-TYN13 5KW太陽能光伏微網(wǎng)發(fā)電教學(xué)系統(tǒng) (分布式工程型)
一、系統(tǒng)基礎(chǔ)簡(jiǎn)介
太陽能光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要構(gòu)成部分，由于它集研發(fā)運(yùn)用綠色可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境、改善人民生活條件于一體，被認(rèn)為是當(dāng)今世界上最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，因而越來越受到人們的青睞。
太陽能發(fā)電的運(yùn)用通常有兩種方法，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(fù)載使用，而在需要用電的時(shí)候則從電網(wǎng)中獲取電能，稱謂并網(wǎng)發(fā)電方法。另一種是依靠蓄電池來實(shí)行能量存儲(chǔ)的所謂單獨(dú)發(fā)電方法，它主要用來因架設(shè)線路困難市電無法到達(dá)的場(chǎng)合，應(yīng)用十分廣泛。
太陽能微網(wǎng)發(fā)電教學(xué)系統(tǒng)主要采用光伏方陣及其支撐支撐架、直線DC匯流箱、防雷系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變器、離網(wǎng)逆變器、儲(chǔ)能蓄電池、交流AC配電箱、監(jiān)控系統(tǒng)及其連接線纜等構(gòu)成。
在晴朗的白天，裝在屋頂上的光伏結(jié)合套件發(fā)出的直線DC電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器逆變成與電網(wǎng)同頻率同相位的一相交流AC電給負(fù)載實(shí)行供電，在夜晚或陰雨天等太陽光照不足的現(xiàn)象下，系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，負(fù)載用電全部來自電網(wǎng)。
系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可以經(jīng)過系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)來就地實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息，或者是選配遠(yuǎn)程通訊數(shù)值收集器，將系統(tǒng)作業(yè)數(shù)值經(jīng)過GPRS或以太網(wǎng)，傳輸?shù)侥氖謾C(jī)、平操作面板電腦或隨意一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的電腦，以方便您遠(yuǎn)程就地實(shí)時(shí)掌控電站的信息。
系統(tǒng)作業(yè)原理
室外5KW太陽能電池方陣，分成2路進(jìn)入室內(nèi)系統(tǒng)主控儲(chǔ)物柜。第1路太陽電池結(jié)合套件在太陽能控制器控制下，對(duì)蓄電池充電和對(duì)負(fù)載的作業(yè)狀態(tài)實(shí)行管理,設(shè)定有自動(dòng)防止儲(chǔ)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(chǔ)能量，還能對(duì)系統(tǒng)起著調(diào)動(dòng)電量、平穩(wěn)輸出的作用。逆變器的作用是將蓄電池的直線DC電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合負(fù)載使用的正弦波交流AC電，逆變器輸出的交流AC電能經(jīng)過系統(tǒng)輸出線路，供給外部用電設(shè)備用電，系統(tǒng)輸出設(shè)定有過流、過載、短路等保護(hù)功能。
第2路經(jīng)過直線DC匯流箱、并網(wǎng)逆變器、電能計(jì)量?jī)x表、輸出開關(guān)直接與市電相連；太陽能電池板所產(chǎn)生的直線DC電經(jīng)并網(wǎng)逆變器整流、濾波、升壓、同步后與市電實(shí)行并網(wǎng)。
系統(tǒng)特別點(diǎn)：
1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)工控一體計(jì)算機(jī)數(shù)值，應(yīng)用RS232或RS485格式與光伏控制系統(tǒng)通訊，對(duì)各項(xiàng)功能數(shù)值實(shí)行監(jiān)控；
2、充放電控制系統(tǒng)主控制模型塊應(yīng)用數(shù)字化MCU技術(shù)，對(duì)蓄電池充放電實(shí)行全智能化的管理；
3、離網(wǎng)逆系統(tǒng)應(yīng)用電信機(jī)房專用系統(tǒng)、高隔離度、設(shè)定有高平穩(wěn)、高功率（W）因數(shù)輸出；可以為用戶提供純正弦波220V/4KVA平穩(wěn)交流AC輸出，供應(yīng)外部設(shè)備用電及照明用電；
4、系統(tǒng)運(yùn)行過程智能化控制，正常作業(yè)現(xiàn)象下、蓄電池充滿電后，可自動(dòng)進(jìn)入并網(wǎng)作業(yè)模式，大大節(jié)省光伏發(fā)電效率。
5、實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作面板設(shè)定有變換開關(guān)（按鈕）可完成離網(wǎng)、并網(wǎng)兩種模式自由變換
二、系統(tǒng)技術(shù)功能數(shù)值參考規(guī)格功能數(shù)值
2.1 太陽能電池結(jié)合套件
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際權(quán)威測(cè)量試驗(yàn)；
2、可承受風(fēng)壓2400Pa,雪壓7200Pa；
3、優(yōu)秀的弱光環(huán)境發(fā)電功能，陰天也能發(fā)電；
4、輸出功率（W）年衰減率小于0.7%，第25年不低于結(jié)合套件初始功率（W）的80.70%
 結(jié)合套件型號(hào)：ZM250P-29b 多晶
 最大功率（W）（W）：250
 開路電壓（V）（V）：35.9
 短路電流（A）（A）：7.27
 最大功率（W）點(diǎn)的作業(yè)電壓（V）（V）：28.1
