据精确到小数点后1位、电流数据精确到小数点后2位。数据记录前需向裁判员示意，在裁判员监督下记录数据。
离网逆变器 | 离网负载 工作状况 | 蓄电池 | 选手签赛位号 | 裁判签字 | |
电压（V) | 电流（A) | ||||
工作前 | |||||
工作后 | |||||
五、电气设计任务
要求选手根据赛场提供的“模拟能源控制系统(光伏)接线图模板”和“模拟能源控制系统(光伏)电气图”（位于电脑桌面“碳中和可再生能源工程技术\电气设计”文件夹中），利用CAD软件，完成模拟能源控制系统（光伏）和模拟光源跟踪装置的接线图设计。
1.接线图模板统一提供。绘制接线图所用器件符号均已在的接线图模板中布置完成，请不要随意变更器件布局。
2.接线图绘制要求：
接线图样例
（1）连接的导线用实线表示，采用中断线画法，接线位置在实心圆点中心处。连接线宽0.35mm，上下出线；若同一端点出线两根，则第2根线从第1根线的右侧出线。画法见如下示例：
（2）连接导线上的线号（如：24V、I0.3等）采用宋体，字体高度2.5，宽度因子为1。
（3）导线连接点的标记采用“项目代号：端子代号”的方式，如：接线图样例中器件SA3的3脚连接线的“-SA4：1”，表示此处连接至器件SA4的1脚，对应器件SA4的1脚连接线的“-SA3：3”，表示此处连接至器件SA3的3脚。导线连接点标记采用宋体，字体高度2.5，宽度因子为1。
（4）连接导线规格、颜色等标注采用仿宋字体，字体高度1.5，宽度因子为1。
3.根据“模拟能源控制系统(光伏)电气图”，在接线图模板中完成空气开关（PLC、开关电源、光源调节模块）、可编程逻辑控制器、步进驱动器（模拟太阳光源、上下控制、左右控制）及对应步进电机、开关电源、光源调节模块、模拟太阳光源、光源控制按钮、开始按钮、停止按钮、急停按钮、光电传感器变送器、限位开关、接地排之间的电气接线图绘制。
4.绘制好的接线图以“模拟能源控制系统(光伏)接线图+赛位号.dwg”的方式命名，如01号赛位选手，文件命名为“模拟能源控制系统(光伏)接线图01.dwg”，并保存在位于电脑桌面“碳中和可再生能源工程技术\电气设计”文件夹中。
注意：接线图CAD文件保存格式不高于2010版本。