高职院校光伏专业实训方案

1、第一部分风光互补发电实训系统(一、概述全国职业院校技能大赛高职组“风光互补发电系统安装与调试”赛项使用的大赛设 备是由南京康尼科技实业有限公司研发生产的产品“ KNT-SPV01型风光互补发电实训系 统”。(二、设备组成风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风 力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成。风光互补发电实训系统采用模块式结构， 各装置和系统具有独立的功能，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。、设备尺寸：光伏供电装置1610X1010X1550mm风力供电装置1578X1950X1540mm实训柜 3200X650X2000mm、比赛场地面积：

2、20平方米(三、各单元介绍1、光伏供电装置、光伏供电装置的组成光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水 平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、 直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成，如图1所示。图1光伏供电装置4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，光线传感器安装在光伏电池方阵中央。2 盏300W的投射灯安装在摆杆支架上，摆杆底端与减速箱输出端连接，减速箱输入端连 接单相交流电动机。电动机旋转时，通过减速箱驱动摆杆作圆周摆动。摆杆底端与底座 支架连接部分安装了接近开关和微动开关，用于摆杆位置的限位和保护。

3、水平和俯仰方 向运动机构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、直流电动机、接近开关和微动开关组 成。直流电动机旋转时，水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东方向或向西方向的水 平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北方向或向南方向的俯仰移动，接近开 关和微动开关用于光伏电池方阵位置的限位和保护。、光伏电池组件光伏电池组件的主要参数为：额定功率20W额定电压 17.2V额定电流1.17A开路电压21.4V短路电流1.27A尺寸 430mmX430mmX 28mm2、光伏供电系统、光伏供电系统的组成光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控 制单元、充/放电控制单元、信

4、号处理单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、蓄 电池组、可调电阻、断路器、12V开关电源、网孔架等组成。如图3所示。、控制方式光伏供电控制单元的追日功能有手动控制盒自动控制两个状态，可以进行手动或自 动运行光伏电池组件双轴跟踪、灯状态、灯运动操作。、充、放电控制单元和信号处理单元蓄电池的充电过程及充电保护由充电控制单元、信号处理单元及程序完成，蓄电池 的放电保护由放电控制单元、信号处理单元完成，当蓄电池放电电压低于规定值，放电 控制单元输出信号驱动继电器工作，继电器常闭触点断开，切断蓄电池的放电回路。、 蓄电池组蓄电池组选用4节阀控密封式铅酸蓄电池，主要参数:容量 12V 18Ah

5、/20HR重量 1.9kg尺寸 345mmX195mmX20mm3、风力供电装置、风力供电装置的组成风力供电装置主要由叶片、轮毂、发电机、机舱、尾舵、侧风偏航控制机构、直流 电动机、塔架和基础、测速仪、测速仪支架、轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、 单相交流电动机、电容器、风场运动机构箱、护栏、连杆、滚轮、万向轮、微动开关和 接近开关等设备与器件组成，如图2所示。图2风力供电装置叶片、轮毂、发电机、机舱、尾舵和侧风偏航控制机构组装成水平轴永磁同步风力 发电机，安装在塔架上。风场由轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、测速仪、测 速仪支架、风场运动机构箱体、传动齿轮链机构、单相交流电动机、滚

6、轮和万向轮等组 成。轴流风机和轴流风机框罩安装在风场运动机构箱体上部，传动齿轮链机构、单相交 流电动机、滚轮和万向轮组成风场运动机构。当风场运动机构中的单相交流电动机旋转 时，传动齿轮链机构带动滚轮转动，风场运动机构箱体围绕风力发电机的塔架作圆周旋 转运动，当轴流风机输送可变风量风时，在风力发电机周围形成风向和风速可变的风场。在可变风场中，风力发电机利用尾舵实现被动偏航迎风，使风力发电机输出最大电 能。测速仪检测风场的风量，当风场的风量超过安全值时，侧风偏航控制机构动作，使 尾舵侧风45，风力发电机叶片转速变慢。当风场的风量过大时，尾舵侧风90，风力 发电机处于制动状态。4、风力供电系统、 风

7、力供电系统的组成风力供电系统主要由风电电源控制单元、风电输出显示单元、触摸屏、风力供电控 制单元、充/放电控制单元、信号处理单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、可 调电阻、断路器、网孔架等组成。、 控制方式风力供电控制单元的偏航功能有手动和自动两个状态，可以进行手动或自动可变风 向操作。可变风量是由变频器控制轴流风机实现。手动操作变频器操作面板上的有关按键， 使变频器的输出频率在0-50Hz之间变化，轴流风机转速在0至额定转速范围内变化， 实现可变风量输出。、充、放电控制单元和信号处理单元蓄电池的充电过程及充电保护由充电控制单元、信号处理单元及程序完成，蓄电池 的放电保护由放电控

8、制单元、信号处理单元完成，当蓄电池放电电压低于规定值，放电 控制单元输出信号驱动继电器工作，继电器常闭触点断开，切断蓄电池的放电回路。、 测风偏航风力发电机风轮叶片在气流作用下产生力矩驱动风轮转动，通过轮毂将扭矩输入到 传动系统。当风速增加超过额定风速时，风力发电机风轮转速过快，发电机可能因超负 荷而烧毁。对于定桨距风轮，当风速增加超过额定风速时，如果气流与叶片分离，风轮叶片将 处于“失速”状态，风力发电机不会因超负荷而烧毁。对于变桨距风轮，当风速增加时，可根据风速的变化调整气流对叶片的攻角。当风 速超过额定风速时，输出功率可稳定地保持在额定功率上。特别是在大风的情况下，风 力机处于顺桨状态，