 最大功率（W）點(diǎn)的作業(yè)電流（A）（Ａ）：6.7
 轉(zhuǎn)化效率：17.12%
 開路電壓（V）溫度（℃）系數(shù)：-0.292%/K
 短路電流（A）溫度（℃）系數(shù)：+0.045%/K
 功率（W）溫度（℃）系統(tǒng)：-0.408%/K
 最大系統(tǒng)電壓（V）（V）：1000
 結(jié)合套件尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：1650×990×40mm
 重量（kg）：19.1kg
 框體結(jié)構(gòu)：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(fù)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(gè)旁路二極管
2) 絕緣材料：PPO
3) 防水浸等級(jí)：IP65
 連接器
1) 常規(guī)規(guī)格限定電流（A）：30A
2) 耐電壓（V）：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) 電纜外徑界限：Φ5mm～Φ 7mm
7) 環(huán)境溫度（℃）：-40℃～+ 105℃
8) 防護(hù)等級(jí)：IP67
9) 安全等級(jí)：Ⅱ
10) 殼體：PC料，黑色
11) 接觸件：紫銅CN，鍍錫SN
12) 接線方法：壓接
 電 纜
1) 長(zhǎng)度：450mm,
2) 規(guī)格：1×4mm²
3) 顏色：紅、黑
 溫度（℃）界限系數(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(fù)荷：7200pa
2.2 太陽能結(jié)合套件固定支撐架
系統(tǒng)支撐架設(shè)計(jì)容量（KV）為5KW，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，20塊250Wp太陽能光伏結(jié)合套件，固定于C型鋼架上，與室外陽臺(tái)相集合

2.3 太陽能控制器
該項(xiàng)目主控系統(tǒng)應(yīng)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(shù)的高端設(shè)備，適用來離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)，控制器內(nèi)建靈敏的最大功率（W）點(diǎn)跟蹤算法，迅速并準(zhǔn)確地找到光伏電池最大功率（W）點(diǎn)以獲取更多的光伏能源，提升效率，降低系統(tǒng)成本?？刂破鹘?jīng)過配套R(shí)S232、RS485、USB等通訊方法、連接PC機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可完成單臺(tái)或多臺(tái)控制器的遠(yuǎn)程就地實(shí)時(shí)監(jiān)控、功能數(shù)值修改、負(fù)載設(shè)定等光伏系統(tǒng)管理功能。
2.3.1 系統(tǒng)基礎(chǔ)簡(jiǎn)介
專為高端的中小型光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)用MPPT或PWM（脈寬調(diào)制）控制方法控制光伏板發(fā)出的電能給蓄電池充電。
應(yīng)用智能化、模型塊化設(shè)計(jì)，構(gòu)造簡(jiǎn)便、功能強(qiáng)大，使用工業(yè)級(jí)優(yōu)質(zhì)的元件，并按照嚴(yán)格的生產(chǎn)工序技藝制造，使控制器功能可靠、系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。
2.3.2 系統(tǒng)原理框圖
光伏充放電控制器在系統(tǒng)中主要作用是將光伏結(jié)合套件所發(fā)出的電能高效給蓄電池充電，同時(shí)保證蓄電池長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命?？刂破鲀?nèi)部主要有光伏寫入保護(hù)電子回路，蓄電池保護(hù)電子回路以及充電控制電子回路構(gòu)成。系統(tǒng)原理簡(jiǎn)圖如下。
2.3.3 功能描述
PWM充電模式
當(dāng)蓄電池電量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，應(yīng)用PWM控制方法控制充電，既能夠?qū)π铍姵貙?shí)行有效充電，又可以防止蓄電池過充延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
人機(jī)界面HMI
以直觀的數(shù)字和圖形形式顯露光伏系統(tǒng)的狀態(tài)和功能數(shù)值，顯露含有概括：蓄電池電壓（V）、光伏電壓（V）、光伏功率（W）、光伏電流（A）功能數(shù)值和相關(guān)圖標(biāo)等，可以經(jīng)過按鍵瀏覽顯露內(nèi)容。
完善的保護(hù)功能
蓄電池過充、過放、防反接保護(hù)；光伏防反充、防反接保護(hù)；防雷保護(hù)等。
通訊功能
標(biāo)準(zhǔn)的RS232通訊/RS485通訊，可就地實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，含有概括控制器LCD液晶屏上顯露的全部數(shù)值，經(jīng)過系統(tǒng)可以對(duì)相關(guān)功能數(shù)值實(shí)行設(shè)定和修改，還可以對(duì)系統(tǒng)中光伏電池板的運(yùn)行狀況實(shí)行控制，可以在故障發(fā)生時(shí)報(bào)警。
干接點(diǎn)信號(hào)功能
按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要當(dāng)蓄電池電壓（V）達(dá)到設(shè)定電壓（V）時(shí)，輸出干接點(diǎn)信號(hào)。
MPPT充電功能
就地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏板發(fā)電電壓（V），并追蹤最高電壓（V）電流（A）值（VI），使光伏系統(tǒng)以最大功率（W）給蓄電池充電。

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