光伏电子工程的设计与实施赛项正式赛卷完整版包括附件-2022年全国职业院校技能大赛赛项正式赛卷.docx

2022年全国职业院校技能大赛“光伏电子工程的设计与实施”赛项（高职组）第一场任务书06第一部分竞赛须知一、竞赛纪律要求(一)正确使用设备与工具，严格遵守操作安全规范。(一)竞赛过程中遇到任何问题，必须向现场裁判举手示意，不得扰乱赛场秩序。(三)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(一)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。(一)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。(三)遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱护赛场设备及器材。三、竞赛过程中的扣分项(一)在竞赛过程中，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5分，损坏两次及以上者将被取消竞赛资格。(二)禁止带电操作(用万用表检测电路或进行相关数值测量除外)，违反一次扣5分。(三)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，扣5分，情节严重者将被取消竞赛资格。四、选手须知(一)竞赛分两天完成，第一天竞赛任务为光伏电子工程的设计与开发，第二天的竞赛任务为光伏电子工程的实施与调试。(一)本任务书仅为光伏电子工程的设计与开发的内容。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。（三）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齐全，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。(四)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。(五)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，并及时保存竞赛成果，未存储到指定位置造成裁判组无法检查结果及评判的相应竞赛任务以0分计入总成绩。（六）相关答题内容，须按要求填入答题纸指定位置的请根据要求完成，若选手未按照要求完成，该部分成绩以。分计入总成绩。（七）比赛过程中，选手判定设备或器件有故障可举手向裁判示意提出更换；如果设备或器件经检测有故障，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。如设备或器件经检测完好，属选手误判时，设备或器件的认定时间计入比赛时间。（八）在裁判长宣布竞赛结束后，选手根据裁判长的命令立即停止任何与比赛相关的操作，否则视为作弊，总成绩以。分计算。（九）比赛结束后，整理好当天的任务书并确认无缺页，放置于桌面上，不可带离赛场。（+）参赛选手提交的资料不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效。（+-）比赛结束后，现场下发的所有器材及纸质资料不得带离赛场，否则视为作弊。（+-）比赛结束后，务必按要求完成离场确认单及其它竞赛要求的确认单填写。（十三）比赛结束后，工作站严禁关机，不得拆除硬件的连接，严禁对设备设置密码，务必保存设备配置。第二部分工程项目背景与任务概述一、工程项目背景某区域要建设光伏电站，当地光照条件优良，具有丰富的光照资源，项目要求合理设计光伏组件串并联，根据施工图纸完成光伏汇流箱内部器件安装接线以及箱体安装、光伏离网发电系统的系统搭建、光伏并网系统的搭建，实现光伏发电，并能够对光伏发电系统进行环境数据采集、电站运行监控及能量管理。二、任务概述及作品呈现要求智慧新能源实训系统V2.0,由硬件平台和软件平台两部分组成；硬件平台由光伏电子中心管控平台和工程环境模拟平台两部分组成；软件平台包括智慧新能源仿真规划软件。根据任务需求在对应平台上完成对应任务。智慧新能源实训系统V2.0硬件外观如图2.2.1所示：图2.2.1智慧新能源实训系统V2.0(2)工程环境模拟平台方向示意如图2.2.2所示：模拟光源1模拟光源2图2.2.2工程环境模拟平台方向示意图(3)智慧新能源仿真规划软件如图2.2.3所示：第一天竞赛任务：光伏电子工程的设计与开发；要求对区域能源进行分析及规划，对具体的光伏工程进行系统设计，并完成相关电子设备及微电网功能的开发。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竞赛任务任务概述作品呈现要求1任务一、光伏电子工程的设计与开发(一)能源分析与系统设计考核选手对区域能源工程项目整体的项目需求分析、能源系统分析、产能分析、耗能分析、项目可行性分析、能源供电选址、系统设计等知识的掌握。L仿真规划软件中保存建立的方案信息。2.并生成可研报告。2(二)光伏电子设备开发考核选手对光伏电子设备的开发能力：要求选手基于光伏电子设备进行智能控制、数据采集、显示等功能开发。1 .光伏电子设备功能展示。2 .光伏电子设备检测报告。3（三）微电网系统功能的开发考核选手对光伏电子工程的本地控制及远程监控功能的开发能力：要求选手基于可编程控制器及组态软件进行数据采集与显示、系统监测控制、报表管理等功能的开发。