FCTYN-1 太陽能光伏發電綜合實訓系統

一、概述

1、太陽能光伏發電實驗實訓系統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、儀表顯示部分四個部分組成；

2、各控制系統集成于光伏發電為一體的教學實訓臺；

3、各系統通過連接電纜進行連接，形成一套可完成光伏發電站、同步并網、離網電源的實驗及教學演示。幫助學生理解太陽能并網、離網發電系統的原理，從而起到學習工程實際應用技能的作用。

二、技術參數

1、設備尺寸：1400*680*1750MM

2、設備功率：小于1KW，AC220V

三、設備組成

設備主要由供能模塊、負載模塊、數據采集模塊、集中控制模塊、離網逆變器、并網逆變器等內容組成。

供能模塊由光伏供電單元、可調直流穩壓電源及蓄電池組成。

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

數據采集模塊包含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：分別采集實訓裝置的工作電流電壓、交流負載工作電流電壓；

直流電壓表和直流電流表：分別采集光伏板或可調直流穩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：采集離網發電的總電能數據；

雙向電能表：計算系統上網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系統的功能需求靈活搭配，實現各項電能的測量。

集中控制模塊：光伏控制器是用于太陽能發電系統中，控制太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給后端負載供電的自動控制設備。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壓電源或光伏單軸發電平臺，所提供的輸出電源。然后根據蓄電池端接入的相應的12V或24V電壓，輸出12V 或24V電壓給后端器件使用。設備當中使用12V電壓。

離網逆變器為功率變換裝置，將輸入的直流電推挽升壓，再經過逆變橋SPWM正弦脈寬調制技術逆變成220V交流電。

并網逆變器（grid-tie inverter，簡稱GTI）是一種特殊的逆變器，除了可以將直流電轉換成交流電外，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。并網逆變器常用在一些直流電壓源（如太陽能板或是小型風力發電機）和電網連接的應用中。

數控穩壓源：輸出電壓0-30V連續可調，輸出電流0.03A-5A連續可調,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：可調光照強度

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脈寬調制

4） 負載額定電流 10A

5） 過放保護電壓 10.2V/20.4V

6） 過放恢復電壓 11.5V/23.0V

7） 輸出過壓保護電壓 17.5V/35.5V 

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

9） 負載為100W以下的12V直流負載，控制單元一通道可設置成常開輸出，也可設置成多類定時輸出（光控開、光控關，定時開、定時關）。

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

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

5.負載：

1）直流負載包括：LED燈，直流風機等；

2）交流負載包括：節能燈和交流風機等

6.并網逆變器：

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）島效應保護：VAC；FAC

6）具有過流保護輸出短路保護

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

主要用于應對“余電上網”

在電能不能被用戶完全消納時，多余電能需要輸送給電網，這時電表需要計量一個數字;在所發電能不能完全滿足用戶需求時,需要使用電網的配電,則又需要計量另一一個數字。

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.監測儀表（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）：

完成實驗時數據的讀取，可監測太陽能電池組的電壓和電流；并網逆變器輸出的電壓和電流；離網逆變器輸出的電壓和電流

10. 實驗室電源遠程控制系統

1）電源管理終端由2.8寸TFT彩色液晶顯示屏和數據采集模塊組成，實時顯示實驗臺三相電流值、三相電壓值、三相有功功率值、三相無功功率、功率因數、頻率等電參數。

2）電源管理終端啟動時需輸入正確密碼才能啟動電源，避免學員誤操作；

3）輸入正確密碼登錄以后可以設置定時開關機、過壓報警開與關、過壓報警值、欠壓報警開與關、欠壓報警值、過流報警開與關、過流報警值、余額不足報警開與關

4）登錄以后可以進行報警記錄查看，電量充值和剩余電量清零等操作；并且可以更改登錄密碼，系統對時模式設置，熱點配網；

5）通過手機APP可以查詢電源管理終端電源開關狀態，可以單獨開啟關閉學生實驗臺電源；全部開啟或全部關閉實驗臺電源功能；定時預約實驗臺電源開啟關閉功能。

6）APP軟件實時顯示設備溫度、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、B相有功功率、B相無功功率、B相功率因數、C相有功功率、C相無功功率、C相功率因數、電網頻率

7）APP軟件可以設置過壓報警開與關、過壓報警值、欠壓報警開與關、欠壓報警值、過流報警開與關、過流報警值、余額不足報警開與關

8）APP軟件可以給電表設備進行電量充值。

9）通過APP可以把設備分享給其他成員

10）APP軟件的操作會實時的同步到電源管理終端

三、教學及研究實訓項目

1.光伏發電相關操作練習實驗

2.光伏發電開路電壓/短路電流測量

3.光伏發電的伏安特性實驗

4.光伏電池輸出功率與入射角關系實驗

5.光伏電池輸出功率與光譜的關系

6.太陽能電池板最大輸出功率計算實驗

7.太陽能電池板填充因子計算實驗

8.太陽能電池板轉換效率測量實驗

9.太陽能電池板的暗伏安特性測試實驗

10.太陽能控制器

11.太陽能照明系統

12.離網逆變器

13.離網光伏發電交流系統

14.并網逆變器

15.光伏離并網系統測試

四、配置清單