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。

（二）竞赛过程中遇到任何问题，必须向现场裁判举牌示意，不得扰乱赛场秩序。

（三）遵守赛场纪律，尊重裁判、工作人员，服从安排。

（一）根据操作规范完成所有竞赛任务，注意用电安全。

（二）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）爱护赛场设备及器材，节约使用材料，控制成本。

（四）正确使用和规范管理材料、工具等。

（一）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，两次及以上者将被取消竞赛资格。

（二）禁止带电操作（用表笔检测和操作触摸屏等除外），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）竞赛过程中，选手须全程佩戴安全帽。竞赛过程中不佩戴安全帽，扣5分。

（五）设备第一次上电，须举牌示意现场裁判请求通电，现场完成上电检测，确认检测无误，裁判许可后方可通电；因选手操作不当造成器件损坏，扣5分。

（一）选手需在比赛开始30分钟内，完成对竞赛平台硬件、软件及工具的检查，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”文件夹，请各参赛队根据竞赛任务合理调配使用。

（三）分部分项专业施工的关键节点需举牌示意现场裁判，在现场裁判的监督下完成施工作业，其内容包括：

1．设备第一次上电

参赛队须举牌示意现场裁判请求通电，现场裁判与技术服务人员共同在工位前监督；由选手现场完成上电检测，确认设备检测无误，经现场裁判许可后，参赛队填写上电检测确认单并签字确认，方可按职业规范要求逐步上电；参赛队对上电结果负一切责任。

2．线管扫管、穿管

参赛队须举牌示意现场裁判，在现场裁判监督下进行扫管、穿管的操作。

（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。

某总包公司承接了一个新型电力系统场站建设项目，要求该场站具备如下功能模块与系统：

（一）需要有配套的组件装调模块、风力装配模块、多能互补调节模块。

（二）需要有配套的智能监控模块、并网配电模块、变流器模块、储能模块。

（三）需要有配套的信息处理模块、集中控制模块、用能模块。

（四）需要有配套的数据采集模块、通讯模块等装置。

（五）需要有配套的站端控制系统。

（六）需要有配套的运维监视系统。

二、新型电力系统综合实训平台设备组成

图2.2.1 新型电力系统综合实训平台硬件外观图

图2.2.2 新型电力系统仿真规划设计软件界面图

图2.2.3 新型电力系统能源场站仿真运维软件界面图

三、任务概述及作品呈现要求

新型电力系统运行与维护任务概述及作品呈现要求见表2.2.1。

表2.2.1任务概述及作品呈现要求

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。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。系统设计方案在新型电力系统仿真规划设计软件中实现。

模型为“北海市斜阳岛”“试题10”。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10%。其中提供空调制冷、制热的耗电量为25%（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10036吨，每方格占地面积2500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34%左右，组件转换效率为16%，工程项目光伏发电系统整机转换率取80%；根据参数要求，在新型电力系统仿真规划设计软件的“方案设计”中，设置单位面积光伏系统容量（kW），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，则在新型电力系统仿真规划设计软件中，单位面积最适合安装表3.1.1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

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1kW风机功率与风速模型关系如下述表达式：

• 当0<X≤3时，；
• 当3<X≤8时，；
• 当8<X≤12时，；
• 当12<X≤14时，；

工程项目风力发电系统整机转换率取80%。

（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1296kWh。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1.37吨；生物质电站每天单位面积产生的能量为1643kWh。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0.2～5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3.1.2  能源站址选择

一、新型电力系统的能源系统建设

（一）光伏发电系统建设

1．完成光伏组件安装：将提供的4块光伏组件整齐合理的安装在光伏支架上并使用外连接固定，组件之间的接线应符合以下要求：

（1）光伏组件连接数量和路径应符合设计要求。

（2）光伏组件间接插件应连接牢固。

（3）外接电缆同插件连接处应搪锡。

（4）光伏组件进行组串连接后应对光伏组件串的开路电压和短路电流进行测试。

（5）光伏组件间连接线可利用支架进行固定，并应整齐、美观。

（6）同一组光伏组件或光伏组件串的正负极不应短接。

2．完成光伏支架安装，安装应符合以下要求：

（1）检查底座、底座边，确保底座边无变形，无异物，后将底座固定至底座边上，确认两个底座中心与中心间距为25±1cm。

（2）检查长脚、短脚应无变形，后将其固定至底座上，确认长脚与短脚相对平行。

（3）检查斜边无明显弯曲，后使用转角器将一头固定至长脚，另一头固定至短脚，确认固定牢固不易松动。

（4）检查横梁边确保表面洁净无变形，后通过L型平面连接将横梁边紧固至长脚，横梁与横梁间需使用外连接固定，安装完成后检查支架整体牢固性，确认支架不会倾倒。

（5）检查横边无变形，后通过外连接将横边与横边连接紧固，通过塑翼螺母将横边固定至斜边上，确认横边不滑动。

3．在光伏组件引出线缆至汇流箱进线口之间规范的使用MC4接口连接，所有制作的MC4接头符合表3.2.1要求：

表3.2.1  MC4制作工艺要求

要求1	要求2
剥线钳剥去光伏电缆绝缘皮，保留线芯压线长度8-10mm	金属端子公头和母头压线钳压紧后插入连接器，线芯和MC4连接器适当力度试拔不分离 线芯拨开的绝缘层长度适中，锁紧螺母锁紧后不外露，适当力度无法旋开

