YUY-PV33光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實驗系統(tǒng)

一、光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實驗系統(tǒng)|新能源教學系統(tǒng)概述
光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實驗系統(tǒng)主要由光伏裝置,、逐日系統(tǒng)裝置,、控制裝置（含控制器、逆變器）,、儀表與負載單元,、監(jiān)控系統(tǒng)組成。
光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實驗系統(tǒng)采用模塊式結構,，各裝置和系統(tǒng)具有獨立的功能，可以組合成光伏發(fā)電實訓系統(tǒng),。使用鋁合金框架,。
二、光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實驗系統(tǒng)|新能源教學技術參數(shù)：
實訓臺工作電源：AC220V±10%50Hz
工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-20℃～+45℃相對濕度＜85%
外形尺寸：1,、實訓臺：1280mm×600mm×1680mm
2,、逐日系統(tǒng)：1050*1400*1640mm
三、各單元介紹
1、光伏跟蹤裝置
（1）光伏跟蹤裝置的組成
光伏跟蹤裝置系統(tǒng)含PLC控制單元,、觸摸屏,、控制系統(tǒng)。光伏供電裝置主要由光伏電池組件,、光線傳感器,、投射燈底座支架等設備與器件組成。
4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣,，模擬光源：采用2盞300W的投射燈安裝在支架上,，采用渦輪蝸桿結構（0-60CM可調）、電壓220V,、大功率300W,。
（2）光伏發(fā)電裝置
光伏發(fā)電裝置主要由4塊10W的太陽能光伏板組成，可進行并聯(lián)連接或者串聯(lián)連接,。其主要參數(shù)如下
光伏電池組件的主要參數(shù)為：
額定功率4*20W
開路電壓：21.87V（并聯(lián)）,，4*18.00V（串聯(lián)）
短路電流：4*0.31A（并聯(lián)），0.28A（串聯(lián)）
工作環(huán)境溫度45℃±2℃,。
（3）光線傳感器,、光線傳感器控制盒
逐日系統(tǒng)光源檢測部分采用數(shù)字化光源檢測技術。采用高檔CPU,、光敏傳感器和硅光電池集合設計,。本控制盒是于交流24V云臺的太陽跟蹤控制，其采用24V交流輸入,，可輸出四個方位的控制電壓給云臺,，一般云臺的方位控制是一根公正，左右上下各四個,，本控制盒就是依些配置,。
控制盒中，方位檢測與繼電器控制一體集成在電路板內,。小巧,，美觀，質量可靠,。
跟蹤精度可達1度,，同時鎖定性能良好。技術成熟,，屬不斷改進而形成的終控制方案,。
2、實驗實訓臺
實驗實訓臺采用鋁合金設計,，桌面為防火,、防水,、耐磨高密度板,結構堅固，造形美觀大方,；設有吊柜,，用于放置工具、存放掛箱及資料等,。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面,。
（1）電源控制屏
電源控制屏提供單相220V交流電源和380V交流電源、1路0-30V直流穩(wěn)壓電源（1A）,、鉛酸蓄電池（蓄電池組選用2節(jié)閥控密封式鉛酸蓄電池,，主要參數(shù)：容量12V、7Ah）,、900Ω×2/0.41A的雙層瓷盤可調電阻,。光源控制模塊（控制光源）。電源系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)：至少配置4通道模擬量輸入（0-3V）,；4通道數(shù)字量輸入（光耦隔離）,；3通道繼電器輸出（220V,1A）；2路DA輸出（0-3V）,；帶標準以太網(wǎng)接口（有LED指示其工作狀態(tài)）,；有RS485接口、CAN接口（隔離模塊）,；4位數(shù)碼管顯示,；帶ARM的仿真與下載口；USB2.0接口（RS232接口）,；接基于串口協(xié)議的無線模塊,，模塊可更換（帶天線,工業(yè)級）；位機PC以太網(wǎng)監(jiān)控程序,，可遠程直接采集操作本模塊的硬件資源,；提供多種傳感器模塊供用戶選配，可遠程控制系統(tǒng)的電源,。
