分布式光伏工程的装调与运维赛项样题.docx
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分布式光伏工程的装调与运维赛项样题
2018年职业院校技能大赛
欧阳光明（2021.03.07）
分布式光伏工程的装调与运维赛项
（中职组）
样题
第一部分竞赛须知
一、竞赛纪律要求
1、正确使用设备与工具，严格遵守操作安全规范。
2、竞赛过程中如有任何问题，必须向现场裁判举手示意，不得扰乱赛场秩序。
3、遵守赛场纪律，尊重监考或裁判人员，服从安排。
二、职业素养与安全意识
1、完成竞赛任务，根据操作规范完成所有竞赛任务，注意用电安全。
2、保持竞赛工位、工作台表面整洁，工具摆放、零碎导线等处理符合职业岗位规范要求。
3、遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱护赛场设备、器材。
三、扣分项
1、在完成竞赛过程中，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10～20分，损坏两次及以上者取消竞赛资格。
2、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5～10分，情节严重者取消竞赛资格。
四、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，所提供的所有纸质材料不得带离赛场。
2.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检查结果，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；如器件或设备经测定完好，属选手误判时，器件或设备的认定时间计入比赛时间，酌情对该小组总成绩扣分1～5分；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。
五、注意事项
1.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。
2.竞赛任务中所使用的各类软件工具都已安装至工作站，各类说明文件等都已拷贝至工作站的“桌面:
\竞赛参考资料”路径下，请各参赛队根据竞赛任务合理调配使用。
3.竞赛过程中请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，切勿调整接线，若选手自行调整，由此造成的影响由选手自行承担，不予以延时。
4.竞赛结束时，务必保存设备配置，不得拆除硬件的连接，严禁对设备设置密码。
5.竞赛结束时，工作站须处于开启状态，使其处于任务要求的项目工程操作界面。
6.AutoCAD制图部分的任务，须按任务要求对文件进行命名，在开考后90分钟之内拷贝至U盘后，提交给现场裁判；
7.任务要求的答题内容，须按要求填入答题纸指定位置。
第二部分竞赛平台介绍
一、注意事项
1、检查硬件设备、电脑设备是否正常。
检查竞赛所需的各项设备、软件和竞赛材料等。
2、竞赛任务中所使用的各类软件工具、软件安装文件等，都已拷贝至电脑上，请自行根据竞赛任务要求使用。
3、竞赛过程中请严格按照竞赛任务中的描述，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，请勿变动。
4、竞赛任务完成后，需要保存设备配置，不要关闭任何设备，不要拆动硬件的连接，不要对设备随意加密。
二、竞赛环境
1.硬件环境
序号
设备名称
型号
单位
数量
1
分布式光伏工程实训系统
Demeter131A
套
1
2
工作站（计算机上有标注）
台
2
2.辅材及工具（工位上已经安装部品不在表中列出）
序号
名称
数量
1
Demeter131A实训标准工具包