1．完成风机组装，安装应符合以下要求：

（1）检查风轮机轴确保表面洁净、平整光滑，后安装至风轮机体上，确认风轮机轴可正常转动。

（2）检查叶片无残缺、变形，后将叶片安装至风轮机轴上，确认叶片无松动。

（3）检查整流罩无破损，后将整流罩安装至风轮机体上，确认安装牢固不会脱落。

（4）检查风轮机体可正常转动后，将风轮机体通过法兰固定至风力支架上，确认风轮机体正常运行。

2．完成风力支架安装，安装应符合以下要求：

（1）检查支架脚拼接处榫卯结构外观一直无损坏，后将支架脚通过榫卯结构固定为一体，确认不会脱落、松动。

（2）检查支架杆螺丝孔无异物，后将支架杆紧固至支架脚上，确认风力支架可平稳树立于地面。

完成光照度温湿度传感器的安装，使其能采集多能互补调节模块的光照度温湿度数据。

2．新型电力系统的线路连接

（1）用能模块的线路连接

负载以及控制中心含交流负载1（交流报警灯）、交流负载2（变频器及电机）、交流负载3（交流风扇）、交流负载4（交流充电枪）、交流负载5（模拟量执行器）的控制及主电路线路的连接。

交流报警灯含（交流红灯、交流黄灯、交流蓝灯、交流绿灯、交流白灯、交流蜂鸣器）。

（2）储能运行管理中心的线路连接

① 储能运行管理中心并网柜内部主电路的连接。

② 储能运行管理中心智能仪表供电线路连接。

③ 储能运行管理中心控制线路的连接。

④ 锂电池至BMS采样线路的连接。

⑤ 锂电池组串联线路的连接。

（3）集中控制模块线路连接

① 可编程控制器至开关按钮区块线路的连接。

② 可编程控制器至继电器以及接触器线路的连接等。

③ 可编程控制器至模拟量执行器以及其余通讯线路的连接等。

（4）电源线路连接

① 光照度温湿度等设计图中传感器的电源线路连接。

② 负载及控制中心电压电流组合表、储能运行管理中心电压电流组合表电源线路及控制对象线路连接（ 注意：8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➕ / ➖ ）。

（5）空气开关到各部连接，负载及控制中心电气线路连接

继电器从左至右的编号依次为KA1~KA10；接触器从左至右的编号依次为KM1~KM4；数据采集模块从左至右依次为负载以及控制中心组合表1，负载以及控制中心组合表2，负载以及控制中心组合表3，负载以及控制中心组合表4；储能运行管理中心组合表1，储能运行管理中心组合表2，储能运行管理中心组合表3，储能运行管理中心组合表4；电池单元从左至右依次为BATT1~BATT8。

（6）汇流箱线路的连接：根据对应图纸完成光伏组件至汇流箱的连接线。

（7）完成风机至可再生能源发电中心多能互补调节模块的电气连接。

（8）完成汇流箱至可再生能源发电中心多能互补调节模块的电气连接。

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/OT型冷压端子压痕要求：U/OT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3.2.1所示。

图3.2.1  U/OT型冷压端子压线钳压痕示意图
（以现场提供的U/OT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3.2.2所示；要求号码管能遮住U/OT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3.2.3所示。

图3.2.2 号码管标识示朝向及方向意图
（以现场提供的号码管标识为准）

图3.2.3 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

负载及控制中心火线及直流24V使用红色导线、零线及直流0V使用黑色导线，可编程控制器的输入输出信号线使用白色导线；储能运行管理中心火线及直流24V使用红色导线、零线及直流0V使用黑色导线，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）桥架安装要求

① 桥架的安装位置应符合施工图规定，左右两端与桥架支架水平间距中心偏差不应超过50mm。

② 桥架水平度每米偏差不应超过10mm。

③ 桥架支架应与地面保持垂直，并无倾斜现象，单个支架底部与顶部垂直度偏差不应超过5mm。

④ 桥架节与节之间应连接良好，桥架拼接处缝隙不应超过5mm且安装牢固。

⑤ 桥架转弯半径不应小于其槽内的线缆最小允许弯曲半径的最大者。

（10）台体内（上）布线

原则上都应在线槽内，特殊线路需在线槽外布线的软导线必须使用缠绕管或扎带紧固缠绕。后通过PVC管和金属包塑软管连接至桥架，桥架及线槽出线要求与上同理。接线完成后应盖紧线槽盖、桥架盖，管路应横平竖直，安装紧固。

