風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由光源模擬跟蹤裝置、光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)、離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)五個(gè)部分組成，各功能部分通過通訊電纜和連接電纜進(jìn)行連接，形成一套能夠展示并動(dòng)手設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的太陽能光伏發(fā)電工廠應(yīng)用的設(shè)備。
1. 光源模擬跟蹤裝置
光源模擬跟蹤裝置及控制系統(tǒng)由光源模擬跟蹤裝置和光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)組成，如圖2所示。該系統(tǒng)由太陽能電池組件、模擬太陽光燈、太陽能模擬追日跟蹤傳感器、太陽能板二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流電動(dòng)機(jī)、減速箱、GE可編程序控制器、按鈕和繼電器等低壓電器等組成。
圖2（a）光源模擬跟蹤裝置
技術(shù)參數(shù)：
太陽能電池規(guī)格： 20W/18V*4
模擬光源功率：300W*3
跟蹤方式：單軸，俯仰180°
跟蹤精度：< ±1.5°
日跟蹤驅(qū)動(dòng)功耗：< 1W（根據(jù)光照強(qiáng)度工作）
工作電壓：DC24V
抗風(fēng)等級(jí)：10級(jí)
機(jī)械壽命：>25年
外形尺寸： 2000mm×1500mm×2000mm
2. 光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)
光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)控制燈光來模擬太陽光源（晨日太陽、午日太陽、夕日太陽）的運(yùn)行軌跡以及太陽光的入射角度，太陽能電池板上的模擬追日跟蹤傳感器采集模擬太陽光照度信息及位置信息，控制兩維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使太陽能電池板始終正對(duì)著模擬太陽光源，以提高太陽能電池的發(fā)電效率。如圖3所示。
圖3 （b）光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)
技術(shù)參數(shù)：
PLC ：西門子S7-200
PLC額定電壓：24V
工作環(huán)境：溫度 -10-40℃ 濕度≤80%
外形尺寸： 800mm×600mm×1880mm
3. 能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由直流電壓采集模塊、溫度采集模塊、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊、直流電流采集模塊、繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、蓄電池組、直流負(fù)載、通信模塊、人機(jī)界面、空氣開關(guān)、直流電壓表、直流電流表等模塊組成。
能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)是將太陽能電池板發(fā)出的電量提供給直流負(fù)載和蓄電池，或者輸送給逆變器使用。該系統(tǒng)具有溫度檢測，充、放電檢測、PWM脈寬調(diào)制、最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）功能以及過充、過放等保護(hù)功能。
圖4（c） 能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)
技術(shù)參數(shù)：
功率：200W
蓄電池容量：12V20AH，4節(jié)
控制器額定輸出電壓、電流：24V/10A
工作環(huán)境：溫度 -10-40℃ 濕度≤80%
外形尺寸： 800mm×600mm×1880mm
4. 離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng)
離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng)如圖5所示。該系統(tǒng)由直流電壓采集模塊、直流電流采集模塊、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊、繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、LCD人機(jī)對(duì)話模塊、通信模塊、單相逆變器-主電路單元模塊、頻率采集模塊、直流電壓表、直流電流表、交流電壓表、交流電流表、交流諧波表、空氣開關(guān)、低壓電器、交流負(fù)載等組成。
該系統(tǒng)將太陽能電池板產(chǎn)生的直流電或蓄電池釋放的直流電通過逆變器SPWM調(diào)制轉(zhuǎn)化為單相220V交流電，供交流負(fù)載使用。系統(tǒng)具有輸入過、欠壓保護(hù)，輸出過載、短路保護(hù)，過熱保護(hù)等功能。具有逆變輸出的電壓幅度、頻率、功率因數(shù)、諧波檢測和調(diào)整功能。
圖5（d） 離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng)
技術(shù)參數(shù)：
額定輸入電壓：DC24V；
額定輸出電壓：220V±10%、50Hz±1Hz；
額定功率：200VA；
輸出功率因數(shù)：≥0.80（感性負(fù)載、容性負(fù)載）；
逆變效率：≥80%；
電壓調(diào)整率：線性負(fù)載≤3%，非線性負(fù)載≤5%。
外形尺寸： 800mm×600mm×1880mm
5. 監(jiān)控系統(tǒng)
由通訊管理機(jī)、顯示器、打印機(jī)、組態(tài)軟件等組成。
主要功能：
顯示充電電壓、充電電流、功率、運(yùn)行狀態(tài)；
顯示蓄電池電壓、蓄電池放電電流、蓄電池放電功率、蓄電池運(yùn)行狀態(tài)；
顯示負(fù)載電壓、負(fù)載電流、負(fù)載功率、負(fù)載狀態(tài)；
顯示當(dāng)前溫度、溫度補(bǔ)償系數(shù)，各種參數(shù)保護(hù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示與處理、詳細(xì)的事故記錄、報(bào)警參數(shù)設(shè)定、對(duì)用戶提供權(quán)限管理、密碼登錄等。
圖6 （e） 監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)參數(shù)：
組態(tài)軟件：力控
外形尺寸： 800mm×600mm×1880mm
一、設(shè)備清單
|
序號(hào) |
類別 |
名稱 |
型號(hào)規(guī)格 |
數(shù)量 |
單位 |
廠家品牌 |
備注 |
|
1 |
光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng) |
光源模擬跟蹤裝置 |
SG-T43 |
1 |
套 |
|
|
|
光源模擬控制系統(tǒng) |
1 |
套 |
|
能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng) |
1 |
套 |
|
離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng) |
1 |
套 |
|
監(jiān)控系統(tǒng) |
1 |
套 |
|
注：以下項(xiàng)目為用戶選配！ |
|
|
|
筆記本電腦 |
聯(lián)想 |
1 |
臺(tái) |
|
|
|
CAD軟件 |
中望CAD2011教育版 |
1 |
套 |
中望 |
|
手持?jǐn)?shù)字示波表， |
UTD1025C |
1 |
臺(tái) |
優(yōu)利德 |
|
萬用表 |
UT33D |
1 |
臺(tái) |
優(yōu)利德 |
|
壓線鉗 |
通用工具 |
1 |
副 |
|
|
小一字螺絲刀 |
通用工具 |
1 |
副 |
|
小十字螺絲刀 |
通用工具 |
1 |
副 |
|
長柄螺絲刀 |
通用工具 |
1 |
副 |
|
剖線鉗 |
通用工具 |
1 |
副 |
|
剪刀 |
通用工具 |
1 |
副 |
|
尖嘴鉗 |
通用工具 |
1 |
副 |
|
斜口鉗 |
通用工具 |
1 |
副 |
|
電烙鐵 |
通用工具 |
1 |
只 |
|
3 |
耗材 |
電纜 |
通用耗材 |
100 |
米 |
|
|
|
兩芯屏蔽電纜 |
通用耗材 |
10 |
米 |
|
壓接頭 |
通用耗材 |
1 |
包 |
|
線套管 |
通用耗材 |
5 |
米 |
|
焊錫絲 |
通用耗材 |
1 |
卷 |
|
吸錫帶 |
通用耗材 |
1 |
卷 |
|
標(biāo)簽紙 |
通用耗材 |
1 |
本 |
|
熱縮套管 |
通用耗材 |
10 |
米 |
|
直流熔絲 |
690V/10A/3W |
5 |
個(gè) |
注：