9、使桨叶和整机的受力状况大为改善。小型风力发电机多数是定桨距风轮，在大风的情况下，采用侧风偏航控制使气流与 叶片分离，使风轮叶片处于“失速”状态，安全地保护风力发电机。另外，还可以通过 侧风偏航控制风力发电机保持恒定功率输出。5、逆变与负载系统(1)、逆变与负载系统的组成逆变与负载系统主要由逆变电源控制单元、逆变输出显示单元、逆变控制单元、直 流升压单元、全桥逆变单元、逆变器参数检测模块、变频器、三相交流电机、发光管舞 台灯光模块、警示灯、接线排、断路器、网孔架等组成。1）、逆变电源控制单元逆变电源控制单元主要由断路器、+24V开关电源、AC220V电源插座、指示灯、接 线端子DT14和DT15

10、等组成。2）、逆变输出显示单元逆变输出显示单元主要由交流电流表、交流电压表、接线端子DT16和DT17等组成。3）、逆变与负载系统主电路逆变与负载系统主要由逆变器、交流调速系统、逆变器测试模块、发光管舞台灯光 模块和警示灯组成。逆变器的输入由光伏发电系统、风力发电系统或蓄电池提供，逆变器输出单相220V、 50Hz的交流电源。交流调速系统由变频器和三相交流电动机组成，逆变器的输出AC220V 电源是变频器的输入电源，变频器将单相AC220V变换为三相AC220V供三相交流电动机 使用。逆变电源控制单元的AC220V电源由逆变器提供，逆变电源控制单元输出的DC24V 供发光管舞台灯光模块使用。逆

11、变器测试模块用于检测逆变器的死区、基波、SPWM波形。（2）、逆变装置逆变器是将低压直流电源变换成高压交流电源的装置，逆变器的种类很多，各自的 具体工作原理、工作过程不尽相同。本实训装置使用的逆变装置由DC-DC升压单元、逆 变控制单元、全桥逆变单元组成，逆变的工作过程是将蓄电池的12V直流电通过DC-DC 和DC-AC变换，转变成正弦波220/50Hz（可调）的工频交流电。本逆变器有很多优点，升 压部分由SG3525驱动两个升压MOS管，SG3525脉宽调试控制器，不仅具有可调整的死 区时间控制功能，而且还具有可编程式软启动，脉冲控制锁保护等功能。全桥逆变部分 采用具有DSP性能的嵌入式微处

12、理器TMS320F2812实现SPWM的调制，同时能够与上位 机的远程通讯，实现数据的上载与下载等功能。6、监控系统（1）、监控系统组成监控系统主要由一体机、键盘、鼠标、接线排、电源插座、通信线、微软操作系统 软件、力控组态软件组成。（2）、 监控系统功能4）、 通信监控系统与光伏充、放电控制器，风能充、放电控制器，逆变控制器、仪表、PLC、变频器通信。5）、 界面、监控系统具有主界面，光伏供电系统界面，风力供电系统界面，逆变与负载系统界面，风光互补能量转换界面，分别显示各自的运行 状态参数。、光伏供电系统界面设置相应的按钮，实现光伏电池方阵自动跟踪。、风力供电系统界面设置相应的按钮，实现风力

13、发电单元变频器控制和测风偏航控制。、具有光伏发电采集报表和风力发电集报表，记录光伏输出电压、电流，风力发电机的输出电压、电流；逆变与负载系统的逆变输出电 压、电流、功率等数据并打印数据报表。（四、主要实验实训内容1）、单晶硅光伏电池单体的工作原理实验2）、太阳能电池组件方阵设计实验3）、光伏供电装置的组成与控制实验4）、PLC编程手动、自动控制光伏电池追踪太阳实验5）、光敏电阻、电压比较器的工作特性实验6）、光线传感器工作原理实验7）、光伏供电系统电气控制原理设计8）、光伏电池的I-U特性测试实验9）、光伏电池的输出功率特性实验10）、DSP控制器对蓄电池的脉宽调制充电过程实验11）、DSP控

14、制器对蓄电池的放电保护实验12）、蓄电池实际充电检测实验13）、蓄电池模拟充电实验14）、水平轴永磁同步风力发电机的组成安装实验15）、模拟风场的设计与搭建实验16）、风力发电机被动偏航与主动偏航原理实验17）、水平轴永磁同步风力发电机被动偏航中侧风偏航机构设计18）、风力供电系统的组成及工作原理19）、可变风向和可变风量控制实验20）、风力供电系统电气控制原理实验21）、风力发电机偏航手动、自动控制方式实验22）、风力发电机输出特性测试23）、逆变器工作原理实验24）、SG3525 实验25）、逆变器基波、SPWM、死区等波形检测实验26）、上位机下载逆变几波频率、死去时间、调制比等参数实验

15、27）、逆变器不同负载设计连接实验28）、上位机与各单元通信方式与连接实验29）、通信协议设定实验30）、三维组态力控软件的应用实验31）、力控软件的基本开发流程实验五、主要技术参数一、风力供电装置序 号名称技术参数数量1水平轴永磁同步 风力发电机输出功率：300W输出（整流）电压：+12V叶片旋转直径：1.2m叶片数量：3个叶片材质：玻璃纤维启动风速：1m/s切入风速：1.5m/s安全风速：25 m/s偏航：程序控制自动偏航偏航电机：工作电压（DC 24V）、转速（25rpm）12风速仪输出电压：0-5V 风碗数：3个13轴流通风机流量：2100m3/h电压：380V （由变频器控制）全压：