（11）台体内（上）管路连接要求

PVC管与PVC管弯头、PVC管直接、PVC管三通连接时，需使用小刷子沾配套供应的塑料管粘接剂，均匀涂抹在管外壁上，粘接剂性能要求粘接后1min内不移位。

PVC管与金属包塑软管进行管路连接应使用金属包塑软管接头连接，将PVC管插入金属包塑软管接头三柱接头，完成管材与金属软管的连接；PVC管路竖直敷设时，最大隔300mm距离应有一个固定点。

管进盒、箱、线槽、桥架，一管一孔，先接金属包塑软管接头外丝接头然后用内锁母固定在被连接体上。

（12）指定的台体之间布线

台体间部分布线必须管内走线，布管长度、结构、固定方式均需要满足施工标准，根据设计要求制作线管，线管末端应进入台体内部并在两端制做防水弯，如遇管路交叉应使用过桥弯，且需要管路接地，样例如下图3.2.4、图3.2.5所示。

图3.2.4户外布管示例1

图3.2.5户外布管示例2

（13）管内穿线过程工艺

穿线前应检查线管内有无可能导致损伤导线的异物或腐蚀材料后进行扫管操作，线管穿线时应套护口并使用滑石粉，防止所穿导线绝缘皮的损伤。

（14）接线过程要求

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。

二、新型电力系统的控制方案搭建

本阶段选手作为新型电力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。实现新型电力系统电力的生产和分配功能以及完成监测和管控等工作内容。

要求在“桌面\竞赛资料”文件夹中的“新型电力系统站端控制程序.ap15”和“新型电力系统运维监视程序.PCZ”基础上，通过触摸屏的手动按钮及PLC编程实现站端控制功能，并进行站端控制整体功能的调试与运行，执行过程中站端控制功能的优先级高于运维监视功能。根据需求方提供的功能要求，在现有的新型电力运维监视系统的基础上进行定制化功能更改、调试，最终实现对新型电力系统的管控和监测运行。

在运维监视系统的登陆界面中新建能源控制账户。

界面中含账号输入框和密码输入框，当输入账号：nykz，密码为123，左键单击登录按钮检测账号密码的正确性，当输入对应的密码正确时认定登陆成功，随后启动对应的弹窗提示功能，提示内容为图3.2.6 中左侧图标。若输入对应的密码错误时不执行动作并提示右侧图标。正确登陆后执行功能要求如下：

开启负载风机并点亮交流黄灯作为风力系统指示灯，当退出账号登陆时，断开本功能全部控制节点。

图3.2.6 登录弹窗图标示意图

在运维监视系统的登陆界面中新建储能调试账户。

账号：cnts，密码为456，左键单击登录按钮检测账号密码的正确性，当输入对应的密码正确时，可进行如下操作：

登录成功后自动开始由多能互补调节模块供电进行新能源监测、储能电池监测，监测内容为：触摸屏显示新能源输入电压，储能电池1-8分别的电压、温度。

交流灯绿灯、交流风扇作为新能源供电指示运行。

（三）新型电力系统的电力管控联调

在此阶段下，可进行站端控制系统与运维监视系统的联合调试，内容如下：

在站端控制系统中，根据图3.2.7手动按钮布局示意图所示，PLC编程执行对应表3.2.2按钮功能。

图3.2.7  手动按钮布局示意图

在运维监视系统的登陆界面中新建管控联调账户。

账号：gklt，密码为123456，左键单击登录按钮检测账号密码的正确性，当输入对应的密码正确时运维监视系统进入操作界面及系统助手窗口

1．操作界面

使用“桌面\竞赛资料”中“任务书图示”内图例制作系统框图，要求实时显示《负载及控制中心系统原理图》中负载及控制中心的各继电器、接触器及连接线路的状态，当某控制节点或线路得电时，图中部位应处于绿色的指示状态，继电器与接触器的动作状态从系统框图中呈来回切换显示。

使用图3.2.8的自制控件制作开关控件键盘，开关控件键盘显示包括：状态显示区块、标识指示等部件；功能包括：多能互补调节模块供电按钮、储能模块供电按钮、单个控制节点按钮。

左键单击多能互补调节模块供电按钮：按钮显示右图，新型电力系统由多能互补调节模块供电，以0.5Hz的频率依次循环运行交流红灯、交流黄灯、交流蓝灯、交流绿灯、交流白灯，再次左键单击多能互补调节模块供电按钮：按钮显示左图，断开全部控制节点。

