全国职业院校技能大赛改革试点赛分布式光伏系统的装调与运维任务书01Word下载.docx
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（一）在比赛开始30分钟内，完成竞赛平台硬件、软件及竞赛材料的检查确认是否正常，并填写现场下发的竞赛设备确认表；
比赛开始30分钟后收取竞赛设备确认表。
（二）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\竞赛资料”路径目录，请各参赛队根据竞赛任务合理调配使用。
（三）设备第一次上电，参赛队须举手示意裁判请求通电，裁判与技术服务人员共同在工位前监督；
学生现场完成上电检测，确认设备检测无误后，经裁判和技术服务人员许可，参赛队填写上电检测确认单并签字确认后方可上电；
参赛队对上电结果负责。
（四）竞赛过程中，选手应及时保存竞赛成果；
竞赛结束前，务必按要求完成离场确认单的填写。
（五）竞赛结束时，不得拆除硬件的连接，严禁对设备设置密码；
须断开实训设备上的所有空开。
（六）竞赛结束时，工作站严禁关机，退出组态软件；
务必保存设备配置，严禁对设备设置密码。
第二部分工程项目背景与任务概述
一、工程项目背景
拟某总包公司承接了一个分布式光伏电站建设的项目，要求本电站具备如下功能：
1.能够实现离网发电、并网发电方式的运行；
2.需要有配套的保护装置；
3.需要有配套的数据采集、电能计量、通讯等装置；
4.需要有配套的本地控制系统；
5.需要有配套的远程监控系统；
6.需要有配套的智能运维管理系统。
二、任务概述及作品呈现要求
分布式光伏系统的装调与运维任务概述及作品呈现要求表2.2.1所述。
表2.2.1任务概述及作品呈现要求
序号
任务概述
作品呈现要求
1
分布式光伏系统的安装与部署
在分布式光伏工程实训系统上实现各功能模块装置的安装、配置、线路连接。
满足分布式光伏电站及控制系统的功能及工艺要求。
对完成安装部署的光伏电站进行电站施工检测验收，并提交阶段性验收报告。
系统安装部署验收报告。
2
分布式光伏系统
的运行与维护
基于可编程控制器控制系统的程序开发、调试及运行。
满足本地控制功能的结果呈现。
基于组态软件的分布式光伏远程监控系统的开发、调试、运行及监测。
满足分布式光伏远程监控系统的功能要求。
完成调试，编写光伏电站运行测试报告。
光伏电站运行测试报告。
对光伏电站的故障进行故障排查、修复及修复后的检测。
故障分析报告。
3
分布式光伏工程规划
分布式光伏系统的电站建立及智能运维。
仿真规划软件中保存建立的方案信息。
第三部分竞赛任务
任务一、分布式光伏系统的安装与部署（21分）
（1）分布式光伏系统的线路连接（16分）
分布式光伏系统的设计图纸（见“桌面\竞赛资料\施工图纸”文件夹）已由需求方提供，本阶段选手作为施工人员，根据需求方提供的设计资料及工程要求，完成分布式光伏电站的安装部署工作。
1.分布式光伏系统的设备安装
分布式光伏工程实训平台已安装部分设备，根据任务要求完成通讯模块、环境感知模块的安装：
完成光照度传感器、温湿度传感器及LoRa通讯模块1的安装，要求使系统能够采集光伏组件的环境参数，模块安装牢固，布局美观且符合工程规范要求。
2.分布式光伏系统的线路连接
分布式光伏工程实训系统部分接线已完成，结合“桌面\竞赛资料”文件夹里《分布式光伏系统原理图》、赛题中确定的功能要求、线路要求及工艺要求完成分布式光伏系统的接线，要求如下：
（1）光伏组件、蓄电池经由集中控制模块至光伏控制器的线路连接；
（2）可调直流稳压电源经由集中控制模块至并网逆变器输入端口的线路连接；
（3）光伏组件线路连接：
光伏组件方阵由四块光伏组件采用两并两串的方式连接，给光伏控制器提供输入（给光伏控制器提供输入时，光伏组件最大输出电压不超过50V）；
（4）可调直流稳压电源线路连接：