16、215Pa频率：50Hz功率：0.37Kw转速：1400r/min1轴流风机支架轴流风机框罩4风向控制电机减速比：1： 40电压：AC220V和运动机构的链接机构：链轮1二、光伏供电装置序 号名称技术参数数量1电池组件功率：20W误差：5%输出电压：17.2V输出电流：1.17A开路电压：21.4V短路电流：1.27A工作环境温度：45C2C 尺寸：430X430X28mm42追日传感器输出电压：0-5V 跟踪精度：1度 结构：4电桥13投射灯摆臂机构：涡轮蜗杆结构（2个减速箱） 电压：220V频率：50Hz电流：1.36A最大功率：300W24追日机构结构：涡轮蜗杆结构（减速箱） 驱动：直流

17、电机轴数：双轴二维1三、风力供电系统序 号名称技术参数曰 数量1电源控制单元含漏电保护断路器，AC220V和DC24V状态指示灯、 电源插座12风电控制电源单 元含漏电保护断路器，AC220V和DC24V状态指示灯13触摸屏7,彩色14充、放电控制器核心板，接口底板，信号处理板15直流输入单元电流表：DC 0-5A 电压表：DC 0-500V 接口： RS48516风力供电控制单 元风场运动方向：顺时、逆时轴流风机控制：给风偏航控制：偏航、停止自动控制：启动、急停17PLCS7-200 CPU22418变频器MM420-0.37Kw9可调电阻范围：0-1000Q，无级可调（有刻度）1四、光伏供

18、电系统序 号名称技术参数数量1电源控制单元含漏电保护断路器，AC220V和DC24V状态指示灯、 电源插座12光伏控制电源单 元含漏电保护断路器，AC220V和DC24V状态指示灯13触摸屏7,彩色14充、放电控制器核心板，接口底板，信号处理板15直流输入单元电流表：PA1951-AK1G，DC 0-5A 电压表：PZ195U-AK1G，DC 0-500V 接口： RS48516光伏供电控制单 元电池板跟踪方向：东、南、西、北投光灯控制：灯1、灯2投光灯运动方向：东西、西东、停止 自动控制：启动、急停18PLCS7-200 CPU22619可调电阻范围：0-1000Q，无级可调（有刻度）1五、

19、逆变与负载系统序 号名称技术参数日数量1逆变输出显示单 元电流表：AC 0-5A 电压表：AC 0-500V 接口： RS48512逆变控制电源单 元含漏电保护断路器，AC220V和DC24V状态指示灯13逆变装置输入电压：DC12V输入电压范围：DC9.5V-15.5V输出电压：AC180220V可调5%额定输出电流：1.4A输出频率：50Hz60Hz可调土0.5Hz额定功率：300VA输出波形：正弦波波形失真：V5%转换效率：85%4开关电源型号：DR-120-24 输入电压：AC 220V 输出电压：DC 24V 输出电流：5A15变频器MM420-0.37Kw16电机负载功率：25W电

20、压：AC220V1转速：1300rpm7模拟舞台灯光负 载二极管字样为“KNT”的发光模块18阀控密封式铅酸 蓄电池容量 12V 18Ah/20HR重量 1.9kg尺寸 345mmX 195mmX 20mm4六、监控系统序 号名称技术参数数量1工控机6个串口，含键盘鼠标12组态软件力控6.113打印机HP Deskjt 10001七、实验台序号名称技术参数日数量1网孔板实验台竖式网孔板基本结构：下方为工具箱+4个轮子，上 方为竖式网孔板尺寸：800（长）X600 （宽 X2000（高）外框架构成：铝合金型材；内嵌喷塑钢板钢板尺寸：1200mmX820mm钢板厚度：2mm钢板孔规格：上方孔尺寸6

21、X10mm，孔左右间距为6mm，上下间距为6mm且错位8mm；网孔板配有推拉式抽屉，抽屉采用型材外框、2mm钢板底部；网孔架底部装有滑轮。42微软操作系统软 件Window XP13通讯电缆0.3mm2双芯屏蔽线14实验指导书风光互补发电系统实训指导书1第二部分：1KW光伏智能（离）并网发电实训系统一、概述本项目结合光伏离网发电和并网发电开发的光伏发电实验平台，进行相关的科研与教学 实验。该光伏系统总装机装机容量为1kWp，采用4块250Wp光伏组件及1.58kwh蓄电池储能 单元，通过1台1kW的并网逆变器接入就近低压配电室（单相220VAC）交流电网，或通过1 台1kw光伏离网控制和逆变器

22、直接接入离网用户负载系统。4块电池组件采用固定支架安装，并网发电时采取串联方式接入并网发电系统，离网发 电时采取2串2并接入离网发电系统。重要负载由智能ATS能量管理系统控制供电，实现公网断电续航功能。工控机可连接智能控制器，采集智能仪表，控制器和逆变器等设备数据，对单个独立系 统进行一体化监控控制。多个实训系统可以组成分布式以太网网络。由工控机、监控软件、以太网交换机、远程 软件和环境侦测等设备和软件组成，可以实现数据采集（包括光伏电站、储能系统、负载、 环境），数据处理，系统安全和权限管理，统计和报表，历史数据查询与分析，数据储存， 图表化分析，对负载运行状态进行管理、经济运行分析、故障检