左键单击储能模块供电按钮：按钮显示右图，新型电力系统由储能模块供电，开启交流风扇，再次左键单击储能模块供电按钮：按钮显示左图，断开全部控制节点。

左键单击单个控制节点按钮：按钮显示右图，可控制新型电力系统中所有单个的控制节点。再次左键单击单个控制节点按钮：按钮显示左图，断开该控制节点

图3.2.8 组合式开关按键案例

2．系统助手窗口

要求使用图3.2.9控件制作一键查询天气控件，左键单击后通过弹窗形式告知用户此时的实时的天气情况，要求显示内容为手持设备中天气状态的图标。并且在五秒钟后自动关闭该弹窗。

图3.2.9 一键查询天气控件

要求系统助手窗口能够实时当前组态软件运行的时间，日期格式为XX天，时间格式为XX秒。

要求使用自定义按钮做名称为界面切换的功能按钮，左键单击按钮切换至下一界面，右键单击按钮切回至原先界面，若未进行界面切换，则右键单击不会做任何动作。

要求系统助手窗口的所有内容可以在操作界面、负载运行监控界面、曲线轮询监控界面开启的同时进行显示操作。

要求创建快捷指令“Ctrl+A”截屏功能，键盘同时按下“Ctrl”与“A”按钮开始截屏，此时鼠标左键按下并拖动，会出现一个选取框，双击鼠标即可保存截图至电脑桌面。

3．负载运行监控界面

要求制作出当前负载运行次数的柱状排布图，实时比较负载运行次数并显示在图表中，按照负载运行次数从大到小依次在柱状图中从左往右排列，次数上限自定义，柱状图颜色自定义，如图3.2.10所示。

图3.2.10 负载运行次数排布图

1. 曲线轮询监控界面

进入曲线轮询监控界面后启动所有负载；

使用曲线报表控件实现对负载及控制中心的4个电表的数据进行监控，并使4个电表的数据在曲线报表中进行轮询显示，每个电表的数据显示5秒，5秒后显示下一个电表的所有数据，20秒为一个周期，每隔3个周期启动自检：关闭除蜂鸣器外其他负载5秒后再重新运行自检前功能，参考图3.2.11所示。（若负载工作时电压超限，可将230V上限改为250V，电压坐标同比例更改）

图3.2.11 曲线轮询参考图

表3.2.2 站端控制功能

注：1．上表中“打开**开关”仅要求接通相应的继电器及接触器；“**负载运行/开启”则要求负载能够处于工作状态；

2．定义模拟量执行器最左端为0，最右端为90，顺时针运行数值减少，逆时针运行数值增加。

模块三、新型电力系统的场站运营（25分）

本阶段选手作为新型电力系统的运维工程师，在新型电力系统中以第一人称视角在光伏电站光伏区场景下，选手进行光伏电站运维考核，任务要求如下：

使用竞赛现场下发的运维账号密码，在新型电力系统能源场站仿真运维软件中完成对各个场景的考核操作。

本阶段选手作为新型电力系统的调试工程师，对新型电力系统进行故障排除及维护，实现新型电力系统的正常运行。

要求参赛选手对竞赛任务新型电力系统的能源系统建设、新型电力系统的控制方案搭建中预先设置的故障进行排除，故障类型为程序故障，任务要求如下：

1．分析、寻找并排除相应故障，确保新型电力系统正常工作。

2．将具体的故障现象、故障原因进行记录。

故障说明如下：

1．本次竞赛任务共预设故障4处，其中线路故障2处，PLC程序故障2处；其中线路故障的设置并未影响到系统的上电安全。

2．PLC程序故障涉及站端控制的部分功能，在程序注释中标识了设置故障程序的区域，已写好的程序并未影响参赛选手对于其它PLC站端控制功能的正常开发和运行。

注：多排或漏排故障均不得分，错排故障要被扣分。

说明：比赛全程参与职业规范与安全生产评分（10分）

• 参赛选手在职业规范、安全规范、工作计划及团队合作等方面的职业素养表现。工程施工的关键节点需报告现场裁判，在裁判的监督下进行有序施工。
• 选手在作业过程中必须佩戴安全帽。
• 选手在作业过程中必须遵循工具使用规范使用工具，整齐摆放工具与耗材。
• 选手在作业过程中应控制建设成本，减少不必要的耗材用量。
• 工作完成后保持竞赛工位、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。
• 团队分工明确，协调作业。
• 选手在作业过程中，爱护及正确使用设备、工具、仪表仪器需符合职业岗位规范要求。
• 选手在作业过程中无踩踏工具、耗材、盖板、线槽、器件等现象，无绊倒及人身受伤事故发生。
• 选手在竞赛过程中遵照安全用电规范进行用电操作。
• 选手在竞赛过程中遵守纪律及规则，对裁判及工作人员的尊重。