1套
2
Demeter131A实训标准耗材包
1套
3
U盘
1个
4
下载器
1个
5
中性笔
4支
6
空白A4纸
10张
7
任务书（纸质）
1份
8
竞赛参考资料（电子档）
1份
3.配套软件及说明（已安装至计算机上）
序号
名称
数量
1
分布式光伏仿真规划软件
1套
2
分布式光伏智能运维系统（网址）
1套
3
MirosoftOffice2010
1套
4
福昕阅读器
1套
5
AutoCAD2010
1套
6
PLC软件
1套
7
Keil5
1套
8
stc-isp-15xx-v6.85I
1套
三、答题注意
1.AUTOCAD制图内容需在开考后90分钟之内提交。
三、竞赛任务
一、分布式光伏工程的安装与部署（30分）
1．分布式光伏工程的电气图绘制
要求在提供的图框里，用AutoCAD块文件（“桌面:
\竞赛参考资料”，文件名《AutoCAD块文件及图框》）绘制下列两份电气图，并对文件命名如下：
《集中控制模块-光伏控制器接线图》
任务要求：
（1）接线图中分为三个图层：
端子号标注、线径标注、主图层；端子号标注文字全部在“端子号标注”图层中，线径标注文字全部在“线径标注”，其他则在“主图层”中；
（2）接线图图中要标注清楚相关设备、器件名称，设备、器件名称以设备安装板上的名称为准；
（3）接线图要标注清楚设备、器件的端子号（接线端子）及端口名称；
（4）接线图中端子标注文字颜色为红色、线径标注文字颜色为蓝色，线路连接中正极及火线为红色、负极及零线为黑色、地线为绿色；
（5）接线图要与实际接线相符；
（6）线图中用到的部件符号符合相关规范；
（7）使用AutoCAD2010绘制，绘制完成后保存至U盘。
2．分布式光伏工程的设备安装
分布式光伏工程实训平台已安装部分设备，根据任务要求完成数据采集模块、通讯模块、环境感知模块等设备的安装。
2.1数据采集模块的安装
（1）完成数据采集模块上的设备安装，从左至右依次为交流电压电流组合表1、交流电压电流组合表2、直流电压电流组合表1、直流电压电流组合表2；双向电能表、单相电能表从左至右安装在空气开关组右侧；
（2）要求设备安装须符合工程安装工艺标准，设备安装牢固、美观。
2.2通讯模块、环境感知模块的安装
（1）完成光照度传感模块、温湿度传感模块、LORA通讯模块1的安装，要求使其能够正常采集电站并网逆变器的环境参数。
（2）完成LoRa通讯模块2、光伏运维终端、智慧运维采集器、交换机的安装；
（3）要求设备安装须符合工程安装工艺标准，设备安装牢固。
3.分布式光伏工程实训系统接线
3.1实训台体设备接线
分布式光伏工程的部分接线已完成，要求完成数据采集模块、通讯模块、环境感知模块、负载模块及集中控制模块的接线，要求如下：
（1）直流电压电流组合表1能够正常显示光伏单轴供电单元或可调直流稳压电源的各项数据；直流电压电流组合表2能够正常显示光伏控制器输出的各项数据；
（2）完成直流电压电流组合表1、直流电压电流组合表2、交流电压电流组合表1、交流电压电流组合表2、双向电能表、单相电能表的485通讯线路连接，完成温湿度传感器、光照度传感器、LORA通讯模块1的485通讯线路连接；
（3）实现直流负载各工作状态单独可控；
（4）完成光伏控制器输入、蓄电池接入、光伏控制器输出的线路连接；完成PLC、开关按钮盘、继电器组、接触器组线路的连接；
（5）要求实现“继电器与接触器的定义”表1所定义的功能内容。
表1继电器与接触器的定义
继电器KA1
控制直流灯-红色状态
继电器KA2
控制直流灯-绿色状态
继电器KA3
控制直流灯-黄色状态
继电器KA4
控制直流灯-蜂鸣器状态
继电器KA5
控制离网供电开关
继电器KA6
控制离网输出
继电器KA7
控制并网（市电）输出
继电器KA8
控制交流灯工作
继电器KA9
控制交流风扇工作
接触器KA10
控制市电接入
接触器KM1