23、测与保护等方面的功能，实 现对整个系统的集中监控。二、技术方案（一）设计规范GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求GB/T 19064-2003家用太阳能发电系统技术条件GB/T9535-1998地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型GB/T18479-2001 Eqv. IEC 61277（1995）地面用光伏发电系统-概述及导则GB/T20046-2006光伏系统电网接口特性GB/T2297-1989太阳能光伏能源系统术语GB5005295供配电系统设计规范GB5005495低压配电设计规范GB50057-94建筑物防雷设计规范（二）技术原理在有公共电网的地区，一般将光伏发电与电网并

24、联，采用并网运行方式，这种方式结 构简单，同时增加了蓄电池储能离网发电系统单元，保证了系统最大效率和可靠性，同时具 有更好的先进性、经济性、实用性。SolrPan#lBatl*ry坷操控料Cofitrollr太阳幡控飙益 Solaf Controllar出交点22DV AC Outpul 220V光伏离网发电系统原理图太阳电池方阵光伏并网发电系统原理图（三）技术方案电站接入选择本工程按照用户侧并网光伏发电站设计，并入电网用电。优先采用太阳能光伏发电，余 电上网，不足部分可由外部电网供给。安装容量选择根据现场勘查，安装太阳能组件数量4块，峰值功率250Wp，总装机容量1kWp。光伏系统构成光伏并

25、网发电系统主要由光伏组件、并网逆变器、光伏支架、线缆、汇流箱、交直流 配电柜及监控系统等组成；增加离网发电系统由光伏组串切换系统、离网控制器逆变器、储 能管理单元、负载切换控制管理单元。其中交直流配电柜及监控系统可根据用户实际情况选 择安装。此光伏并网发电系统将采用分布式并网的设计方案，将1kWp光伏系统通过1台1kW 的并网逆变器接入就近低压配电室（单相220VAC）交流电网，实现并网发电。离网发电时， 先将组件组串方式切换为离网系统电压等级，通过离网控制器逆变器输出到离网负载。根据常用规格并网逆变器的MPPT工作电压范围（50400V），4个电池串列接入并 网逆变器；根据离网系统电压等级，

26、4个电池组件2串2并接入系统。系统安装方式4.1该项目电站安装于地面上，采用混凝土基座式安装方式，安装时在地面上预留若干 的基础支墩，置于地面，在支墩表面预留钢板法兰。4.2为了减少光伏电池组件到逆变器之间的连接线，以及方便维护操作，直流侧采用分 段连接、逐级汇流的方式连接，即通过光伏防雷汇流箱将光伏阵列进行汇流，再通过专用线 缆桥架接入配电室内的光伏逆变器。系统防雷配置此系统还要配置直流防雷配电柜，该配电柜包含了直流防雷配电单元。其中：直流防雷 配电单元是将汇流箱进行配电汇流，分别接入就近光伏设备室的光伏逆变器，经逆变后的交 流电通过计量表并入配电箱低压侧，向照明设备及其它负载提供电力。方阵

27、最佳倾角设计一般为水平上的太阳辐射量，换算成光伏阵列倾斜面的辐射量，才能进行光伏系统发电 量的计算，以上数据都是来源于气象监测站。光伏电站的倾角以固定方式安装太阳能光伏阵 列。在夏天太阳的辐射能是最强最多的时候，冬天太阳的辐射能量相对于来较少，故在设计 离网电站时，考虑电站月平均最大发电量，根据当地全年倾角与辐射量，确定安装并网型太 阳能电池阵列倾角。光伏组件的安装固定：用热镀锌型材。储能系统1.58KWh对离网管理系统和储能电池的实时运行信息、报警信息进行全面的监视，并对储能进行多 方面的统计和分析，实现对储能的全方面掌控。储能监控主要实现以下功能：可实时显示离网系统运行状态、告警信息等；可

28、对离网系统的管理参数进行远方查询、 修改。可显示电池管理系统的实时信息，可分组查询各组电池电压、电流等参数，可查询各 单体电池的工况。可实时显示储能系统当前可放电量、可充电量、最大放电功率、当前放电 功率、可放电时间、今日总充电量、今日总放电量。能对电池充放电时间、充放电电流、电 池保护电压进行控制，实现对离网控制器相关参数的调节。负载系统：5W Led照明灯，数量2个；5W风扇，数量2个.主要设备选型（1）电池组件太阳能组件性能：太阳能路灯系统根据系统输出功率要求将一定数量的晶体硅太阳能电池组件按照系统 电压的要求串联后方可输出系统要求的电压。太阳能电池组件是光伏系统的关键部件，由其 将接受

29、到的太阳光能量直接转换为电能。选择太阳能电池组件，主要考虑光电转换效率和使 用年限，这主要和太阳能电池板组件采用的原材料及封装工艺有关，应采用专业定制的高效硅太阳能电池、高透光率的钢化玻璃、抗腐蚀铝合金边框等材料。由于硅晶片采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用使用寿命一般在25年以上。防护等级IP65。太阳能电池组件结构图（见下图）组件选用晶体硅250Wp,有关技术参数如下：峰值功率Pm： 250Wp短路电流Isc： 8.8A开路电压U : 38.1Voc最佳工作电流：8.15A最佳工作电压：30.7V转换效率17%绝缘电阻大于200MQ使用寿命大于25年（25年时，效率不低于初期

