FCTYN-1 太陽能光伏發(fā)電綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

一、概述

1、太陽能光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)裝置分別為太陽能光伏電板、太陽能控制器模塊、太陽能逆變器模塊、儀表顯示部分四個(gè)部分組成；

2、各控制系統(tǒng)集成于光伏發(fā)電為一體的教學(xué)實(shí)訓(xùn)臺(tái)；

3、各系統(tǒng)通過連接電纜進(jìn)行連接，形成一套可完成光伏發(fā)電站、同步并網(wǎng)、離網(wǎng)電源的實(shí)驗(yàn)及教學(xué)演示。幫助學(xué)生理解太陽能并網(wǎng)、離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的原理，從而起到學(xué)習(xí)工程實(shí)際應(yīng)用技能的作用。

二、技術(shù)參數(shù)

1、設(shè)備尺寸：1400*680*1750MM

2、設(shè)備功率：小于1KW，AC220V

三、設(shè)備組成

設(shè)備主要由供能模塊、負(fù)載模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、集中控制模塊、離網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)逆變器等內(nèi)容組成。

供能模塊由光伏供電單元、可調(diào)直流穩(wěn)壓電源及蓄電池組成。

負(fù)載模塊包含直流負(fù)載和交流負(fù)載。兩大種類負(fù)載涵蓋常用的各種負(fù)載類型，真實(shí)化還原了分布式光伏工程中負(fù)載的使用情況，是一種將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量的裝置。

數(shù)據(jù)采集模塊包含2只交流電壓電流組合表、2只直流電壓表，2只直流電流組合表、1 只單相電子式電能表及 1 只雙向電能表。

交流電壓電流組合表：分別采集實(shí)訓(xùn)裝置的工作電流電壓、交流負(fù)載工作電流電壓；

直流電壓表和直流電流表：分別采集光伏板或可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的輸入電流電壓、光伏控制器的輸出電流電壓；

單相電子式電能表：采集離網(wǎng)發(fā)電的總電能數(shù)據(jù)；

雙向電能表：計(jì)算系統(tǒng)上網(wǎng)電量及從市電獲取的電量。

其中，交流電壓電流組合表和直流電壓電流表也可以根據(jù)系統(tǒng)的功能需求靈活搭配，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)電能的測(cè)量。

集中控制模塊：光伏控制器是用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，控制太陽能電池方陣對(duì)蓄電池充電以及蓄電池給后端負(fù)載供電的自動(dòng)控制設(shè)備。光伏控制器分為光伏輸入端，蓄電池輸入端和光伏控制器輸出端。光伏輸入端接入直流穩(wěn)壓電源或光伏單軸發(fā)電平臺(tái)，所提供的輸出電源。然后根據(jù)蓄電池端接入的相應(yīng)的12V或24V電壓，輸出12V 或24V電壓給后端器件使用。設(shè)備當(dāng)中使用12V電壓。

離網(wǎng)逆變器為功率變換裝置，將輸入的直流電推挽升壓，再經(jīng)過逆變橋SPWM正弦脈寬調(diào)制技術(shù)逆變成220V交流電。

并網(wǎng)逆變器（grid-tie inverter，簡(jiǎn)稱GTI）是一種特殊的逆變器，除了可以將直流電轉(zhuǎn)換成交流電外，其輸出的交流電可以與市電的頻率及相位同步，因此輸出的交流電可以回到市電。并網(wǎng)逆變器常用在一些直流電壓源（如太陽能板或是小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)）和電網(wǎng)連接的應(yīng)用中。

數(shù)控穩(wěn)壓源：輸出電壓0-30V連續(xù)可調(diào)，輸出電流0.03A-5A連續(xù)可調(diào),分辨率電壓0.01V，電流0.01A。

1.太陽能電池組件

1）峰值功率： 10W

2）功率電壓：17.5V

3）功率電流：0.55A

4）開路電壓：21.5V

5）短路電流：0.65A

6）安裝尺寸：295*295*18mm

7）模擬光源：可調(diào)光照強(qiáng)度

2.太陽能控制器

1）工作電壓：12V/24VDC

2） 太陽能：20A

3） 充電方式：PWM脈寬調(diào)制

4） 負(fù)載額定電流 10A

5） 過放保護(hù)電壓 10.2V/20.4V

6） 過放恢復(fù)電壓 11.5V/23.0V

7） 輸出過壓保護(hù)電壓 17.5V/35.5V 

8）控制器設(shè)有蓄電池過充、過放電保護(hù)、蓄電池開路保護(hù)、負(fù)載過電壓保護(hù)、夜間防反充電保護(hù)、輸出短路保護(hù)、電池接反保護(hù)、欠壓和過壓防震蕩保護(hù)、均衡充電、溫度補(bǔ)償、光控開關(guān)功能；

9） 負(fù)載為100W以下的12V直流負(fù)載，控制單元一通道可設(shè)置成常開輸出，也可設(shè)置成多類定時(shí)輸出（光控開、光控關(guān)，定時(shí)開、定時(shí)關(guān)）。

3.蓄電池（12V8AH）：一般為鉛酸電池，2塊（并聯(lián)連接），具有如下特點(diǎn)：

1）額定電壓：12V

2）額定容量：8Ah

3）25℃恒沖電壓13.5V-13.8V

4）25℃均沖電壓14.4V-15.0V

4.離網(wǎng)逆變器：正弦波逆變器

1）純正弦波輸出(失真率<4%)

