TW-PVT22型 太陽能光伏發(fā)電綜合實訓系統(tǒng)

一、系統(tǒng)概述：

太陽能發(fā)電的利用通常有兩種方式，一種是將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電力輸送到電網(wǎng)中供給其他負載使用，而在需要用電的時候則從電網(wǎng)中獲取電能，稱謂并網(wǎng)發(fā)電方式。另一種是依靠蓄電池來進行能量存儲的所謂獨立發(fā)電方式，它主要用于因架設線路困難市電無法到達的場合。

太陽能微網(wǎng)發(fā)電教學系統(tǒng)主要由光伏方陣及其支撐支架、直流匯流箱、防雷系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變器、離網(wǎng)逆變器、儲能蓄電池、交流配電箱、監(jiān)控系統(tǒng)及其連接線纜等組成。

在晴朗的白天，裝在屋頂上的光伏組件發(fā)出的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器逆變成與電網(wǎng)同頻率同相位的單相交流電給負載進行供電，在夜晚或陰雨天等太陽光照不足的情況下，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，負載用電全部來自電網(wǎng)。

系統(tǒng)運行時，可以通過系統(tǒng)監(jiān)控軟件來實時查看系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障信息，或者是選配遠程通訊數(shù)據(jù)采集器，將系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)通過GPRS或以太網(wǎng)，傳輸?shù)侥氖謾C、平板電腦或任意一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，以便于您遠程實時掌控電站的信息。

二、系統(tǒng)工作原理

室外5KW太陽能電池方陣，分成2路進入室內(nèi)系統(tǒng)主控柜。第1路太陽電池組件在太陽能控制器控制下，對蓄電池充電和對負載的工作狀態(tài)進行管理,具有自動防止儲能蓄電池過充電和過放電的功能。蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲能量，還能對系統(tǒng)起著調(diào)節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。逆變器的作用是將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合負載使用的正弦波交流電，逆變器輸出的交流電能通過系統(tǒng)輸出回路，供給外部用電設備用電，系統(tǒng)輸出設有過流、過載、短路等保護功能。

第2路通過直流匯流箱、并網(wǎng)逆變器、電能計量儀表、輸出開關直接與市電相連；太陽能電池板所產(chǎn)生的直流電經(jīng)并網(wǎng)逆變器整流、濾波、升壓、同步后與市電進行并網(wǎng)。

三、系統(tǒng)特點：

1、實驗臺工控一體計算機，采用RS232或RS485格式與光伏控制系統(tǒng)通訊，對各項參數(shù)進行監(jiān)控；

2、充放電控制系統(tǒng)主控制模塊采用數(shù)字化MCU技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理；

3、離網(wǎng)逆系統(tǒng)采用電信機房專用系統(tǒng)、高隔離度、具有高穩(wěn)定、高功率因數(shù)輸出；可以為用戶提供純正弦波220V/6KVA穩(wěn)定交流輸出，供應外部設備用電及照明用電；

4、系統(tǒng)運行過程智能化控制，正常工作情況下、蓄電池充滿電后，可自動進入并網(wǎng)工作模式，大大節(jié)省光伏發(fā)電效率。

5、實驗臺面板設置有切換開關（按鈕）可實現(xiàn)離網(wǎng)、并網(wǎng)兩種模式自由切換。

四、系統(tǒng)技術指標參數(shù)：

1、太陽能電池組件

  抗鹽霧和氨腐蝕等國際權威測試；可承受風壓2400Pa,雪壓7200Pa； 優(yōu)秀的弱光環(huán)境發(fā)電性能，陰天也能發(fā)電；輸出功率年衰減率小于0.7%，第25年不低于組件初始功率的80.70% 。

組件型號：多晶

最大功率（W）：250

開路電壓（V）：35.9

短路電流（A）：7.27

最大功率點的工作電壓（V）：28.1

最大功率點的工作電流（Ａ）：6.7

轉(zhuǎn)化效率：17.12%

開路電壓溫度系數(shù)：-0.292%/K

短路電流溫度系數(shù)：+0.045%/K

功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K

最大系統(tǒng)電壓（V）：1000

組件尺寸（長×寬×高）：1650×990×40mm

框架：陽極氧化鋁

玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm

電池片封裝：EVA

背板：復合薄膜

太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）

接線盒：

1) 6個旁路二極管

2) 絕緣材料：PPO

3) 防水等級：IP65

連接器

1) 常規(guī)額定電流：30A

2) 耐電壓：DC1000V

3) 接觸電阻：<2mΩ

4) 絕緣電阻：＞500MΩ

5) 適用單芯電纜截面：2.5-6mm2

6) 電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm

7) 環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃

8) 防護等級：IP67

9) 安全等級：Ⅱ

10) 殼體：PC料，黑色

11) 接觸件：紫銅CN，鍍錫SN

12) 接線方式：壓接

電 纜：

1) 長度：450mm,

2) 規(guī)格：1×4mm2

3) 顏色：紅、黑

溫度范圍系數(shù)：-40°C to+85°C

抗冰雹系數(shù)：最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)