仅给并网逆变器提供输入的线路连接（给并网逆变器提供输入时，可调直流稳压电源最大输出功率不得超过700W）；
（5）数据采集模块线路连接：
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、单相电能表及双向电能表的线路连接；
（6）通讯线路连接：
①温湿度光照度传感器、智能离网微逆变系统、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、单相电能表及双向电能表的通讯线路连接；
②交换机、PLC的通讯线路的连接；
（7）负载线路连接：
①直流负载：
直流负载1（红灯）、直流负载2（绿灯）、直流负载3（黄灯）及直流负载4（蜂鸣器）控制线路的连接；
②交流负载：
交流负载1（交流灯1）、交流负载2（交流灯2）、交流负载3（交流风扇）控制线路的连接（上方为交流负载1，下方为交流负载2）；
（8）集中控制模块线路连接：
①PLC至开关按钮盘线路的连接；
②PLC至继电器及接触器线路的连接等；
（9）电源线路连接：
①PLC的24V电源线路连接；
②温湿度传感器及光照度传感器电源线路连接；
③4块电压电流组合表电源线路连接（4块电压电流组合表采用24V供电，不是以220V供电，表上标示的L/N对应的➕/➖）；
④智能离网微逆变系统的功率电源线路连接。
（10）柔性工位左侧端子排的光伏单轴航空线缆20芯的连接；
表3.1.1光伏单轴20芯航空线缆定义
线缆编号
编号定义
01
PLC-24
02
PLC-0
03
摆杆向东限位
04
摆杆向西限位
05
摆杆垂直限位
06
组件向东限位
07
组件向西限位
08
光敏传感器东限位
09
光敏传感器西限位
10
未使用
11
模拟光源1
12
模拟光源2
13
组件向东运行
14
组件向西运行
15
摆杆向东运行
16
摆杆向西运行
17
单轴光伏输入（PV+）
18
单轴光伏输入（PV-）
19
20
（11）空气开关到各控制对象线路连接，继电器从左至右的编号依次为KA1~KA11；
接触器从左至右的编号依次为KM1~KM5；
下排空气开关从左至右依次为QF4~QF11。
数据采集模块从左至右依次为交流表1（P1）,交流表2（P2），直流表1（P3），直流表2（P4）。
3.设备安装接线工艺要求：
（1）设备安装须符合工程安装工艺标准，设备安装牢固、美观；
（2）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；
（3）设备接线须按照设备上的接口标识进行正确的连接；
（4）冷压端子的使用：
每根导线的两端都必须使用冷压端子；
使用冷压端子时不得出现露铜；
（5）U型冷压端子压痕要求：
U型冷压端子裸端头压痕在正面端头管部的焊接缝上，保证压接牢固且装配时正面朝外，如图3.1.1所示：
图3.1.1U型冷压端子压线钳压痕示意图（以现场提供的U型冷压端子为准）
（6）号码管的使用：
号码管标识号按照提供的标识数码有序连接，号码管标识读序合理且正面朝外易于查看。
号码管标识示意图如图3.1.2所示；
要求号码管能遮住U型冷压端子的压线钳压痕或遮住管型冷压端子的塑料套管；
如图3.1.3所示：
图3.1.2号码管标识示意图（以现场提供的号码管标识为准）
图3.1.3号码管套用示意图（以现场提供的号码管为准）
（7）接线须使用正确颜色的导线：
火线及直流正极使用红色导线、零线及直流负极使用黑色导线；
PLC的输入输出信号线使用白色导线；
其他类型，导线的颜色由选手自定义；
（8）并线要求：
某个接线端子需要接入2根及以上导线时，不允许使用U型冷压端子；
（9）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；
（10）接线须确认标识的输入、输出，正负极，零火等标识，正确连接，以免损害设备，严禁带电接线操作；
（11）接线耗材的使用要求：
在竞赛现场提供的耗材范围内对耗材进行合理分配及使用，竞赛时不额外提供耗材。
