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太阳能光伏发电实训装置

一、太阳能光伏发电实训装置组成
1、光伏跟踪装置组成
    光伏跟踪装置系统至少包含PLC控制单元、触摸屏、控制系统。光伏供电装置至少包含光伏电池组件、光线传感器、投射灯底座支架等设备与器件;不少于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盏不低于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、最大功率不低于300W。
2、光伏发电装置
光伏发电装置要由至少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(组件尺寸(L*W*H):≥356*567*28mm;最佳功率:≥20W;工作电压:≥17.05±0.5V;工作电流:≥1.14±0.10A;短路电流:不超过1.29±0.10A;开路电压:≥21±0.5V;工作环境温度45℃±2℃)
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。至少含有高档CPU、光敏传感器和硅光电池集合设计。控制盒直流输入,可输出四个方位的控制电压给PLC,跟踪精度可达1度,同时锁定性能良好。
4、离网逆变电源
   直流输入电压:9~16VDC 电压可选;额定蔬出功率:≥300W 功率可选;
   输出电压:110/220VAC;输出波形:纯正弦波;输出频率:50Hz;工作效率:≥85%;
   功率因数:>0.88;波形失真率≤5% ;工作环境:温度-20℃~50℃;
   相对湿度:﹤90﹪(25℃);保护功能:极性反接、短路、过热、过载保护。
5、并网同步逆变电源
    AC标准电压范围:175V~260VAC;AC频率范围: 55Hz~63Hz/45Hz~53Hz;
    并网输出功率:≥400W ;输出电流总谐波失真:THDIAC <5%;相位差: <1%;
    孤岛效应保护: VAC;f AC;输出短路保护: 限流;显示方式: LED;
   待机功耗:<2W  ;夜间功耗:<1W;环境温度范围:-25 ℃~60℃;
   环境湿度:0~99%(Indoor Type Design) 。  
6、电表规格
   直流电流表:≥ 2个,显示模式︰0.5”LED;
   直流电压表:≥ 2个,50V, 显示模式︰0.5”LED;
   交流电压表:≥ 2个,500V,显示模式︰0.5”LED;
   交流电流表:≥ 2个,5A,  显示模式︰0.5”LED;
   时间、温/湿度表:≥ 1个,-20~99.9℃  显示时间,室内温、湿度;
直流电压、电流,交流电压、电流表具有通信接口、自动量程、工业级标准≥76mm*39mm。
7、负载
    风扇: 1个,额定电压:≥12V,工作电流:≥0.25A,功率:≥3W;
    交通灯:1组(R,G,B),额定电压:≥12V,工作电流:≥0.25A,功率:≥3W;
    蜂鸣器:至少1个;
    马达: 1个,额定电压:≥12V,工作电流:≥0.35A,功率:≥5W  转速:≥20rmp/min;
    交流线性电阻负载:3~100W连续可调。
8、电池:阀控式密封铅酸蓄电池
    额定电压:≥12V;额定容量:≥55Ah;
    充电方法(恒压),循环︰最大充电电流为≥5.6A。
9、监控软件
   至少须含有PC监控模块:监控主机、监控软件。
   显示内容不少于:蓄电池电压、光伏电压、光伏电流、光伏功率,能量模拟图等。
10、电力调度SCADA模块
能把每一台设备的数据传上来,并对采集过来的数据进行处理、显示和打印,以及对系统异常或事故的自动识别以及通过人机联界面对断路器等进行远程控制。
11、网络分析应用模块
  能对多台装置提供的多个数据点进行分析。
(1)能判定故障原因、故障地点(包括各种短路故障和断线故障)。
(2)在系统中的某些元件或元件组合发生故障时,能对系统安全运行可能产生的影响进行分析评估。
(3)能研究分析实时方式和各种假想方式下可能出现的运行状态,用于计划的安全校核和分析近期运行方式的变化,能进行实时、预想和历史方式的潮流计算。
(4)根据曲线稳定分析的结果,针对系统安全稳定裕度不足的运行方式,能采取调整发电、控制负荷等预防性控制措施或优化策略,能模拟保障系统安全运行有效的各种决策支持。
二、太阳能光伏发电实训装置实验设计
1、太阳能光伏系统实验
  讲述太阳能光伏发电系统的基本组成,感受系统的发电过程,了解系统的基本功能。
2、太阳能光伏电池发电原理实验
  了解太阳能光伏电池的基本解构组成,掌握光伏电池的光电转换原理,熟悉光伏发电系统的组成,了解光伏电池发电的优缺点。
3、太阳能控制器原理实验
  了解太阳能控制器的硬件基本结构组成,熟悉太阳能控制器的基本功能,学习蓄电池充电和放电控制原理,恒压/恒流充电控制,负载输出控制方法。了解光伏型控制器和户用性控制器的区别,学习电力电子转换的基本原理和在该型控制器中的实现过程。
4、太阳能光伏发电直接负载实验
  以可调线性阻抗作为直接负载开展实验,掌握光伏阵列直接为负载供电的基本方法,认识直接供电方式的特点,通过调节负载电阻,观察光伏阵列的电气输出特性,了解光伏输出的V-I和P-I变化规律。
5、太阳能光伏发电间接负载实验
  进一步了解太阳能控制器的原理和功能,以白炽灯、电机和其它外设为对象,了解适用于太阳能光伏供电的负载类型,加深理解电力电子转换的意义和方法,并针对负载突然变化状态下的电气特性变化情况进行研究。
6、太阳能光伏发电负载实验
  利用电子负载开展恒电流、恒电压、恒功率和恒电阻实验,了解不同输出方式下,太阳能光伏阵列的输出特性,并相互印证
7、太阳能光伏发电的环温影响实验
  太阳能阵列的输出性能受环境温度和光强的影响,在室温可调条件下(恒温室)本实验研究不同环温下太阳能阵列输出性能V-I、P-I曲线的变化趋势。
8、太阳能光伏发电的光强影响实验
  利用太阳能模拟器,调整光源强度,检测光伏阵列感应光强进行变光强实验。本实验的目的在于研究不同光强下太阳能阵列输出性能V-I、P-I曲线的变化趋势。
9、太阳能光伏输出特性建模仿真实验(拓展实验)
  根据变环温和变光强实验结果,参照自然环境下8小时观测数据(9点-17点),建立包含环温和光强的V-I特性模型,采用参数优化方法,提高模型精度和可靠性,为实现太阳能最大功率跟踪提供输出电压设定值。
关键词:
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