FCTYN-1 太陽能(neng)光伏發電綜合實訓系統

一(yi)、概述

1、太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能光伏發電實驗實訓系統(tong)裝(zhuang)置(zhi)分(fen)別為太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能光伏電板、太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能控制器模(mo)塊、太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能逆變(bian)器模(mo)塊、儀表顯示部分(fen)四個部分(fen)組成；

2、各控(kong)制系統集成于光(guang)伏發電(dian)為(wei)一(yi)體的教學實訓臺；

3、各系(xi)統(tong)通過連(lian)接電纜進(jin)行連(lian)接，形成(cheng)一(yi)套可(ke)完成(cheng)光伏發(fa)電站、同(tong)步(bu)并(bing)網(wang)、離網(wang)電源(yuan)的實(shi)驗及(ji)教學(xue)演(yan)示。幫助學(xue)生理(li)解太陽能(neng)并(bing)網(wang)、離網(wang)發(fa)電系(xi)統(tong)的原理(li)，從而起到學(xue)習工(gong)程(cheng)實(shi)際(ji)應用(yong)技(ji)能(neng)的作用(yong)。

二、技術(shu)參數

1、設備(bei)尺寸：1400*680*1750MM

2、設備功率：小于1KW，AC220V

三、設備組成(cheng)

設(she)備主要(yao)由(you)供能模塊(kuai)、負載模塊(kuai)、數據采集(ji)模塊(kuai)、集(ji)中控制(zhi)模塊(kuai)、離(li)網逆變(bian)器(qi)、并網逆變(bian)器(qi)等內(nei)容(rong)組(zu)成。

供能模塊(kuai)由光伏供電(dian)單元、可調直流穩壓電(dian)源及蓄電(dian)池(chi)組成。

負(fu)載(zai)模(mo)塊包(bao)含直(zhi)流負(fu)載(zai)和交流負(fu)載(zai)。兩大種類(lei)負(fu)載(zai)涵蓋常(chang)用(yong)的(de)各種負(fu)載(zai)類(lei)型(xing)，真實化還原(yuan)了分布式(shi)光伏工(gong)程中(zhong)負(fu)載(zai)的(de)使(shi)用(yong)情(qing)況(kuang)，是一種將電能轉換(huan)成其他形(xing)式(shi)的(de)能量(liang)的(de)裝置(zhi)。

數據采集模(mo)塊(kuai)包含2只交(jiao)流(liu)電(dian)壓電(dian)流(liu)組合表、2只直流(liu)電壓表，2只直流電流組(zu)合表、1 只單相電(dian)子式電(dian)能表及 1 只雙向電能表。

交流(liu)電(dian)壓電(dian)流(liu)組合表：分別(bie)采集實(shi)訓裝置的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)電(dian)壓、交流(liu)負載(zai)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)電(dian)壓；

直(zhi)流(liu)電(dian)壓表和(he)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu)表：分別采集(ji)光伏板或可調直(zhi)流(liu)穩壓電(dian)源(yuan)的(de)輸入電(dian)流(liu)電(dian)壓、光伏控制(zhi)器的(de)輸出電(dian)流(liu)電(dian)壓；

單相電子式電能(neng)表：采集(ji)離網發(fa)電的總電能(neng)數(shu)據；

雙向電能表：計(ji)算系統(tong)上網電量及從市電獲取的(de)電量。

其中，交(jiao)流電(dian)壓電(dian)流組(zu)合表和直流電(dian)壓電(dian)流表也(ye)可以根據(ju)系統的功能(neng)需求靈活搭配，實(shi)現各項(xiang)電(dian)能(neng)的測(ce)量。

集中控制模塊：光(guang)伏(fu)控制器(qi)是用于太(tai)陽(yang)能發電(dian)(dian)系統中，控制太(tai)陽(yang)能電(dian)(dian)池(chi)方陣對蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)充電(dian)(dian)以(yi)及蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)給后(hou)端(duan)(duan)(duan)(duan)負載供電(dian)(dian)的(de)自動(dong)控制設備(bei)。光(guang)伏(fu)控制器(qi)分(fen)為光(guang)伏(fu)輸(shu)入端(duan)(duan)(duan)(duan)，蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)輸(shu)入端(duan)(duan)(duan)(duan)和光(guang)伏(fu)控制器(qi)輸(shu)出(chu)端(duan)(duan)(duan)(duan)。光(guang)伏(fu)輸(shu)入端(duan)(duan)(duan)(duan)接(jie)入直流(liu)穩壓電(dian)(dian)源或光(guang)伏(fu)單軸發電(dian)(dian)平(ping)臺，所(suo)提(ti)供的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)(dian)源。然(ran)后(hou)根(gen)據蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)端(duan)(duan)(duan)(duan)接(jie)入的(de)相應的(de)12V或24V電壓(ya)，輸(shu)出12V 或(huo)24V電(dian)壓(ya)給后端器(qi)件使(shi)用。設備當中使(shi)用12V電壓。

離網逆(ni)變器(qi)為功率變換裝置，將輸(shu)入的直流電推挽(wan)升壓，再經過逆(ni)變橋SPWM正弦脈寬調(diao)制技術逆變成220V交流電。