（二）分布式光伏系统的检测（5分）
遵照用电操作规范对已完成接线的设备进行检测及调试。
（1）上电前检测
在分布式光伏系统第一次上电前，使用钳形表对已完成接线的线路进行检测，确保上电安全；
并按要求把检测结果填入竞赛现场下发的《上电前检测表》。
（2）工程项目阶段性验收
在完成接线及上电前检测且确认无误后，根据工程验收项目要求，对分布式光伏系统进行项目完工验收。
任务二、分布式光伏系统的运行与维护（54分）
本阶段选手作为分布式光伏系统建设项目组的系统调试人员，需根据需求方提供的设计图纸及功能要求，完成对系统电气控制、监控功能的开发调试。
实现分布式光伏发电系统电力的生产和分配功能；
实现对分布式光伏发电系统的监测和管控；
并完成电站运行检测、完工后的资料整合交接等工作内容。
（1）分布式光伏系统的本地控制（16分）
要求在“桌面\竞赛资料”文件夹中的“分布式光伏系统.gx3”PLC程序基础上，通过开关按钮盘上的手动按钮及PLC编程实现本地控制功能，并进行本地控制整体功能的调试与运行。
开关按钮盘上的手动按钮布局示意图如图3.2.1所示。
图3.2.1手动按钮布局示意图
手动按钮及PLC编程要求如表3.2.1所示：
表3.2.1本地控制功能要求
按键
功能说明
急停按钮
在任何情况按下急停按钮：
PLC立即关闭所有输出，但不改变复位旋钮的模式；
急停按钮复位后：
不会恢复急停前的功能。
复位旋钮
复位旋钮旋转在左侧：
自动关闭发电模式2的所有功能，仅可运行发电模式1的功能；
复位旋钮旋转在右侧：
自动关闭发电模式1的所有功能，仅可运行发电模式2的功能。
发电模式1（光伏离网发电系统）功能如下：
K1
K1作为辅助按钮
K2
K2自锁：
开启光伏离网发电系统；
当开启光伏离网发电系统后，光伏离网发电系统采用自动运行方式如下：
当处于白天晴天条件下，光伏单轴自动逐日实现光伏电站以最大功率输出，蓄电池充电，所有交流负载及直流红灯运行；
当处于白天阴雨天条件下，光伏单轴自动逐日实现光伏电站以最大功率输出，蓄电池充电，所有交流负载运行，且交流负载以外的任何负载无法开启；
当处于晚上黑夜条件下，光伏电站停止供电，由蓄电池供电，直流负载红灯运行，且直流负载红灯以外的任何负载无法开启。
（天气条件为前提条件，开启两个模拟光源代表白天晴天；
开启任意一个模拟光源代表白天阴雨天；
无模拟光源开启代表晚上黑夜。
）
K2解锁：
关闭光伏离网发电系统及所有负载。
（后续按钮操作，按照上述顺序实现循环。
注：
光伏板表面与模拟太阳光线垂直，此时光伏输出功率最大；
智能离网微逆变系统开启顺序，开启时必须先开启信号源输入（KA2），再开启功率源输入（KM1）；
智能离网微逆变系统关闭时，必须先关闭功率源输入（KM1），再关闭信号源输入（KA2）。
未按照此顺序关闭智能离网微逆变系统的，造成设备损坏，按照竞赛规则扣分处理。
K3
第一次按K3：
开启模拟光源1；
第二次按K3：
保持模拟光源1亮，开启模拟光源2；
第三次按K3：
同时关闭模拟光源1、2。
K4
拟光伏组件逐日模式有主动逐日（不跟踪光源运行）及引导逐日（跟踪光源运行），K4作为光伏组件逐日模式切换键。
K4第一次自锁：
光伏组件先复位至东限位处，1秒后开始向西方向主动逐日，运行至西限位处停止；
K4第二次自锁：
自动开启模拟光源，光伏组件以引导逐日模式运行；
光源摆杆复位至东限位处，1秒后光源摆杆开始向西方运行，运行至西限位处继续向东运行，触发东限位时继续向西运行，如此循环；
K4每次解锁：
立即关闭自锁时开启的所有功能。
K5
K5自锁：
同时打开直流负载黄灯及绿灯控制开关；
K5解锁：
同时关闭直流负载黄灯及绿灯控制开关。
K6
K6自锁：
交流灯1、交流灯2的控制开关依次以0.5Hz的频率循环开启/关闭，以打开交流灯1控制开关关闭交流灯1控制开关打开交流灯2控制开关关闭交流灯2控制开关为一个循环轮；
K6解锁：