30、80%）（2）并网逆变器逆变器的原理和功能介绍：逆变器也称逆变电源，是将直流电能转变成交流电能的交流 装备，是太阳能光伏发电系统的一个重要部件。由于太阳能电池发出的是直流电，当进 行光伏并网和负载是交流负载时，逆变器是不可缺少的。逆变器的基本要求：能输出一个电压稳定地交流电。无论是输入电压出现波动，还是负载发生变化，它都 能达到一定的电压稳定精度，静态时一般为2%。能输出一个频率稳定的交流电。要求该交流电能达到一定的频率稳定精度，静态时一 般为0.5%。输出的电压及频率在一定范围内可以调试。一般输出可调电压范围为5%，输出频 率可调范围为2Hz。具有一定的过载能力，一般能过载125%-150%

31、。当过载150%时，能持续30s；当 过载125%时，应能持续1min及以上。输出电压波形含谐波成分应尽量小。一般输出波形的失真率应控制在7%以内，以利 于缩小滤波器的体积。具有短路、过载、过热、过电、欠电压等保护功能和报警功能。启动平稳，启动电流小，运行稳定可靠。换流损失小，逆变频率高，一般在85%以上。具有快速的动态相应。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独 立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。逆变器按输出波形有 可分为方波逆变器和正弦波逆变器。并网逆变器参数：输入最大输入功率W1200最大输入电压VMPPT电压范围V45050400启动电压V最

32、大输入电流A6010输入路数2MPPT路数1/1输出额定输出功率W最大输出功率W10001100额定电网电压V电网电压范围V220/230180270 （可调节）电网相位单相最大输出电流A输出功率因素6.10.99最大测流谐波电网直流分量值mATotal THD3%20额定电网频率Hz工作频率范围Hz50/604752或5762 （可调节）效率最大效率96.7%欧洲效率96.2%MPPT效率99.9%保护直流反接保护是交流短路保护是交流输出过电流保护是输出过电压保护 绝缘阻抗保护是是残余电流（RCD）保护 浪涌保护是是并网监控是孤岛保护温度保护是 可选择集成直流开关基本参数尺寸（宽X高x厚）2

33、70X417X124重量kg拓扑5.2无变压器自耗电W20年自然对流噪音指数dB30并网标准安规/EMC标准直流端口EN50438， G83/2， AS4777， VDE0126-1-1EN61000-6-1:2007;EN61000-6-3:2007IEC62109-1/2;AS3100原厂MC4配套端子交流端口IP67防护等级连接器显示屏LCD, 2X20 Z.通讯接口RS 485, WIFI/GPRS （可选择）保修期510 年离网控制逆变器参数:额定光伏功率1kVA浮充电压点58V额定输出容量1kVA额定蓄电池电压48Vdc蓄电池过放保护电压点68Vdc蓄电池过压恢复点66Vdc蓄电池

34、过放保护电压点43.2VDC蓄电池过放恢复电压点48Vdc空载电流W0.5A参考重量13kg参考尺寸402X163X202mm输出波形纯正弦波显示方式LCD （液晶屏显示）散热方式风扇散热额定输出电压110/120/220/230/240 VAC波形畸变率W4%输出频率50/60 Hz0.5Hz动态响应5%功率因数N0.8过载能力120%1 分钟，150%10 秒逆变效率最大90%隔离方式环形变压器噪音（1米）W40dB绝缘强度1500VAC,1 分钟保护功能逆变器输入过压保护、蓄电池过放电保护、蓄电池反接保护、输出过载保护、输出短路保护、过热保护使用环境温度-2050C使用海拔80m/s80

35、m/s最大高度270mm252mm最大回转半径113mm440mm重 量0.69kg0.92kg环境温度-40+55 C-40+55 C环境湿度100%RH100%RH日照辐射表技术参数:灵敏度7-14uV/Wm-2时间响应W30s内阻350Q稳定性2%余弦+10%光谱范围0.33.0温度特性2%(-20 C+40 C)重量2.5kg(5)电池设计主要功能电池采用铅酸蓄电池，该电池提供过充、过放、过流、过温、短路保护，提供充电过程 中的电压均衡功能，具备系统运行状态和故障报警显示，同时能采集所有电池组的信息，通 过液晶屏显示充放电过程中的电压、电流以及最高电压、最低电压，进行参数设置和修改，

36、根据电池状态调整充放电控制。电池容量设计储能系统由4个12V33Ah单体电池串联组成，端口电压为60V。电池管理系统主要包括 电池模块管理主控单元、采集均衡模块、显示模块、确保电池系统稳定、可靠的运行。电池 管理系统数据显示模块完成电池信息(包含电池状态、实时运行数据、日志报表、告警提示 等)的存储、处理、传输、显示；储能管理系统电池组保护功能单体电池过压、欠压、过温报警，电池组过充、过放、过流报警保护，切断等。数据采集功能。采集的数据主要有：单体电池电压、单体电池温度（实际为每个电池模组的温度）、组 端电压、充放电电流，计算得到蓄电池内阻。通讯接口： 1路RS-485通讯。在储能电站系统中，

37、需要和调度监控系统进行通讯，上送 数据和执行指令。（7）光伏并网发电数字监控系统监控系统由PC计算机和数据采集系统组成。其中关键数据由双向储能逆变器采集、存 储。它可以直接采集直流电压、直流电流。电网、电压、电流、日发电量、发电总量等相关数据，通过RS-485在上位计算机中显 示系统工作状态也可以根据需要进行数据远程传输。具体功能如下：显示内容：日期、日发电量、输出功率、逆变器工作状态。逆变器工作状态：直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、输出功率、当天工作时 间、当天发电量查询。逆变器工作状态：逆变器开关时间、人为对其设置的时间记录及故障时间等。（8）太阳能板散件：4片（9）工控机CPU