并網逆變器(qi)（grid-tie inverter，簡稱GTI）是一種(zhong)特(te)殊的(de)逆變(bian)器(qi)，除(chu)了可(ke)(ke)以將直流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)轉(zhuan)換成(cheng)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)外，其輸(shu)出(chu)的(de)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)可(ke)(ke)以與市(shi)電(dian)(dian)(dian)的(de)頻率及相位同步，因(yin)此輸(shu)出(chu)的(de)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)可(ke)(ke)以回到市(shi)電(dian)(dian)(dian)。并網逆變(bian)器(qi)常用在(zai)一些(xie)直流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)源（如太陽能板或是小(xiao)型風力(li)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機）和電(dian)(dian)(dian)網連(lian)接的(de)應用中。

數控穩壓源：輸出(chu)電壓0-30V連(lian)續可調，輸出(chu)電流0.03A-5A連(lian)續(xu)可調,分辨率(lv)電(dian)壓0.01V，電(dian)流(liu)0.01A。

1.太陽能電(dian)池組件

1）峰值功率： 10W

2）功(gong)率電壓：17.5V

3）功率電流：0.55A

4）開路(lu)電壓：21.5V

5）短(duan)路(lu)電流(liu)：0.65A

6）安裝(zhuang)尺寸：295*295*18mm

7）模擬光(guang)源：可(ke)調光(guang)照強(qiang)度

2.太陽能(neng)控制器

1）工(gong)作電壓：12V/24VDC

2） 太(tai)陽能：20A

3） 充(chong)電(dian)方式(shi)：PWM脈(mo)寬調制

4） 負(fu)載額(e)定電(dian)流 10A

5） 過(guo)放保護電壓 10.2V/20.4V

6） 過放恢復電壓(ya) 11.5V/23.0V

7） 輸出過壓保護電壓 17.5V/35.5V 

8）控制(zhi)器設(she)有蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)過(guo)充(chong)(chong)(chong)、過(guo)放電(dian)(dian)(dian)保(bao)(bao)(bao)護、蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)開路(lu)保(bao)(bao)(bao)護、負載過(guo)電(dian)(dian)(dian)壓保(bao)(bao)(bao)護、夜(ye)間防反(fan)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)保(bao)(bao)(bao)護、輸出短路(lu)保(bao)(bao)(bao)護、電(dian)(dian)(dian)池(chi)接(jie)反(fan)保(bao)(bao)(bao)護、欠壓和過(guo)壓防震蕩保(bao)(bao)(bao)護、均衡(heng)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)、溫度補償、光(guang)控開關(guan)功能；

9） 負載為(wei)100W以下的12V直(zhi)流負載，控制(zhi)單元一(yi)通道可設置(zhi)(zhi)成(cheng)常開(kai)輸出，也可設置(zhi)(zhi)成(cheng)多類定時輸出（光控開(kai)、光控關(guan)(guan)，定時開(kai)、定時關(guan)(guan)）。

3.蓄電池(chi)（12V8AH）：一般(ban)為鉛(qian)酸電池(chi)，2塊（并聯連(lian)接），具有(you)如下特點：

1）額定電壓：12V

2）額定容量：8Ah

3）25℃恒沖電(dian)壓13.5V-13.8V

4）25℃均沖電壓14.4V-15.0V

4.離網逆變器：正弦波逆變器

1）純(chun)正弦波輸出(失真率<4%)

2）直流輸(shu)入電壓：10～15VDC

3）額定(ding)蔬(shu)出功(gong)率：300W

4）輸出電壓：220VAC

5）輸出頻率：50Hz

6）過壓(ya)/欠壓/短路/過載/超溫保(bao)護

5.負載：

1）直流負載(zai)包括(kuo)：LED燈，直(zhi)流(liu)風機等；

2）交流負載包(bao)括(kuo)：節能燈和交流風機等

6.并網逆變器(qi)：

1）直流(liu)輸入電壓：10～30VDC

2）額定蔬出功(gong)率：300W

3）輸出電壓：180-260VAC

4）輸出波(bo)形：純正弦波(bo)

5）島效應保護：VAC；FAC

6）具有過(guo)流保護(hu)輸出短(duan)路保護(hu)

7、雙(shuang)向(xiang)電能(neng)表

1） 工作電(dian)壓：AC220V

2） 功(gong)耗(hao)：<2VA

3） 基本電流：10A

4） 最大電流：60A

5） 通訊：MODBUS-RTU，RS485

主要用(yong)于(yu)應對“余電上(shang)網”

在電(dian)能不能被用戶(hu)完(wan)全消納時，多余電(dian)能需要輸(shu)送給電(dian)網(wang)，這時電(dian)表需要計量(liang)一(yi)個數(shu)字;在所(suo)發電(dian)能不能完全滿足(zu)用戶需求時,需要使用電網的配電,則又需要(yao)計量另一(yi)一(yi)個數(shu)字。