控制直流输入
接触器KM2
控制光伏控制器输入
接触器KM3
控制蓄电池输入
接触器KM4
控制并网逆变器输入
接触器KM5
控制智能离网微逆变系统输入
3.2系统接线整体要求：
（1）要求设备接线须符合工程接线工艺标准，设备接线牢固、走线合理;
（2）设备接线须按照设备上的接口标识进行正确的连接；
（3）导线须安装相应的号码管标识，要求号码管字母读序合理、正面朝外易于观察。
如图1所示：
图1接线示意图（以现场提供的号码管标识为准）
（4）
U型冷压端子压线时裸端头压痕在正面端头管部的焊接缝上，保证压接牢固，U型冷压端子正面不得露铜且保证号码管遮住压线钳咬痕，管型端子也需用号码管遮住塑料套管；不允许2根导线接入1个冷压端子，应使用专用并线端子，如图2所示：
图2冷压端子示意图（以现场提供为准）
（5）布线原则上都应在线槽内，特殊线路需在线槽外布线的导线（端子排）必须使用缠绕管缠绕；接线完成后应盖紧线槽盖；
二、分布式光伏实训系统的调试与运维（55分）
1.分布式光伏工程实训系统本地控制的调试与运行
根据下表要求完成本地控制功能的程序编写，并进行本地控制整体功能的调试与运行。
表4本地控制功能要求
按键
功能说明
急停按钮
在任何情况按下，立即断开当前所有功能、动作，所有继电器在执行动作时、相应按钮指示灯常亮；
K1
第一次按钮自锁，直流灯进入红灯状态;
第二次按钮自锁，直流灯切换到绿灯状态；
第三次按钮自锁，直流灯切换到黄灯状态；
第四次按钮自锁，直流灯切换到蜂鸣器状态；
第五次按钮自锁，直流退出所有工作状态。
（循环切换）
K2
第一次按下按钮，智能离网微逆变系统进入工作状态；
第二次按下按钮，智能离网微逆变系统退出工作状态。
K3
第一次按钮自锁，离网系统给负载供电；
第二次按钮自锁，并网系统给负载供电；
第三次按钮自锁，断开对负载的所有供电。
（循环切换）
K4
第一次按下按钮，交流灯进入工作状态；
第二次按下按钮，交流灯退出工作状态。
K5
第一次按下按钮，交流风扇进入工作状态；
第二次按下按钮，交流风扇退出工作状态。
K6
第一次按下按钮，市电接入；
第二次按下按钮，市电断开。
K7
第一次按下按钮，可调直流稳压电源输出接入；
第二次按下按钮，可调直流稳压电源输出断开。
K8
第一次按下按钮，光伏控制器输入接入；
第二次按下按钮，光伏控制器输入断开。
K9
第一次按下按钮，蓄电池接入；
第二次按下按钮，蓄电池断开。
K10
第一次按下按钮，并网逆变器输入接入；
第二次按下按钮，并网逆变器输入断开。
2.分布式光伏工程远程监控系统的调试与运行
2.1分布式光伏电站的通讯配置
根据以下要求，完成数据采集模块、环境感知模块、LoRa通讯模块的通讯配置与运维。
（1）数据采集模块配置
完成交流电压电流组合表1设备地址3、交流电压电流组合表2设备地址4、单相电能表的设备地址8及波特率9600，无校验通信设置，实现与组态软件的通讯。
（2）环境感知模块配置
完成温湿度传感器的设备地址2及波特率9600的通信设置，实现与组态软件的通讯。
2.2分布式光伏电站的配置与调试
根据已提供的电站组态内容的配置，完成剩余配置，实现对直流电压电流组合表1、温湿度传感器、双向电能表的各项数据实时采集、实时显示；按钮组态；曲线显示。
（1）电站系统组态I/O配置
完成数据采集模块交流电压电流组合表2设备地址4、温湿度传感器设备地址2及波特率都为9600，无校验的I/O配置。
（2）电站系统组态数据库配置
完成数据采集模块交流电压电流组合表2电压、电流，温湿度传感器的温度、湿度，所有远程控制按钮的数据库组态配置。
（3）电站系统组态动画连接配置
①监视界面：
电站实时显示通过LoRa发送的温度、湿度、光照度数据；交流电压电流组合表2的电压、电流及功率数据。
②操作界面：