38、Intel/英特尔；CPU频率2.2GHz以上；三级缓存3MB；核心代号Haswell；核心/线程数：双核心/四线程；制程工艺22nm；内存容量4GB；内存类型DDR3；内存插槽2个DiMM插槽；硬盘容量500GB；硬盘描述7200转；光驱类型DVD刻录机；光驱描述支持DVD SuperMulti双层刻录；显卡类型独立显卡；显存容量共享内存容量；音频系统集成；显示器尺寸19.5英寸；有线网卡1000Mbps以太网卡；电源100V-240V 180W自适应交流电源供应器；I/O接口 USB2.0；读卡器；1X耳机输出接口； 1X麦克风输入接口，USB3.0；PS/2； DVI-D； HDMI；

39、1 XRJ45 （网络接口）； 1X电源接口；随机附件标准键盘，光电鼠标；（10）交流双向电能表液晶显示，7位数字；输入电流：63A互感器变比可通过软件设置； 1路电能脉冲，分别对应有功、无功电能；RS485通信接口，开放式Modbus-RTU通信协议；与工控机通信，实现数据分析参数输入接线：单相电压：240V额定值:0.91.1Un；最大值:0.71.2Un功耗 W5VA/line电流：63A启动电流：20mA功耗：W4VA/line频率：50/60Hz精度：0.5s温漂：200ppm通信：2 线制 RS485（Modbus-RTU 协议）电能脉冲：1路光耦脉冲输出VCC48V,Iz50兆欧

40、（11）智能数字仪表直流电压表：具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装48mmX96mm；精度：0.5级；1000V档位显示格式：999.99 （带2个小数点），显示单位：V；100V档位显示：99.999 （带3个小数点），显示单位：V；10V档位显示：9.9999 (带4个小数点)，显示单位：V；采用透明面板设计。正反驳接误差不大于5个字。直流电流表：具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装48mmX96mm；精度：0.5级；5A档位：4999.9 (带1个小数点)，显示单位：mA；1000mA档位：999.99 (带2个小数点)，显示单位：mA；100mA档位：99.999 (带3

41、个小数点)，显示单位：mA；采用透明面板设计，全量程内阻0.1毫欧。功率及功率因数表：具有通信接口、工业级柜装48X96mm；精度：0.5级，电压：0.3V500V，电流：1mA5A；采用DSP专用芯片设计，具有电能计量，有功功率、无功功率、频率、电压、电流、 负载性质等多种功能；采用军工企业生产的电源变压器、通信隔离模块、信号隔离模块等。三、监控软件分布式电源运行统计：对光伏、风电的实时运行信息、报警信息进行全面的监视， 并对发电进行多方面的统计和分析，实现对分布式电源的全方面掌控。要求光伏发电监控至 少可以显示下列信息：光伏发电系统当前的功率、日发电量、总发电量、光辐照度等，能够 显示实时

42、发电功率曲线及功率预测曲线。要求风力发电监控至少可以显示下列信息：风力发电系统当前的功率、日发电量、总发 电量、风向、风速等，能够显示实时发电功率曲线及功率预测曲线。储能运行统计：对储能电池的实时运行信息、报警信息进行全面的监视，并对 储能进行多方面的统计和分析，实现对储能的全方面掌控。工控机可对电站数据进行监控（4）在上位机软件中可实时监控光伏电站各系统光伏支路的状态（5）历史数据管理功能：历史存储对于实时数据应最少保存最近二年的实时数据， 月统计数 据保存，年统计数据能够长期保存。历史数据库应能够将两年以前的实时数 据或十年以前的月统计数据导出为Excel文件保存。支持用户手工批量删除历史

43、数据、手 工转储历史数据。报表功能：系统的报表功能应包括：报表显示、报表查询、报表打印、日报表、月报表、 年报表。支持的图表应包括曲线、3D柱状图、饼图等。系统报表格式与Excel文件完全兼 容，并支持用户二次开发。四、小型气象站本气象站站可观测的气象要素有：环境温度、环境湿度、露点温度、风速、风向、太阳 总辐射等多项指标。具有性能稳定，检测精度高，无人值守等特点，可满足专业气象观测的 业务要求。具有多种通讯接口（有线RS232/RS485等）可以很方便的与计算机建立远程通讯 连接；专业的气象软件具有数据下载、统计、分析、导出、打印等功能在线监测。功能特点：科学的便携式结构设计，安装及使用方便

44、；可观测风速、风向、温度、湿度、辐射等多种要素，气象观测要素可根据用于需求进行配 置；多种供电方式。具有交流、直流以及太阳能供电系统可供选择；多种通讯方式。RS232、RS485；支持气象短信功能；支持U盘存储功能，实现数据海量存储；可配置户外LED气象显示屏；低功耗、高精度、高可靠性，完全实现野外无人值守；大容量数据存储器；先进完善的多种防雷保护设计，能有效的防雷电干扰；操作简便、易于安装维护和远、近程监控；防腐工艺处理，适用于各种恶劣环境。技术参数：名称测量范围分辨率准确度风速070m/s0.1 m/s(0.30.03V) m/s风向036013大气温度-50+80C0.1C0.2C相对湿