2）直流輸入電壓：10～15VDC

3）額定蔬出功率：300W

4）輸出電壓：220VAC

5）輸出頻率：50Hz

6）過壓/欠壓/短路/過載/超溫保護(hù)

5.負(fù)載：

1）直流負(fù)載包括：LED燈，直流風(fēng)機(jī)等；

2）交流負(fù)載包括：節(jié)能燈和交流風(fēng)機(jī)等

6.并網(wǎng)逆變器：

1）直流輸入電壓：10～30VDC

2）額定蔬出功率：300W

3）輸出電壓：180-260VAC

4）輸出波形：純正弦波

5）島效應(yīng)保護(hù)：VAC；FAC

6）具有過流保護(hù)輸出短路保護(hù)

7、雙向電能表

1） 工作電壓：AC220V

2） 功耗：<2VA

3） 基本電流：10A

4） 最大電流：60A

5） 通訊：MODBUS-RTU，RS485

主要用于應(yīng)對(duì)“余電上網(wǎng)”

在電能不能被用戶完全消納時(shí)，多余電能需要輸送給電網(wǎng)，這時(shí)電表需要計(jì)量一個(gè)數(shù)字;在所發(fā)電能不能完全滿足用戶需求時(shí),需要使用電網(wǎng)的配電,則又需要計(jì)量另一一個(gè)數(shù)字。

8、單相電子式電能表

1） 額定電壓：AC220V

2） 功耗：<5VA

3） 電流輸入：1.5（6）A，5（20）A，10（40）A，20（80）A

4） 通訊：MODBUS-RTU，RS485

9.監(jiān)測(cè)儀表（面板式交流儀表2只（可顯示電壓電流功率），直流電壓儀表2只，直流電流表2只）：

完成實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)據(jù)的讀取，可監(jiān)測(cè)太陽能電池組的電壓和電流；并網(wǎng)逆變器輸出的電壓和電流；離網(wǎng)逆變器輸出的電壓和電流

10. 實(shí)驗(yàn)室電源遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

1）電源管理終端由2.8寸TFT彩色液晶顯示屏和數(shù)據(jù)采集模塊組成，實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)臺(tái)三相電流值、三相電壓值、三相有功功率值、三相無功功率、功率因數(shù)、頻率等電參數(shù)。

2）電源管理終端啟動(dòng)時(shí)需輸入正確密碼才能啟動(dòng)電源，避免學(xué)員誤操作；

3）輸入正確密碼登錄以后可以設(shè)置定時(shí)開關(guān)機(jī)、過壓報(bào)警開與關(guān)、過壓報(bào)警值、欠壓報(bào)警開與關(guān)、欠壓報(bào)警值、過流報(bào)警開與關(guān)、過流報(bào)警值、余額不足報(bào)警開與關(guān)

4）登錄以后可以進(jìn)行報(bào)警記錄查看，電量充值和剩余電量清零等操作；并且可以更改登錄密碼，系統(tǒng)對(duì)時(shí)模式設(shè)置，熱點(diǎn)配網(wǎng)；

5）通過手機(jī)APP可以查詢電源管理終端電源開關(guān)狀態(tài)，可以單獨(dú)開啟關(guān)閉學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源；全部開啟或全部關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源功能；定時(shí)預(yù)約實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源開啟關(guān)閉功能。

6）APP軟件實(shí)時(shí)顯示設(shè)備溫度、用電量柱狀圖、三相總有功功率、總無功功率、A相有功功率、A相無功功率、A相功率因數(shù)、B相有功功率、B相無功功率、B相功率因數(shù)、C相有功功率、C相無功功率、C相功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率

7）APP軟件可以設(shè)置過壓報(bào)警開與關(guān)、過壓報(bào)警值、欠壓報(bào)警開與關(guān)、欠壓報(bào)警值、過流報(bào)警開與關(guān)、過流報(bào)警值、余額不足報(bào)警開與關(guān)

8）APP軟件可以給電表設(shè)備進(jìn)行電量充值。

9）通過APP可以把設(shè)備分享給其他成員

10）APP軟件的操作會(huì)實(shí)時(shí)的同步到電源管理終端

三、教學(xué)及研究實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

1.光伏發(fā)電相關(guān)操作練習(xí)實(shí)驗(yàn)

2.光伏發(fā)電開路電壓/短路電流測(cè)量

3.光伏發(fā)電的伏安特性實(shí)驗(yàn)

4.光伏電池輸出功率與入射角關(guān)系實(shí)驗(yàn)

5.光伏電池輸出功率與光譜的關(guān)系

6.太陽能電池板最大輸出功率計(jì)算實(shí)驗(yàn)

7.太陽能電池板填充因子計(jì)算實(shí)驗(yàn)

8.太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率測(cè)量實(shí)驗(yàn)

9.太陽能電池板的暗伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

10.太陽能控制器

11.太陽能照明系統(tǒng)

12.離網(wǎng)逆變器

13.離網(wǎng)光伏發(fā)電交流系統(tǒng)

14.并網(wǎng)逆變器

15.光伏離并網(wǎng)系統(tǒng)測(cè)試

四、配置清單