交流灯2熄灭至交流灯1未开启之间K6解锁，则关闭交流灯所有开关，不再循环；
在交流灯1开启之后到交流灯2灭之前K6解锁，则关闭交流灯1及交流灯2所有开关、打开蜂鸣器开关；
在K6开启蜂鸣器开关的情况下：
K1自锁可关闭蜂鸣器开关，K1解锁后，蜂鸣器不会再恢复K1解锁前的功能。
（后续K6按钮操作按照上述顺序实现循环。
发电模式2（光伏并网发电系统）功能如下：
K7
K7第一次自锁：
打开市电输入开关；
K7第二次自锁：
关闭市电输入开关。
（后续按钮自锁，按照上述顺序实现相关功能。
K8
拟设备上的可调直流稳压电源为分布式光伏电站，直流负载作为警示灯；
K8自锁：
开启光伏并网发电系统及所有交流负载；
当开启光伏并网发电系统后，光伏并网发电系统采用自动运行方式如下：
当光伏电站输出功率小于350W时，直流红灯持续闪烁示警，2秒后光伏并网发电系统自动关闭并网输出，由电网向负载供电，实现所有交流负载运行；
当光伏电站输出功率大于350W、小于650W时，直流黄灯持续闪烁示警，2秒后光伏并网发电系统自动切换为全额并网模式，不开启除黄灯以外任何负载；
当光伏电站输出功率大于等于650W时，直流绿灯持续闪烁示警，2秒后光伏并网发电系统自动切换为自发自用余电上网模式，实现所有交流负载运行；
K8解锁：
关闭光伏并网发电系统及所有交流负载。
（后续按钮操作，按照上述顺序实现相关功能。
K9
K9按钮自锁：
判断光源灯杆位置。
若摆杆位置在中轴偏东亮直流红灯；
若摆杆位置在中轴偏西亮直流绿灯；
K9按钮解锁：
关闭K9自锁时所有功能。
选用光敏传感器作为判断依据，进行闭环设计，最终达到要求。
K10
K10自锁：
一键启动抵御自然灾害模式。
复位光伏组件，调整角度为垂直于地面垂线；
复位光源摆杆，调整角度为垂直于地面；
所有PLC输出均断开，且后续按任何功能按钮（除本身按钮与急停按钮以外）均不动作。
K10解锁：
关闭抵御自然灾害模式，但不恢复K10自锁前及K10自锁状态下其它按钮（除急停按钮）的所有功能；
复位及K1~K8按钮可正常操作。
1.上表中“打开**开关”仅要求接通相应的继电器及接触器；
“**负载常亮/闪烁/运行”则要求负载能够处于工作状态；
2.默认开关按钮盘上按钮初始状态均为弹起状态（解锁）。
（2）分布式光伏系统的远程监控（21分）
根据需求方提供的功能要求，在现有的分布式光伏远程监控系统的基础上进行定制化需求更改、调试，最终实现对分布式光伏系统的监测和管控运行，并完成电站运行检测。
现有的分布式光伏远程监控系统见“桌面\竞赛资料\“分布式光伏系统远程监控程序.PCZ”文件。
需要完成的优化项目如下：
1.分布式光伏电站的配置
根据功能要求及现场下发的相关配置对分布式光伏电站的相关器件进行配置，实现与远程监控系统的通讯。
2.分布式光伏电站的系统组态
（1）登录界面：
创建两个用户账户，用户等级分别为“操作工级”与“系统管理员级”。
操作工级：
用户的账号为abc，密码为123，仅可对操作界面进行查看及操作；
系统管理员级：
用户的账号为admin，密码为123456，可对操作界面、监控界面、运维界面均可进行查看及操作；
当账号及密码均输入正确时，点击登录按钮后延时2秒进入相应权限的界面（操作工进入操作界面“光伏离网发电系统”页面，系统管理员进入监控界面）；
当账号或密码输入错误时，点击登录按钮后无法进入登录界面以外的任何界面，并跳出弹窗，在弹窗上显示“当前用户账号或密码错误”；
再次输入正确的账号密码后，点击登录按钮后延时2秒仍可以进入相应权限的界面。
（2）操作界面
制作两个页面，分别命名为“光伏离网发电系统”、“光伏并网发电系统”。
图3.2.2远程控制功能控件
直流负载交流负载离网/并网指示灯交流风扇
导线器件继电器/接触器开关电网
图3.2.3系统框图控件
图3.2.4系统框图案例
①“光伏离网发电系统”页面：
Ø