45、度0100%RH1%RH3%RH总辐射02000W/m21 W/m22%组件温度-50+120C0.1C+ 0.2C供电系统太阳能、直流、市电等通讯系统RS232/RS485安装支架光伏气象站支架工作环境：-50+50C、0100%RH ；可靠性：平均无故障时间6000小时防护等级：IP65，防雷击、防电磁干扰、防盐雾腐；采集 器：嵌入式操作系统采集器，多通道数据采集；数据存储：4M FLASH数据存储器,可扩展U盘存储器；系统供电：太阳能/交流/直流供电模式；采集功能：采样存储可远程升级；数据输出：气象规范/用户定制五、系统柜可测量光伏阵列伏安特性；可测量最大功率点控制装置的电压电流参数；可

46、测量逆变器主要电压电流参数；所有数据可以通过数据采集和通信接口输入给计算机；数据采集通讯单元：实时采集数据、RS485隔离通讯技术性能要求人身安全保护要求:系统提供电流型漏电保护、隔离变压器浮地保护和其它安全保护措施， 保证学生的实验安全。设备安全保护措施：提供完善的设备安全保护功能，使学生误操作不会损坏设备。系统装置结构合理，布局清晰、美观，实验时操作方便。通过列表说明可完成实验项目。具有完善的保护功能：直流过压/过流、交流过压/欠压、交流过流、短路、过频/欠频、 系统瞬时功率、内部过热等多种综合保护策略；六、实验项目1、光伏阵列能量变换技术实验实验1、光伏阵列单元组成原理。试验2、太阳能电

47、池发电原理实验实验3、阵列汇流与防雷接地接地管网原理。实验4、最大功率跟踪器与光伏转换能效测试实验。实验5、在不同天气和日照强度下光波对光伏转换效率的测试实验。实验6、在不同季节环境温度变换下对光伏能量转换的测试实验。实验7、光伏组件与固定结构扣件的安装实验。实验8、光伏组件与固定支架扣件安装与调试。实验9、光伏阵列串并联组网安装与调试。实验10、光伏阵列多路汇流控制箱安装与调试。实验11、光伏阵列支架与基础面固定安装与调试。实验12、光伏气象站5要素系统安装与调试。2、并网逆变电源技术实验实训1、并网逆变电源单元安装组成原理技术实验与安装调试。实训2、并网逆变器的最大功率跟踪MPPT控制方法

48、的比较实验。实训3、光伏同步电源与风电同步电源并网兼容控制技术测试实验。实训4、并网逆变器的防孤岛效应瞬间保护技术测试试验。实训5、并网逆变电源输出功率与光伏能量变换效率实验。实训6、并网逆变电源直流输入欠压控制实验。实训7、并网逆变电源交流输出波形测试实验。实训8、并网逆变器输入功率与输出功率比值效率计算与测试实验。实训9、双向电度表的测试实验。实训10、RS485通信实验3、离网逆变电源技术实验实验1、离网逆变电源单元组成原理技术实验。实验2、离网逆变器的蓄电池管理控制方法的实验。实验3、离网逆变电源输出功率与光伏能量变换的实验。实验4、离网逆变电源直流输入欠压控制实验。实验5、离网逆变电

49、源交流输出波形测试实验。实验6、离网逆变器输入功率与输出功率比值效率计算与测试实验。试验7、RS485通信实验4、并网发电系统监控软件实验 实训1、在上位软件里查看单站监控项目：直流电压VDC、直流电流A、输入功率KW交流电压VDC、交流电流A、输出功率KW日发电量KWh、日运行时数h min、总发电量KWh、总运行时数h。实训2、在手机软件里查看单站监控项目：直流电压VDC、直流电流A、输入功率KW交流电压VDC、交流电流A、输出功率KW日发电量KWh、日运行时数h min、总发电量KWh、总运行时数h。5、离网并网智能能源控制技术实验实验1、并网离网智能能源控制原理。实验2、光伏系统并网时

50、公网断电自动切换至离网系统给重要负载供电的实验。实验3、光伏系统离网运行时自动投入并网系统运行实验。实验4、离网并网智能能源控制数据监控显示。第三部分：太阳能光伏发电教学实训系统一、设备组成光伏发电实验实训装置主要由光伏装置、逐日系统装置、控制装置（含控制器、逆变器）、仪表与负 载单元、监控系统组成，如图1所示。光伏发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能， 可以组合成光伏发电实训系统系统。图1光伏发电实训装置二、各单元介绍、光伏跟踪装置的组成光伏跟踪装置系统含PLC控制单元、触摸屏、控制系统。光伏供电装置主要由光伏电池组件、光线传感 器、投射灯底座支架等设备与器件组成。系统由安

51、装圆形底盘，减速系统，线路板、XY连接支架、大功 率电机、齿轮、200毫米长链条等，整体面积占地小于1300mm*1000mm。4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，模拟光源：采用1盏300W的投射灯安装在支架上，采用涡轮 蜗杆结构(0-60CM可调)、电压220V、最大功率300W。装置采用5000:1的减速系统、异步电机、驱 动系统、支架系统，模拟太阳系统等组成。采用按钮控制驱动系统的正反控制和速度控制等。光伏发电装置光伏发电装置主要由4块10W的太阳能光伏板组成，可进行并联连接或者串联连接。其主要参数如下光伏电池组件的主要参数为:额定功率 4*10W开路电压：21.4 V （并联），4*

