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新能源光伏發電設備安裝與調試教學設備
 

一、新能源光伏發電設備安裝與調試教學設備系統組成

    光伏供電裝置、光伏供電系統、逆變與負載系統、監控系統四個部分組成。系統采用模塊式結構，各裝置和系統具有獨立的功能，應用靈活，即可組合應用，也可獨立工作運行。

二、技術參數

1.光伏供電裝置

   光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運動機構、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動機、電容器、直流電動機、接近開關、微動開關、底座支架等設備與器件組成。設備尺寸：光伏供電裝置1610×1010×1550mm、實訓柜1000×1000×2000mm；

 2.電池組件

• 功率：20W、誤差：±5%、
• 輸出電壓：17.2V、
• 輸出電流：1.17A、
• 開路電壓：21.4V、
• 短路電流：1.27A、
• 工作環境溫度：45℃±2℃、
• 尺寸：230×230×28mm； 

3、光伏供電系統

1） 光伏供電系統的組成

光伏供電系統主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、西門子S7-200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調電阻、斷路器、12V開關電源、網孔架等組成。

2） 控制方式

光伏供電控制單元的追日功能有手動控制盒自動控制兩個狀態，可以進行手動或自動運行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態、燈運動操作。

3） DSP控制單元和接口單元

蓄電池的充電過程及充電保護由DSP控制單元、接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護由DSP控制單元、接口單元及繼電器完成，當蓄電池放電電壓低于規定值，DSP控制單元輸出信號驅動繼電器工作，繼電器常閉觸點斷開，切斷蓄電池的放電回路。

4） 蓄電池組

蓄電池組選用4節閥控密封式鉛酸蓄電池，主要參數：

容量   12V 18Ah/20HR

重量   1.9kg

    尺寸   345mm×195mm×20mm

含漏電保護斷路器，AC220V 和DC24V狀態指示燈、電源插座；

4、逆變與負載系統

 （1） 逆變與負載系統的組成

逆變與負載系統主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、逆變器、逆變器參數檢測模塊、變頻器、三相交流電機、發光管舞臺燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網孔架等組成。

  1） 逆變電源控制單元

逆變電源控制單元面板如圖19所示，逆變電源控制單元主要由斷路器、 24V開關電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子DT14和DT15等組成。

  2） 逆變輸出顯示單元

逆變輸出顯示單元主要由交流電流表、交流電壓表、接線端子等組成。

  3） 逆變與負載系統主電路

逆變與負載系統主要由逆變器、交流調速系統、逆變器測試模塊、發光管舞臺燈光模塊和警示燈組成。

逆變器的輸入由光伏發電系統或蓄電池提供，逆變器輸出單相220V、50Hz的交流電源。交流調速系統由變頻器和三相交流電動機組成，逆變器的輸出AC220V電源是變頻器的輸入電源，變頻器將單相AC220V變換為三相AC220V供三相交流電動機使用。逆變電源控制單元的AC220V電源由逆變器提供，逆變電源控制單元輸出的DC24V供發光管舞臺燈光模塊使用。逆變器測試模塊用于檢測逆變器的死區、基波、SPWM波形。

（2） 逆變器

逆變器是將低壓直流電源變換成高壓交流電源的裝置，逆變器的種類很多, 各自的具體工作原理、工作過程不盡相同。本實訓裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅動 升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅動芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。

（3）逆變與負載系統運行參數

• 逆變器輸入電壓：DC12V、
• 輸入電壓范圍：DC9.5V-15.5V、
• 輸出電壓：AC220V±5%
• 額定輸出電流：1.4A
• 輸出頻率：50Hz±0.5Hz
• 額定功率：300VA
• 輸出波形：正弦波
• 波形失真：＜5%
• 轉換效率：＞85%
• 實驗模塊：正弦波逆變器原理模塊

5、監控系統

 （1） 監控系統組成

監控系統主要由一體機、鍵盤、鼠標、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統軟件、力控組態軟件組成。

 （2） 監控系統功能

     1） 通信

監控系統與控制器、PLC、儀表進行通信。

     2） 界面

• 監控系統具有主界面，光伏供電系統界面，風力供電系統界面，逆變與負載系統界面，風光互補能量轉換界面，分別顯示各自的運行狀態參數。
• 光伏供電系統界面設置相應的按鈕，實現光伏電池方陣自動跟蹤。
• 風力供電系統界面設置相應的按鈕，實現風力發電機側風偏航控制。
• 具有光伏發電采集報表和風力發電集報表，記錄光伏輸出電壓、電流，風力發電機的輸出電壓、電流；逆變與負載系統的逆變輸出電壓、電流、功率等數據并打印數據報表。

三、 新能源光伏發電設備安裝與調試實訓系統主要實驗實訓內容

• 離網型光伏發電系統規劃；
• 根據功率要求，光伏電池組件的選擇、安裝和連接；
• 基于MCU的光伏電池組件zui大功率跟蹤程序設計；
• 蓄電池容量匹配計算與選型；
• 蓄電池充放電參數設置、保護參數設置；
• 逆變器參數設置；
• 監控系統組態及操作；
• 光伏供電系統的調試；
• 電能質量的監測、調試和分析。

• 新能源教學實驗臺	TH-PVT001新能源光伏發電教學實驗箱
  TH-SHD新能源太陽能便攜式電源系列	TH-SPV10新能源光伏發電設備安裝與調試實訓系統
  TH-ZRL-C001新能源氫燃料電池模型車	TH-SSCTS新能源教學用光伏發電組裝與建設實訓系統
  TH-ZRL081-B新能源燃料電池發電教學實訓系統	TH-PV18新能源太陽能光伏發電系統實驗實訓裝置
  TH-ZRL006新能源TH-ZRL006質子交換膜燃料電池教具	TH-PV02新能源太陽能光伏發電系統實驗實訓裝置
  TH-ZRL005新能源質子交換膜燃料電池教具	TH-SPV11B新能源太陽光伏發電應用平臺
  TH-1KW新能源1KW永磁風力發電機并網實驗系統	TH-SPV02新能源光伏發電實訓系統（ARM） TH-SPV01新能源光伏發電實訓系統
  TH-WIN-400A新能源風力發電系統教學實驗平臺	TH-SPG1000新能源太陽能光伏并網發電教學實驗臺
  TH-PVT002A/B新能源硅光電池光伏特性綜合實驗儀	TH-SGT02A新能源太陽能光伏并網發電教學實驗臺
  THT-JXA新能源太陽能光熱教學實驗平臺	TH-ST02新能源太陽能發電教學實驗平臺
  TH-PC2-T新能源太陽輻射標準觀測站	THST01新能源光伏發電系統集成教學演示系統