使用图3.2.2的控件图标制作《分布式光伏系统原理图》中光伏离网发电系统及所有交直流负载的控制开关按键。
按键自锁：
开启设备上对应的继电器或接触器；
按键解锁：
关闭设备上对应的继电器或接触器；
KM3与KM5、KA6与KA7互锁功能与设备上的功能保持一致；
采用的功能按键在自锁时控件颜色为绿色，按钮上的显示文本为“ON”；
解锁后控件颜色为灰色，按钮上的显示文本为“OFF”。
使用图3.2.3所用的控件绘制光伏离网发电系统的系统框图，实现光伏离网发电系统的动画显示，系统框图案例如图3.2.4。
要求系统框图必须包含光伏单轴供电单元、蓄电池、光伏控制器、智能离网微逆变器系统、24V开关电源、所有负载、继电器、接触器及指示灯；
要求系统框图中器件的连接方式、器件的名称及功能与“任务一”中的接线要求一致，并能与设备同步运行；
要求系统框图中的继电器与接触器与设备同步接通、断开；
要求系统框图中的离网系统输出指示灯亮时为绿色，灭时为灰色；
要求系统框图中的交流灯/直流灯工作时的颜色与设备一致，灭时为灰色；
蜂鸣器工作时的颜色为红色并闪烁，灭时为灰色，交流风扇与设备同步转动或停止；
要求系统框图中能源流向/导通与设备一致，能源导通的线路在框图中显示均为绿色，未导通的线路显示为红/黑色。
②“光伏并网发电系统”页面：
使用图3.2.2控件图标制作《分布式光伏系统原理图》中光伏并网发电系统及所有交流负载的控制开关按键。
KM3与KM5、KA6与KA7互锁功能与设备功能保持一致。
解锁
控件颜色为灰色，按钮上的显示文本为“OFF”。
使用图3.2.3所用的控件绘制光伏并网发电系统的系统框图，实现光伏并网发电系统的动画显示，系统框图案例如图3.2.4。
要求系统框图必须包含可调直流稳压电源、并网逆变器、单相电能表、双向电能表、市电、所有交流负载、继电器、接触器及指示灯；
要求系统框图中的继电器与接触器与设备同步接通及断开；
要求系统框图中的并网（市电接入）指示灯亮时为绿色，灭时为灰色；
要求系统框图中的交流灯工作时的颜色与设备一致，灭时为灰色；
交流风扇与设备同步转动或停止；
要求系统框图中能源流向/导通与设备一致，能源导通的线路在框图中显示为绿色，未导通的线路显示为红/黑色。
（3）监控界面：
①实时显示光伏单轴的环境温度、湿度及光照度数据；
②实时显示直流电压电流组合表1和直流电压电流组合表2的电压及电流数据；
实时显示交流电压电流组合表1和交流电压电流组合表2的电压及电流数据；
③实时显示智能离网微逆变系统的转换效率（%）数据；
④实时显示单相电能表的当前总有功电能数据；
并且要求监控界面显示的当前有功总电能数据大于0.01kWh；
⑤实时显示双向电能表有功总电能及反向有功总电能数据；
⑥实时显示光伏并网系统发电（以远程监控系统采集的单相电能表当前有功总电能为准）替代煤炭发电所减少的CO2排放量；
（已知用煤炭发电的方式发1kWh电能产生CO2为0.997kg，CO2排放量数值须精确到小数点后四位）
要求：
所有数据须包含所显示数据的中文名称并标注相关单位；
在相关器件处于工作状态且通讯正常时，监控界面实时显示温度、湿度、光照度、交流电压电流组合表、直流电压电流组合表、离网微逆变系统的转换效率相关数据；
在相关器件处于非工作状态或通讯断开时，监控界面显示文字“离线”；
在相关器件处于工作状态且通讯正常时，监控界面实时显示单相电能表、双向电能表、CO2排放量相关数值；
在相关器件处于非工作状态或通讯断开时，监控界面保持正常工作通讯状态下的最后采集的数值。
（4）顶部窗口：
图3.2.5界面切换控件
图3.2.6急停控件
①要求在顶部窗口使用图3.2.5控件制作界面切换控件，实现相应账号权限下的任意界面的切换功能；
②要求实现能在任何界面（除登录界面外）实现一键退出组态软件；
③要求使用图3.2.6的控件制作急停按键，并实现在任何情况按下按键，立即关闭PLC所有输出；
再次按下，急停按键复位，复位后不恢复急停前的功能；
采用的
升级会员 