8、單(dan)相電(dian)子式電(dian)能(neng)表

1） 額定(ding)電壓：AC220V

2） 功耗(hao)：<5VA

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

4） 通(tong)訊：MODBUS-RTU，RS485

9.監測儀(yi)表(biao)（面(mian)板式交流儀(yi)表(biao)2只(zhi)（可顯示(shi)電壓電流(liu)功率），直流(liu)電壓儀表2只，直流(liu)電流(liu)表2只）：

完(wan)成實驗時(shi)數據(ju)的(de)(de)(de)讀取(qu)，可監測太陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)池組的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)流(liu)；并網逆變器(qi)輸出的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)流(liu)；離網逆變器(qi)輸出的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)流(liu)

10. 實驗室電源遠(yuan)程(cheng)控制系(xi)統

1）電源(yuan)管(guan)理終端由2.8寸TFT彩色液晶顯(xian)(xian)示屏和數(shu)據采集模塊組成，實(shi)時(shi)顯(xian)(xian)示實(shi)驗臺三(san)相(xiang)電(dian)流值、三(san)相(xiang)電(dian)壓(ya)值、三(san)相(xiang)有功(gong)功(gong)率值、三(san)相(xiang)無(wu)功(gong)功(gong)率、功(gong)率因(yin)數(shu)、頻率等電(dian)參數(shu)。

2）電(dian)源管理終端啟動時需(xu)輸入正(zheng)確(que)密碼才能啟動電(dian)源，避(bi)免(mian)學(xue)員誤操作；

3）輸入正(zheng)確密碼登錄(lu)以后可以設置(zhi)定(ding)時(shi)開(kai)關(guan)機、過(guo)(guo)壓(ya)報警(jing)開(kai)與(yu)關(guan)、過(guo)(guo)壓(ya)報警(jing)值(zhi)、欠壓(ya)報警(jing)開(kai)與(yu)關(guan)、欠壓(ya)報警(jing)值(zhi)、過(guo)(guo)流報警(jing)開(kai)與(yu)關(guan)、過(guo)(guo)流報警(jing)值(zhi)、余額(e)不(bu)足報警(jing)開(kai)與(yu)關(guan)

4）登(deng)錄(lu)以后可以進行報警記錄(lu)查看(kan)，電量(liang)充值(zhi)和剩余電量(liang)清零等操作；并(bing)且可以更(geng)改登(deng)錄(lu)密碼，系統對時模式設置，熱(re)點配網；

5）通過手機(ji)APP可以(yi)查詢電(dian)源管理終端(duan)電(dian)源開(kai)關狀態(tai)，可以(yi)單獨開(kai)啟關閉學(xue)生實驗臺電(dian)源；全(quan)部開(kai)啟或全(quan)部關閉實驗臺電(dian)源功能；定時預約實驗臺電(dian)源開(kai)啟關閉功能。

6）APP軟(ruan)件(jian)實時顯示(shi)設備溫度、用(yong)電(dian)量柱狀圖、三相總有(you)功(gong)功(gong)率、總無(wu)功(gong)功(gong)率、A相有功功率、A相無功功率(lv)、A相功率因數、B相有功功率、B相(xiang)無功(gong)功(gong)率、B相功率因數、C相有功(gong)功(gong)率、C相無功功率、C相功(gong)率(lv)因數、電網頻率(lv)

7）APP軟件可以設置(zhi)過(guo)壓報(bao)(bao)警(jing)開(kai)與關、過(guo)壓報(bao)(bao)警(jing)值(zhi)(zhi)、欠(qian)壓報(bao)(bao)警(jing)開(kai)與關、欠(qian)壓報(bao)(bao)警(jing)值(zhi)(zhi)、過(guo)流報(bao)(bao)警(jing)開(kai)與關、過(guo)流報(bao)(bao)警(jing)值(zhi)(zhi)、余額不足報(bao)(bao)警(jing)開(kai)與關

8）APP軟件可以給電(dian)表設(she)備進行電(dian)量充值。

9）通過(guo)APP可以把設備分(fen)享給其他成員(yuan)

10）APP軟件的(de)操作會實時的(de)同步到電源管理終(zhong)端

三、教(jiao)學及(ji)研究實(shi)訓項目(mu)

1.光伏發電相關操作練習實(shi)驗

2.光伏發電開路電壓/短路電流測量(liang)

3.光(guang)伏(fu)發電的伏(fu)安(an)特性(xing)實驗

4.光伏電池輸出功率(lv)與入射角關系實驗

5.光伏(fu)電(dian)池輸出功率與光譜的(de)關系

6.太陽能電池板最大輸(shu)出功率計算(suan)實驗

7.太陽能電池板(ban)填(tian)充因子(zi)計算實驗

8.太陽(yang)能電池板轉換效率測量實驗

9.太陽(yang)能電池板的暗伏安特性測試實驗

10.太陽(yang)能控制器

11.太(tai)陽能照明(ming)系統

12.離網逆變(bian)器(qi)

13.離(li)網(wang)光(guang)伏發(fa)電交流系統

14.并(bing)網逆變(bian)器

15.光(guang)伏離并網系統(tong)測試

四、配置(zhi)清單