最大表面負荷：7200pa

2、 太陽能組件固定支架

系統(tǒng)支架設計容量為5KW，采用標準工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，20塊250Wp太陽能光伏組件，固定于C型鋼架上，與室外陽臺相結合

3、太陽能控制器

該項目主控系統(tǒng)采用國內(nèi)知名廠商所生產(chǎn)的MPPT控制器，該控制器是一款基于多相位同步整流技術的高端產(chǎn)品，適用于離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)，控制器內(nèi)建靈敏的最大功率點跟蹤算法，迅速并準確地找到光伏電池最大功率點以獲取更多的光伏能源，提高效率，降低系統(tǒng)成本?？刂破魍ㄟ^配套RS232、RS485、USB等通訊方式、連接PC機監(jiān)控軟件，可實現(xiàn)單臺或多臺控制器的遠程實時監(jiān)控、參數(shù)修改、負載設置等光伏系統(tǒng)管理功能。

五、光伏充放電管理系統(tǒng)

1.系統(tǒng)概述：

專為高端的中小型光伏系統(tǒng)設計，采用MPPT或PWM（脈寬調(diào)制）控制方式控制光伏板發(fā)出的電能給蓄電池充電。

采用智能化、模塊化設計，結構簡單、功能強大，使用工業(yè)級優(yōu)質(zhì)的元器件，并按照嚴格的生產(chǎn)工藝制造，使控制器性能可靠、系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

2.系統(tǒng)原理：

光伏充放電控制器在系統(tǒng)中主要作用是將光伏組件所發(fā)出的電能高效給蓄電池充電，同時確保蓄電池長時間的使用壽命?？刂破鲀?nèi)部主要有光伏輸入保護電路，蓄電池保護電路以及充電控制電路組成。

3.功能描述：

PWM充電模式

當蓄電池電量達到飽和狀態(tài)時，采用PWM控制方式控制充電，既能夠?qū)π铍姵剡M行有效充電，又可以防止蓄電池過充延長蓄電池的使用壽命。

人機界面

以直觀的數(shù)字和圖形形式顯示光伏系統(tǒng)的狀態(tài)和參數(shù)，顯示包括：蓄電池電壓、光伏電壓、光伏功率、光伏電流參數(shù)和相關圖標等，可以通過按鍵瀏覽顯示內(nèi)容。

完善的保護功能

蓄電池過充、過放、防反接保護；光伏防反充、防反接保護；防雷保護等。

通訊功能

標準的RS232通訊/RS485通訊，可實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，包括控制器LCD液晶屏上顯示的所有數(shù)據(jù)，通過軟件可以對相關參數(shù)進行設定和修改，還可以對系統(tǒng)中光伏電池板的運行狀況進行控制，并在故障發(fā)生時報警。

干接點信號功能

根據(jù)現(xiàn)場實際需要當蓄電池電壓達到設定電壓時，輸出干接點信號。

MPPT充電功能

實時監(jiān)測光伏板發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值（VI），使光伏系統(tǒng)以最大功率給蓄電池充電。

LCD顯示面板

LCD顯示面板

名稱 說明

LCD液晶顯示 顯示系統(tǒng)狀態(tài)和相關參數(shù)

“↑(+)”鍵 上翻/增加，進入下一個顯示狀態(tài)

“↓(-)”鍵 下翻/減小，進入上一個顯示狀態(tài)

“Enter”鍵 進入設置狀態(tài)，在設置狀態(tài)下按下按鍵保存修改值

“Esc”鍵 返回瀏覽狀態(tài)，不保存修改值

放點系統(tǒng)技術參數(shù)：

蓄電池額定電壓 220V

光伏額定輸入功率 4kW

浮充電壓點 266V

最大開路電壓 459V

顯示方式 LCD

通訊接口 RS232/RS485

靜態(tài)電流 ≤20mA

工作溫/濕度范圍 -20～+55℃/35～85%RH（但無結露）

溫度補償功能（可選） -4mV/℃/2V ,–35℃～+80℃ , 精度：±1℃

參考尺寸（長×寬×高） 440×300×170mm

離網(wǎng)逆變器：

DA-WT/HT正弦波逆變電源是新一代數(shù)字化、智能化產(chǎn)品，專門針對郵電、電力系統(tǒng)、實驗室的逆變設備，適合應用于有220V（或－48V）直流動力（直流屏）的程控交換機、計算機機房、網(wǎng)絡、計費服務器及事故照明等場所，是把直流電變換成正弦波電源的DC/AC功率變換裝置。