（2）網(wǎng)孔板及安裝模塊
提供網(wǎng)孔板,、直流儀表（電壓表、電流表,、具有通信接口）,、交流儀表（電壓表、電流表,、功率表三合一,、具有通信接口）、直流負載（警示燈,、節(jié)能燈）,、交流負載（白熾燈、風機）,、觸摸屏,、離網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)逆變器,、風光互補控制器,。
(3)儀表
1.直流電壓表
具有通信接口、具有手動自動量程,、工業(yè)級柜裝48mm*96mm,、精度：0.5級，1000V檔位顯示格式：999.99（帶2個小數(shù)點）,，顯示單位：V,；100V檔位顯示：99.999（帶3個小數(shù)點），顯示單位：V,；10V檔位顯示：9.9999（帶4個小數(shù)點）,，顯示單位：V；采用透明面板設計,。正反駁接誤差不大于5個字,。
2.直流電流表
具有通信接口、具有手動自動量程,、工業(yè)級柜裝48mm*96mm,、精度：0.5級，5A檔位：4999.9（帶1個小數(shù)點）,，顯示單位：mA,；1000mA檔位：999.99(帶2個小數(shù)點)，顯示單位：mA,；100mA檔位：99.999(帶3個小數(shù)點),，顯示單位：mA。采用透明面板設計,，全量程內阻0.1毫歐,。
（4）交流儀表參數(shù)
功率及功率因數(shù)表由24位DSP、16位高精度AD轉換器和高速MPU單元設計而成,，通過鍵控,、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。軟件上采用RTOS設計思路,，同時配有PC監(jiān)控軟件來加強分析能力,。能測量電路的功率、功率因數(shù),。功率測量精度為1.0級,，功率因數(shù)測量范圍0.3-1.0,，電壓電流量程為450V和5A，能自動判別負載性質（感性顯示“L”,，容性顯示“C”,，純電阻不顯示），并可存儲測量數(shù)據(jù),，供隨時查閱,。
（5）可編程控制系統(tǒng)
采用兼容西門子可編程控制器CPU224，配下載線與開發(fā)環(huán)境,。
（6）并網(wǎng)逆變器
AC標準電壓范圍：90V～140V/180V～260VAC
AC頻率范圍：55Hz～63Hz/45Hz～53Hz
并網(wǎng)輸出功率：400W
輸出電流總諧波失真：THDIAC<5%
相位差：<1%
孤島效應保護：VAC;fAC
輸出短路保護：限流
顯示方式：LED
待機功耗：<2W
夜間功耗：<1W
環(huán)境溫度范圍：-25℃～60℃
環(huán)境濕度：0～99%(IndoorTypeDesign)
高性能自動功率點追蹤（MPPT）
強大的MPPT算法,，以優(yōu)化來自太陽能電池板的功率收集，可精確地捕捉及鎖定大輸出功率點,，使發(fā)電量大幅提高到大于25%以上,。
電力輸出:（逆向電力傳輸）
高效的電力逆向傳輸技術，逆變器在并網(wǎng)輸出模式時電力以反方向電力傳輸,，自動檢測電路中的負載并優(yōu)先進行使用,，用不完的電力才向電網(wǎng)逆方向傳輸供應到其他地方使用，電力傳輸率可達99.9%,。在光伏發(fā)電應用系統(tǒng)中使輸出效率更高,。
(7)離網(wǎng)逆變器
 

 (8)觸摸屏
帶通信線與開發(fā)環(huán)境,。
 

（9）控制器
采用專業(yè)MCU微處理器控制,，真正實現(xiàn)充電、放電的智能化控制,；采用低損耗,、長壽命的MOSFET作為控制器的主要開關器件；光伏充電（PWM）技術,，充電效率更高,；運行狀態(tài)、故障指示燈指示,；多種控制模式：光控開光控關模式/光控開時控關模式/無光控時控的自動模式,；輸出吸收回路，可帶感性負載,；記憶功能,，控制器失電重新上電后，自動按失電前的模式工作,；完善的保護功能,；蓄電池防反接；自動剎車功能,；數(shù)字顯示等功能,；具體參數(shù)如下：
 