52、17.20V （串联）短路电流：4*0.32A （并联），0.28A（串联）工作环境温度45C2C。（3）光线传感器、光线传感器控制盒逐日系统光源检测部分采用数字化光源检测技术。采用高档CPU、光敏传感器和硅光电池集合设计。 本控制盒是专用于交流24V云台的太阳跟踪控制，其采用24V交流输入，可输出四个方位的控制电压给云 台，一般云台的方位控制是一根公正，左右上下各四个，本控制盒就是依些配置。控制盒中，方位检测与继电器控制一体集成在电路板内。小巧，美观，质量可靠。跟踪精度可达1度，同时锁定性能良好。技术成熟，属不断改进而形成的最终控制方案。（4）可编程控制器使用西门子CPU224可编程控制器2

53、、实验实训台（1）实验台外观介绍实验实训台采用钣金设计，桌面为防火、防水、耐磨高密度机结构坚固，造形美观大方；设有吊柜，用于 放置工具、存放挂箱及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。（2）电源控制屏电源控制屏提供单相220V交流电源和380V交流电源、1路0-30V直流稳压电源（5A）、铅酸蓄电池（蓄 电池组选用2节阀控密封式铅酸蓄电池，主要参数：容量 12V、7Ah）、900QX2/0.41A的双层瓷盘可 调电阻。光源控制模块。电源系统监测系统：至少配置4通道模拟量输入（0-3V）； 4通道数字量输入（光 耦隔离）；3通道继电器输出（220V,1A）； 2路DA输出（

54、0-3V）；带标准以太网接口（有LED指示其工作 状态）；有RS485接口、CAN接口（专用隔离模块）；4位数码管显示；带ARM的仿真与下载口； USB2.0 接口（RS232接口）；接基于串口协议的无线模块，模块可更换（带天线，工业级）；位机PC以太网监控 程序，可远程直接采集操作本模块的硬件资源；提供多种传感器模块供用户选配，可远程控制系统的电源。 招标现场提供样机。（3）铝面板及安装模块提供铝面板、直流仪表（电压表、电流表）、交流仪表模块（电压表、电流表、功率表三合一、具有 485通信接口）、直流负载（警示灯、节能灯、智能显示风扇）、交流负载（白炽灯、风机）、触摸屏、并离网逆变器、风光互

55、补控制器等。（4）直流仪表:1.直流电压表具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装48mm*96mm、精度：0.5级，1000V档位显示格式：999.9（带1个小数点），显示单位：V； 100V档位显示：99.99 （带2个小数点），显示单位：V； 10V档位显示：9.999 （带3个小数点），显示单位：V；采用透明面板设计。正反驳接误差不大于5个字。招标现场提供 样机演示。直流电流表具有通信接口、隔离RS485信号输出，手动自动量程。采用的是工业级柜装48mm*96mm，精度：0.5级。显示分为三档位，具体情况如下：2A档位：1999，显示单位：mA； 1000mA档位：999.9（带1个

56、小数点）， 显示单位：mA； 100mA档位：99.99（带2个小数点），显示单位：mA。采用透明面板设计。招标现场提供样 机演示。交流仪表参数由24位专用DSP、16位高精度AD转换器和高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机 对话功能控制模式。软件上采用RTOS设计思路，同时配有PC监控软件来加强分析能力。能测量电路的 功率、功率因数。功率测量精度为1. 0级，功率因数测量范围0.3-1.0，电压电流量程为450V和5A，能 自动判别负载性质（感性显示“L”，容性显示“C”，纯电阻不显示），并可存储测量数据，供随时查 阅。（6）创新并离网逆变器套件（工业级，液晶显示，提供开发部分

57、源代码）工业级1KW并离网逆变器模块，采用STM32CPU，支持在线编程，可用示波器观察每个逆变阶段的波形，具有新能源并离网逆变器系统实验实训装置专利证书。原件备查。具有低压报警，低压关断，过压关断，过载关断，过热保护等多种功能，采用大功率mos管放大电路。采用OLED液晶显示（尺寸45*25），开放 部分核心源代码供老师研究、深入了解并网原理等。招标现场提供样机演示并提供专利证书原件。功率（W）1KW直流电压（VDC）24V输入电压180-260VACOLED液晶显示尺寸45*25mm输入频率50/60 Hz逆变器输出电压/频率220VAC5% /50Hz1%输出波形纯正弦波切换时间8ms充

58、电电流Max 20A逆变器输出保护输入过高/过低压保护、直流欠压保护、尖峰浪涌保护，过载保护：100-120%30 秒； 120%,100 毫秒;150% ,50 毫秒；输出短路150 微秒。噪音 45dB运行环境温度-2565摄氏度MPPT电压15-23V运行/贮存环境相对湿度0-90%无结露（7）离网逆变器采用开放式设计，使用STM32芯片设计，支持在线编程，可用示波器观察每个逆变阶段的波形。具有 低压报警，低压关断，过压关断，过载关断，过热保护等多种功能，输出端短路保护（220V短路保护）。 采用液晶显示，开放部分核心源代码供研究、深入了解离网原理等。招标现场提供样机。输出输出电压220VAC功率300W瞬间功率600W输出波形纯正弦波输出频率50Hz/60Hz输出电压误差值low & high 10%空载电流88%USB输出电压(外置)5VLED显示显示工作状态，和错误状态输入电压10.5-28VDC工作电压24VDC保险丝35A保护低压报警10.5+0.3V低压关断10+0.5V过压关断15.5+0.5V过载关断360W over 10 seconds过热保护75C过热输出自动关闭工作温度-10C and +50C 之间有软启动功能(8)并网逆变器米用GTI系列并网逆变器，DC输入电压：Vpv 10.5V-28VDC,带反极性保护