系統(tǒng)具備軟件保護與硬件保護的復合保護模式，可靠性高。

具備完善的保護功能：輸入極性反接、輸入過欠壓、輸出過壓、過流、短路、機內(nèi)過熱、另有軟啟動功能。

可接純感性負載(需降額使用)，容性負載、阻性負載、阻容混合負載。

DA-WT/HT系列通信用工頻逆變電源是采用16位專用微處理芯片控制，主電路采用進口功率模塊，具有可靠性高、保護功能全、波形失真小、價格低廉等優(yōu)點。該產(chǎn)品具有較高的轉(zhuǎn)換效率（在滿負載狀態(tài)下可高達85%以上）。同時還有很強的非線性負載驅(qū)動能力；該產(chǎn)品還可以對輸入電壓、電流和輸出電壓、電流進行檢測監(jiān)控，從而實現(xiàn)無人值守維護功能。

標稱容量 6KVA

旁路輸入：

相數(shù) 單相L、N+G

電壓 220Vac±20%

頻率 50Hz±10%

直流輸入 標稱DC電壓 220V

關斷電壓 190V

交流輸出：

 相數(shù) 單 相

電壓 220Vac±20%（市電狀態(tài)）；220Vac±2%(逆變狀態(tài))

標稱頻率 50Hz±0.5%（電池模式）

功率因數(shù) 0.8滯后

輸出波形 正弦波

總諧波失真 ≤3%

動態(tài)負載電壓瞬變 ±5%(負載0～100%躍變)

過載能力 (125—150%)30秒后自動轉(zhuǎn)至旁路，負載正常后恢復；

       >150%，200ms轉(zhuǎn)至旁路，不可恢復

系統(tǒng)指標：

滿載效率 ≥99％（市電狀態(tài)）；≥85％(逆變狀態(tài))

切換時間 ≤6ms

保護功能 過載，電池低壓，欠壓、過壓、系統(tǒng)故障

顯示方式 LCD參數(shù)顯示+LED狀態(tài)顯示

電腦通訊接口 RS232 通訊接口

運行溫度 -10℃～40℃

相對濕度 0～95% 不結露

運行高度 ＜1500m

冷卻方式 強制風冷

噪音(dB) ＜55dB

輸出接線方式 輸出插座或接線端子臺

鉛酸蓄電池：

在獨立的光伏系統(tǒng)中，蓄電池的作用主要是儲存能量，在晚上或多云等氣候情況下，光伏陣列不能提供足夠的能量時，蓄電池供給負載，保證系統(tǒng)的正常運行。

該系統(tǒng)所采用的鉛酸蓄電池規(guī)格如下：

蓄電池電壓： 12V

蓄電池容量：38Ah

外形尺寸：196*165*180mm

參考重量：12.6KG/節(jié)

聯(lián)接方式：18節(jié)串聯(lián)，組合成220V/38Ah

光伏并網(wǎng)逆變器：

無變壓器設計，最大效率可達97.5%，歐洲效率可達96.6%，極高的MPP跟蹤精度（>99.9%），較寬的直流電壓輸入范圍（80-500Vdc），廣泛兼容各種類型的太陽能組件，接線、安裝簡單，易于操作，IP65設計，適合室內(nèi)外各種環(huán)境下的安裝。

智能監(jiān)控系統(tǒng)

教學系統(tǒng)所采用的逆變器外配Wifi卡，PMB能保存?zhèn)鞲衅鞯乃兄匾獢?shù)據(jù)。同時配備RS485、RS232、USB和以太網(wǎng)標準接口。可以選擇使用wifi-kit和GPRS-kit。免費的監(jiān)控軟件能夠通過電腦及移動終端清晰直觀的查看輸出數(shù)據(jù)，您可以在任何時候查看光伏電站的太陽能產(chǎn)量和公共電網(wǎng)的供電量情況。

并網(wǎng)逆變器參數(shù)

直流側(cè)參數(shù)

1) 最大輸入功率：5000W 兩路輸入；2) PV短路電流：13.2A  兩路輸入；3) 最大輸入電流：15A 兩路輸入；4) 滿載MPP電壓范圍：180-450V；5) 最大輸入電壓：500V；6) 最小輸入電壓：150V；7) 啟 動 電 壓：170V；8) 最大功率跟蹤數(shù)：1

9) 防逆流功能：有，配套防逆流傳感器

交流側(cè)參數(shù)

1) 額定交流功率：3000W；2) 最大輸出電流：12A；3) 連接方式：單相；4) 額定輸出電壓：220Vac,230Vac（電網(wǎng)匹配）；5) 輸出電壓范圍：185v-276v；6) 額定輸出頻率：50Hz/60Hz；7) 總電流波形畸變率：＜3%；8) 功率因數(shù)：≥0.99；9) 最大功率跟蹤效率：99.9%；10) 安全等級：一級；11) 防護等級：IP65。