（10）負載系統(tǒng)的組成
設備配置有直流負載（紅色警示燈：供電DC24V尺寸直徑72mm*高44mm,、LED節(jié)能燈：AC/DC24V，額定功率：2W,，色溫：6500K正白）和交流220V負載（白熾燈、風機）
3,、監(jiān)控系統(tǒng)
1)監(jiān)控系統(tǒng)組成
監(jiān)控系統(tǒng)主要由觸摸屏,、接線排、電源插座,、通信線,、微軟操作系統(tǒng)軟件、組態(tài)軟件組成,。
2)監(jiān)控系統(tǒng)功能
通信
觸摸屏,、PLC之間進行通信，監(jiān)控自動跟蹤過程與PLC,、儀表等之間進行通信,。
4、實驗管理系統(tǒng)
實現(xiàn)實驗的現(xiàn)代化,、網(wǎng)絡化,、遠程化和真正意義上的開放,學生在實驗過程中，利用LabVIEW所開發(fā)的虛擬儀器,，將實驗數(shù)據(jù)及波形實時地寫入本地機器的文件中,。實驗完成時學生按照實驗要求填寫實驗數(shù)據(jù)，上傳實驗波形等,，提交實驗報告方便了實驗教師管理實驗,、批閱實驗報告。提供軟件著作權證書,，原件備查,。
（一）硬件資源：
采用7吋彩色觸摸屏作為學生終端，嵌入式多功能網(wǎng)絡虛擬儀器（不需電腦配合使用）（2工位1套）：
A,、終端部分采用7寸彩色觸摸屏（裝學生實驗屏上）同時配有虛擬示波器,、虛擬邏輯分折儀、虛擬頻譜儀,、虛擬三用表,、虛擬數(shù)字量輸入輸出模塊。
B,、基于LabVIEW虛擬儀器程序的編程方法,，學生可自行設計各種虛擬儀器,。
（二）虛擬儀器部分：
1、終端部分（裝學生實驗臺上）同時配有虛擬示波器,、虛擬頻譜儀,、虛擬三用表、電源管理,。
2,、可選電路分析基礎、模擬電子技術,、通信電子電路,、數(shù)字電子技術、信息信號處理,、電子測量與儀器,、傳感器與自動控制原理等實驗模塊，從而完成相關課程實驗和構建工程測控系統(tǒng),。
可選電路分析基礎,、模擬電子技術、通信電子電路,、數(shù)字電子技術,、信息信號處理、電子測量與儀器,、傳感器與自動控制原理等實驗模塊,，方便測量光伏、風力發(fā)電輸入,、輸出各參數(shù),，從而完成相關課程實驗和構建工程測控系統(tǒng)。
3,、參數(shù)：
1）雙蹤存貯示波器,，多種同步方式，存貯深度可編程,；
通道數(shù)：2路
帶寬：20MHZ
分辨率：8位
電壓范圍：-10~+10V
存貯深度：64K
2）雙通道頻譜分折儀,；
3）數(shù)字三用表
數(shù)字IO口
通道數(shù)：8路IO
輸入電平：TTL
輸出電平：TTL
電流驅動：20mA/通道
4）四路智能遠程電源控制
5）數(shù)據(jù)具有上傳與保存功能并能通過服務器顯示
四、設備整體情況
1）采用發(fā)光（光譜）接近太陽光的燈來模擬太陽光,。使得實訓項目隨時都可以進行,。從而不需要受天氣變化的限制。
2）強調工程實用性,，采用電池板（40W）,、智能控制器、蓄電池、要求均與現(xiàn)場應用中一樣,，使學生深刻理解太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)場應用,。
3）各個部分是*獨立的，學生在實訓過程中可根據(jù)自己對太陽能光伏發(fā)電應用的理解自己動手連接,。
4）采用標準工業(yè)用電池板,，可置于戶內和戶外，角度可以調節(jié),。
5）提供多種模擬應用實訓：太陽能路燈,、太陽能警示燈和逆變器等。
6）整體尺寸：1280mm*600mm*1680mm,，網(wǎng)孔板不小于1200mm*600mm
7)帶吊柜用于防置實訓器材,。
8)提供實驗臺操作說明書，采用Labview設計,，提供實驗管理軟件。
五,、可完成實驗項目
1.太陽能電池發(fā)電原理實驗
2.光伏電池的I-U特性測試實驗
3.環(huán)境對光伏轉換影響實驗
4.太陽能電池組件和蓄電池的選擇
5.太陽能電池自動追光系統(tǒng)實驗
6.控制器工作原理實驗
7.控制器充放電保護實驗
8.太陽能路燈實驗
9.太陽能警示燈實驗
10.離網(wǎng)逆變器逆變實驗
11.并網(wǎng)逆變器逆變實驗