L满足微电网站端本地监测功能的程序。2.满足微电网远程能量管控功能的程序。4职业规范与安全生产职业规范与安全生产从选手在工作过程中体现的职业规范、团队协作、组织管理、工作计戈人团队风貌等方面的职业素养成绩。考核选手安全操作规程、团队协作、文明比赛、现场整洁有序等方面的职业素养。第三部分竞赛任务任务一、光伏电子工程的设计与开发（41分）（一）能源分析与系统设计（26分）1 .区域能源分析与排布（20分）拟在该岛屿建设由光伏发电、风力发电、浅层地热，生物质发电、蓄能为一体的光伏发电系统系统。通过光伏发电、风力发电的工程技术参数，分析能源单位面积装机功率；通过耗能需求分析，合理设计能源种类和容量；调试系统使其在供电不足天数、太阳能偏差、太阳能电站选址、太阳倾角偏差、风能偏差、风能电站选址、储能容量及波动、弃电天数、生物质偏差、地热利用率、占地格数等相关参数上综合设计方案最优。系统设计方案在能源互联网仿真规划平台中实现。模型为“北海市斜阳岛”“试题6”。方案设计名称为“工位号"例如方案名称“01”，表示工位号为01的方案设计。岛屿地形图如图3.1.1所示。图3.1.1岛屿地形图根据某岛屿的发展规划，每天实际用能负荷用电变化幅度为15%o其中提供空调制冷、制热的耗电量为18%（制冷制热能耗全部由浅层地热提供）。该岛屿年可提供生物质24100吨，每方格占地面积3650平方米。（1）光伏发电产能分析单位面积光伏电站功率分析：光伏电站电池组件面的面积约占站区面积的31%左右，组件转换效率为17%,工程项目光伏发电系统整机转换率取78%；根据参数要求，在能源互联网仿真规划软件的“方案设计”中，设置单位面积光伏系统容量（KW）1设置方式如图3.1.2所示：图3.1.2光伏容量设置光伏组件最佳倾角分析：在仿真规划软件的“设计详情”中，查询光伏组件最佳日照时长对应的组件倾角，设置方式如图3.1.3所示：图3.1.3最佳倾角设置(2)风力发电产能分析单位面积风机容量选型：工程项目中，风力发电机组按照矩阵布置，技术参数见表3.1.1,同行风力发电机组之间距不小于3D(D为风轮直径)，行与行之间距离不小于5D,则在能源互联网仿真规划软件中，单位面积最适合安装表311中哪种风力发电机型，并把额定功率值填写入“风力容量”中，设置方式如图3.1.4所示。表3.1.1技术参数xX型号指标、XNEFD-5KWNEFD-10KWFD10-20KWFD5-50KWFD10-100KWFD20-200KW额定功率5KW10KW20KW50KW100KW200KW启动风速(ms)333333额定风速(ms)101012121313安全风速(ms)404040505050风轮直径(m)67.81012.915.629图3.1.4风力容量设置单位面积风力发电系统输出功率：所选单位面积风力发电系统输出功率，与等效倍率的IKW风机功率与风速模型关系如下述表达式：当0vXv3时，Qe)=O;任当3vXv8时，P(V)-(404.24-286.77%+60.5IAr2-2.3IAr3)；自当8vXv12时，P(V)-(13.36-450.87%+115.45X2-5.85f3)；自当12vXv14时,P(V)-(33.64+711.44Ar-85.7IX2+2.83AT3)；工程项目风力发电系统整机转换率取79%o(3)浅层地热产能分析浅层地热的产能，仅用于供冷制热耗能，不直接产生常规电力。本项目中浅层地热系统采用水平单沟双地热能电站，每天单位面积地热产生的能量为3160kWho根据区域能源需求说明，结合浅层地热系统的产能参数，在设计方案中进行浅层地热选址和容量规划。(4)生物质产能分析本项目单位面积生物质电站每天消耗生物质约为3.67吨；生物质电站每天单位面积产生的能量为4383kWho根据区域能源需求说明，结合生物质系统的产能参数，在设计方案中进行浅层地热选址和容量规划。(5)区域能源综合规划与优化储能可采用多种储能方式(如飞轮储能，蓄水储能，电池储能等)相结合，用户设计储能时只需根据项目设置储能的容量大小即可，无需考虑效率转换问题和存储方式。储能系统容量设置合适，满足负荷变化要求，储能总容量小于10倍的平均每天耗电量；储能设置后，初始值为50%的能量存储。区域能源规划时，光伏发电容量与风力容量(功率)比例范围为025范围之间；在规划平台中土地类型有工业用地、公共事业用地、荒地、农业用地、商业用地、住宅用地、其他等。根据区域土地使用要求，各能源站址选择如3.1.2所示。表312能源站址选择序号土地类型用途1工业用地生物质、地热、储能站2公共事业用地事业用地3荒地光伏发电、风能发电、生物质、地热、储能站4农业用地光伏电站、风能发电5商业用地商业用地6住宅用地住宅用地7其他光伏发电、风能发电、生物质、地热、储能站2 .光伏电子工程的系统设计(6分)(1)项目概况项目地位于德州，本项目采用拟采用定制光伏组件4块，安装方式为固定在单轴逐日支架上，光伏组件详细参数详见表3.1.3,项目地辐照量参数表，详见表3.1.4。表3.1.3光伏组件参数光伏组件参数组件功率20Wp最大系统电压1000V开路电压22.32V短路电流1.2A工作电压18V工作电流1.1A功率公差+3%组件尺寸440*350*20mm表3.1.4德州辐照度参数月份辐照量(kWh/M)一月64二月80三月123四月143五月174六月155七月152八月136九月117十月97H-月67十二月56年总辐照量1364(2)离网光伏系统设计要求离网光伏系统，主要由太阳能电池、