新能源光伏發(fā)電設(shè)備安裝與調(diào)試教學(xué)設(shè)備
 

一、新能源光伏發(fā)電設(shè)備安裝與調(diào)試教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)組成

    光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)四個(gè)部分組成。系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，各裝置和系統(tǒng)具有獨(dú)立的功能，應(yīng)用靈活，即可組合應(yīng)用，也可獨(dú)立工作運(yùn)行。

二、技術(shù)參數(shù)

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(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動(dòng)機(jī)、電容器、直流電動(dòng)機(jī)、接近開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)、底座支架等設(shè)備與器件組成。設(shè)備尺寸：光伏供電裝置1610×1010×1550mm、實(shí)訓(xùn)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(huán)境溫度：45℃±2℃、
• 尺寸：230×230×28mm； 

3、光伏供電系統(tǒng)

1） 光伏供電系統(tǒng)的組成

光伏供電系統(tǒng)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(diào)電阻、斷路器、12V開關(guān)電源、網(wǎng)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(dòng)控制盒自動(dòng)控制兩個(gè)狀態(tài)，可以進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態(tài)、燈運(yùn)動(dòng)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(hù)由DSP控制單元、接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護(hù)由DSP控制單元、接口單元及繼電器完成，當(dāng)蓄電池放電電壓低于規(guī)定值，DSP控制單元輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器工作，繼電器常閉觸點(diǎn)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(jié)閥控密封式鉛酸蓄電池，主要參數(shù)：

容量   12V 18Ah/20HR

重量   1.9kg

    尺寸   345mm×195mm×20mm

含漏電保護(hù)斷路器，AC220V 和DC24V狀態(tài)指示燈、電源插座；

4、逆變與負(fù)載系統(tǒng)

 （1） 逆變與負(fù)載系統(tǒng)的組成

逆變與負(fù)載系統(tǒng)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(shù)檢測(cè)模塊、變頻器、三相交流電機(jī)、發(fā)光管舞臺(tái)燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網(wǎng)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(guān)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(fù)載系統(tǒng)主電路

逆變與負(fù)載系統(tǒng)主要由逆變器、交流調(diào)速系統(tǒng)、逆變器測(cè)試模塊、發(fā)光管舞臺(tái)燈光模塊和警示燈組成。

逆變器的輸入由光伏發(fā)電系統(tǒng)或蓄電池提供，逆變器輸出單相220V、50Hz的交流電源。交流調(diào)速系統(tǒng)由變頻器和三相交流電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(fā)光管舞臺(tái)燈光模塊使用。逆變器測(cè)試模塊用于檢測(cè)逆變器的死區(qū)、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(shí)訓(xùn)裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅(qū)動(dòng) 升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅(qū)動(dòng)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(fù)載系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)

• 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(zhuǎn)換效率：＞85%
• 實(shí)驗(yàn)?zāi)K：正弦波逆變器原理模塊

5、監(jiān)控系統(tǒng)

 （1） 監(jiān)控系統(tǒng)組成

監(jiān)控系統(tǒng)主要由一體機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統(tǒng)軟件、力控組態(tài)軟件組成。

 （2） 監(jiān)控系統(tǒng)功能

     1） 通信

監(jiān)控系統(tǒng)與控制器、PLC、儀表進(jìn)行通信。

     2） 界面

• 監(jiān)控系統(tǒng)具有主界面，光伏供電系統(tǒng)界面，風(fēng)力供電系統(tǒng)界面，逆變與負(fù)載系統(tǒng)界面，風(fēng)光互補(bǔ)能量轉(zhuǎn)換界面，分別顯示各自的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。
• 光伏供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實(shí)現(xiàn)光伏電池方陣自動(dòng)跟蹤。
• 風(fēng)力供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)側(cè)風(fēng)偏航控制。
• 具有光伏發(fā)電采集報(bào)表和風(fēng)力發(fā)電集報(bào)表，記錄光伏輸出電壓、電流，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓、電流；逆變與負(fù)載系統(tǒng)的逆變輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)并打印數(shù)據(jù)報(bào)表。

三、 新能源光伏發(fā)電設(shè)備安裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

• 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)劃；
• 根據(jù)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(shè)計(jì)；
• 蓄電池容量匹配計(jì)算與選型；
• 蓄電池充放電參數(shù)設(shè)置、保護(hù)參數(shù)設(shè)置；
• 逆變器參數(shù)設(shè)置；
• 監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)及操作；
• 光伏供電系統(tǒng)的調(diào)試；
• 電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、調(diào)試和分析。

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