六、實驗內(nèi)容：

   實驗一 太陽能電池板特性實驗系列

1-1、太陽能電池板開路電壓測試實驗；1-2、太陽能電板I-V特性測試實驗；1-3、太陽能電池板最大輸出功率計算實驗；1-4、太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率測量實驗；1-5、太陽能電池板P-V特性測試實驗；1-6、太陽能電池板暗伏安特性測試實驗；1-7、太陽能電池光譜特性測試實驗；1-8、太陽能電池板的串聯(lián)開路電壓測試實驗；1-9、太陽能電池方陣拆裝設計。

   實驗二 太陽能蓄電池控制器實驗系列

2-1、太陽能蓄電池充電控制實驗2-2、控制器充放電保護實驗2-3、蓄電池電壓、電流測試實驗2-4、蓄電池電量估測實驗

   實驗三 太陽能光伏逆變器實驗系列

3-1、逆變器的工作原理分析實驗；3-2、輸出電壓、電流測試實驗；3-3、最大輸出功率的估算實驗；3-4、過載或短路保護演示實驗；3-5、輸入電壓防反接演示實驗；3-6、輸入電壓范圍測試實驗；3-7、轉(zhuǎn)換效率計算實驗。

實驗四、光伏并網(wǎng)同步逆變電源實驗

4-1、逆變電源單元組成原理。4-2、逆變電源MPPT的最大功率跟蹤控制方法的實驗。4-3、逆變電源輸出功率與光伏能量變換的實驗。4-4、MPPT與電子跟蹤器有效結合和分離控制方面的比較實驗。4-5、逆變器并入的電網(wǎng)供電中斷，逆變器應在2s內(nèi)停止向電網(wǎng)供電，同時發(fā)出警示信號的防孤島效應保護試驗。

實驗五、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)軟件實驗

5-1、在工控一體機上位軟件里查看單站監(jiān)控項目

當前功率 KW、當日電量 KWh、當月電量 KWh、當前電量 KWh、總電量 KWh

累計減少砍伐樹木（棵）、累計減排二氧化碳（噸）、收益（元）需要設置

每日/周功率曲線、電量曲線

5-2、在移動設備監(jiān)控軟件里查看單站電量記錄項目：

當前功率 KW、當日電量 KWh、當月電量 KWh、當前電量 KWh、總電量 KWh

累計減少砍伐樹木（棵）、累計減排二氧化碳（噸）、收益（元）需要設置

每日/周功率曲線、電量曲線

5-3、在上位軟件里查看單站故障記錄項目：

直流過壓、直流欠壓、直流過流

交流過壓、交流欠壓、交流過流

系統(tǒng)過載、頻率異常、孤島保護、ADC異常（快速檢測并網(wǎng)電壓，電流）、IPM故障、過流保護、過溫保護、溫度異常、DSP異常（數(shù)字信號處理器，將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號）。

★接受滿足或優(yōu)于以上參數(shù)的產(chǎn)品

TW-SPV03型 光伏發(fā)電實訓系統(tǒng)

一、設備組成

    TW-SPV03型光伏發(fā)電實訓系統(tǒng)主要由光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、逆變與負載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)四個部分組成，如圖1所示。

TW-XNY01型（分布式）3.3KW太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電教學系統(tǒng)

一、系統(tǒng)概述

      分布式并網(wǎng)光伏電教學系統(tǒng)，主要由光伏組件方陣及其支撐支架、直流匯流箱、防雷系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變器、交流配電箱、監(jiān)控系統(tǒng)及其連接線纜等組成。

      在晴朗的白天，裝在屋頂上的光伏組件發(fā)出的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器逆變成與電網(wǎng)同頻率同相位的單相交流電給負載進行供電，在夜晚或陰雨天等太陽光照不足的情況下，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，負載用電全部來自電網(wǎng)。您可以通過系統(tǒng)監(jiān)控軟件來實時查看系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障信息，或者是選配遠程通訊數(shù)據(jù)采集器，將系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)通過GPRS或以太網(wǎng)，傳輸?shù)侥氖謾C、平板電腦或任意一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，以便于您遠程實時掌控電站的信息。

TW-PV06太陽能光伏發(fā)電實訓系統(tǒng)

一、系統(tǒng)實訓應用范圍：

主要提供于職高、大學、研究生、企業(yè)技工以太陽能發(fā)電為主課題的研究和培訓。實驗系統(tǒng)各部分通過電纜連接，可組成一套既能演示又能動手設計、安裝、調(diào)試的風力發(fā)電實訓系統(tǒng)。