通过按钮组态实现复位按钮、急停按钮、K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10对电站的远程控制，远程控制的按钮功能要求与本地开关按钮盘上的功能一致。
2.3分布式光伏电站数据管理
（1）曲线界面
实时显示组件电压及离网逆变器电压，时间范围1分钟，采样周期1秒，并标注相关单位。
两个曲线正常显示半分钟后进行截图并保存在“桌面\答题”，保存的文件命名为《远程监控-曲线界面》。
3.分布式光伏智能运维系统的电站建立与运维
根据已提供的门户网址、用户账户及密码，实现分布式新能源数据监控运营管理中心对分布式光伏工程实训系统的数据监控。
3.1电站建立及配置：
（1）在分布式光伏智能运维系统上，新建一个电站，电站命名为“日期（XXXX）+工位号+AM/PM”；
（2）对新建电站进行全额上网配置，实现分布式光伏智能运维系统对分布式光伏电站的数据监控。
3.2电站运行：
运行分布式光伏电站，使分布式光伏智能运维系统能够读取电站发电电量、当前供电功率等电站监控的数据，并根据最终并网时间、发电量等相关参数科学评分。
三、分布式光伏工程仿真规划（10分）
某学校位于东经100度，北纬22.0度，地形图如下图3所示。
图3某学校能源地图
在该校园中，负载功率为921.6KW，平均每天耗能14745.6KWh电能。
拟在校园建筑物楼顶上安装分布式光伏发电系统，为充分利用可再生能源，减小对电网的冲击影响，要求分布式光伏电站采用以自发自用为主，多余电量上网的并网模式，且配电容量不超过0.3。
根据系统设计要求，在需建设光伏电站的筑物楼顶放置的适量光伏模型，使该分布式光伏电站建设成本、发电成本及发电累积收益最优。
分布式光伏系统的仿真项目以“XX市职业高级中学（范例地图）”为模型，完成。
方案设计名称为“日期（XXXX）+工位号+AM/PM”。
1.模型参数设置说明
（1）校园负载功率为921.6KW，平均每天耗能14745KWh电能；每格单位面积256平方米，能耗幅度在10%以内；拟在校园建筑物楼顶上安装分布式光伏发电系统。
（2）当年采用最佳倾斜角安装方式的支架成本占总成本的7%。
光伏组件转换效率为18%，
（3）光伏电站项目周期20年，成本周期20年；电站建设后第一年输出功率下降2%，在后续的项目周期内，每年下降1%；
（4）如果光伏系统采用最佳倾斜角安装方式，每方格内光伏组件面积占比33.0%，发电整机效率80%。
如果采用标准平单轴，带倾角平单轴、斜单轴跟踪、双轴跟踪其相对最佳倾斜角安装方式与支架增加成本、发电量、占地面积关系如下表5所示。
表5安装方式与成本、发电量、占用面积
类型
成本
（元/W）
发电量增益
（%）
占用面积增
（%）
最佳倾角固定
0.5
100
100
平单轴
标准平单轴
1.4
110-115
100
带倾角平单轴
1.8
115-120
120
斜单轴跟踪
2
120-125
150
双轴跟踪
3.5
130-140
180
（5）光伏电站安装于建筑平面楼顶上。
2.项目任务要求
（1）根据规划平台中每格面积、组件转换效率、每方格内光伏组件面积占比，分析单位每格面积的光伏发电安装容量，并在“方案设计”的“光伏容量”中设置正确值。
（2）设光伏组件采用最佳倾斜角安装方式，根据方案设计中的“设计详情”，查询当地气象参数，在方案设计的“组件倾角”中设置正确值，使光伏发电系统年发电量最大。
（3）根据项目“模型参数设置说明”要求，对方案设计中的“方式选择”、“支架选择”、“运维次数”及“光伏类型”和组件容量设置，完成分布式光伏发电项目设计，使该方案的“每度电成本”、“建设成本”、“现金流”、“成本回收期”等参数最优。
四、职业规范与安全生产（5分）
参赛选手在职业规范、安全规范、工作计划、团队合作等方面的职业素养表现。
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