JD-XNY03光伏离并网追日发电实验系统

 

一、系统概述

 

光伏发电原理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。使用铝合金框架。

 

二、技术参数：

 

实训台工作电源：AC220V±10% 50Hz

 

工作环境：环境温度范围为-20℃～+45℃ 相对湿度＜85%

 

外形尺寸：

 

1、实训台：1280mm×600mm×1680mm

 

2、逐日系统：1050*1400*1640mm

 

三、各单元介绍

 

1、光伏跟踪装置

 

（1）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。

 

4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，模拟光源：采用2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。

 

（2）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*20W

 

开路电压：21.87 V（并联），4*18.00V（串联）

 

短路电流：4*0.31A（并联），0.28A（串联）

 

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。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。

 

2、 实验实训台

 

实验实训台采用铝合金设计，桌面为防火、防水、耐磨高密度板,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。

 

（1）电源控制屏

 

电源控制屏提供1路单相220V交流电源、1路0-30V直流稳压电源（2A）、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）、900Ω×2/0.41A的双层瓷盘可调电阻。光源控制模块（控制光源）。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（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。

 

（2）网孔板及安装模块

 

提供网孔板、直流仪表（电压表、电流表、具有通信接口）、交流仪表（电压表、电流表、功率表三合一、具有通信接口）、直流负载（警示灯、节能灯）、交流负载（白炽灯、风机）、触摸屏、离网逆变器、并网逆变器、风光互补控制器。

 

(3)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，显示单位：V；100V档位显示：99.99，显示单位：V；10V档位显示：9.999，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。

 

2.直流电流表

 

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，5A档位：4.999，显示单位：mA；1000mA档位：999.9，显示单位：mA；100mA档位：99.99，显示单位：mA。采用透明面板设计，全量程内阻0.1毫欧。

 

（4）交流仪表参数

 

功率及功率因数表由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，并可存储测量数据，供随时查阅。

 

（5）可编程控制系统

 

采用兼容西门子可编程控制器CPU224，配下载线与开发环境。

 

（6）并网逆变器

 

AC标准电压范围：90V～140V/180V～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)

 

高性能自动功率点追踪（MPPT）

 

强大的MPPT算法，以优化来自太阳能电池板的功率收集，可精确地捕捉及锁定最大输出功率点，使发电量大幅提高到大于25%以上。

 

电力输出:（逆向电力传输）

 

高效的电力逆向传输技术，逆变器在并网输出模式时电力以反方向电力传输，自动检测电路中的负载并优先进行使用，用不完的电力才向电网逆方向传输供应到其他地方使用，电力传输率可达99.9%。在光伏发电应用系统中使输出效率更高。