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教學實訓設備Teaching Equipment
一、概述
太陽能光伏發電有無限的太陽光資源，綠色、環保、低碳、無需資源分配等優點。在國家能源建設和儲備中得到了廣泛的應用。光伏并網發電，是當前全球最大規模利用太陽能資源發電的一種重要方式。并網發電，是將太陽能電池所發出的直流電通過逆變器轉換成波形良好的交流電，直接向電網供電，無儲能裝置，運行可靠性和轉換效率比較高，系統的建設和維護成本較低。我公司結合多年在新能源行業的研發和生產經驗，特別推出了TRM-JX5型太陽能光伏并網發電教學實驗臺實訓裝置，主要可以提供系統配套件，電池組件陣列、最大功率跟蹤調節支架、方陣避雷匯流箱、并網逆變器、升壓輸變箱、計量監控通訊等。
二、實驗系統單元組成
1、光伏陣列單元：在院區修建約10平方米的平臺，安裝支架，鋪設總峰值功率為0.6～12kW的光伏陣列。在條件允許的情況下，光伏陣列選用三種不同類型的太陽能電池進行實驗。單晶硅太陽能電池，變換效率15～17%，厚度300um，黑色，硬質不可卷曲，拉制溫度1400度。在光伏并網發電系統中得到普遍使用。 多晶硅太陽能電池，變換效率12～14%，厚度300um，深藍色，硬質不可卷曲，拉制溫度1000度。具有接近于單晶硅太陽電池的穩定性和較強的空間抗輻射性能，成本低于單晶硅太陽能電池。非晶硅太陽能電池，變換效率6～10%，厚度1um，可卷曲，暗紅色，生產溫度200度，生產成本低，溫度系數低，高溫條件和弱光條件下，任然獲得高功率輸出。
2、逆變控制單元：系統根據實驗的需要，通過開關單元的開和關，最多可以實現6臺不同型號和產地的并網逆變器同時運行，配備同時并網通道，可滿足對比實驗和各種數據采集的需要。
3、開關控制單元：所有系統內外單元的引線經隔離開關接至各自的跳線端子上，在實驗過程中，一旦發生漏電、短路、過流、過熱情況，開關自動斷開電源，起到保護儀器儀表和人身的安全。
4、方陣連接單元：示意接線面板上,最小單元的引線經隔離開關接至各自的跳線端子，根據實驗的需要，可以用跳線自由地組合成不同開路電壓（180～450VDC 和200～450VDC），峰值功率（600～1200W）的系統。
5、顯示單元：直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、頻率、室內溫度、濕度、時鐘、當前發電功率、有功和無功功率、日發電量累計。
6、環境監測單元：系統配置1套環境監測儀，用來監測現場的環境情況。該裝置由風速傳感器、風向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成。可測量環境溫度、風速、風向和輻射強度等參數，通過RS485接口與并網監控裝置工控機通訊。
7、并網監控單元：監控裝置包括監控主機、監控軟件和顯示設備。本系統采用高性能工業控制PC機作為系統的監控主機，配置光伏并網系統多機版監控軟件，采用RS485通訊方式，可以實時獲取所有并網逆變器的運行參數和工作數據，并對外提供以太網遠程通訊接口。
工控機的性能特點：嵌入式低功耗C3系列處理器；帶LCD/CRTVGA接口；以太網口；RS232通訊接口；配備RS485/RS232轉接器;USB2.0；256M內存(可升級)；40G 筆記本硬盤(可升級)。
并網系統的網絡版監控軟件（SPS-PVNET）功能：實時顯示電站的當前發電總功率、日總發電量、累計總發電量、累計CO2總減排量以及每天發電功率曲線圖；可查看每臺逆變器的運行參數，主要包括（但不限于）：直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、逆變器機內溫度、時鐘、頻率、當前發電功率、日發電量、累計發電量、累計CO2減排量、每天發電功率曲線圖。
監控所有逆變器的運行狀態，采用聲光報警方式提示設備出現故障，可查看故障原因及故障時間，監控的故障信息至少包括：電網電壓過高、電網電壓過低、電網頻率過高、電網頻率過低、直流電壓過高、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗顯示單元可采用液晶電視，具有非常好的展示效果。
8、 監控軟件:集成環境監測功能，主要包括日照強度、風速、風向和環境溫度。監控主機同時提供對外的數據接口，即用戶可以通過網絡方式，異地實時查看整個電源系統的實時運行數據以及歷史數據和故障數據。可每隔5分鐘存儲一次電站實驗所有運行數據，包括實時存儲環境數據、故障數據等參數。
可連續存儲20年以上的電站實驗所有的運行數據和所有的故障紀錄。可提供中文和英文兩種語言版本。
三、實驗項目
該實驗平臺應由太陽能電池組件、自動跟蹤系統、模擬光源蓄電池組件、環境監測系統、太陽能控制器、太陽能發電逆變系統、太陽能應用負載系統組成，各系統采用模塊化設計。
（1）自動跟蹤逐日系統，采用光強自動跟蹤控制和手動控制兩種控制方式，實現太陽能電池板全自動跟蹤。
（2）太陽能跟蹤系統開放化，提供各種實訓，加強學生動手能力。
（3）太陽能電池板工作環境監控，更接近實際工業級運用中太陽能電池板的使用。
（4）采用多塊工業級太陽能電池板，可進行串、并聯組合，模仿KW級光伏發電系統的太陽能電池板系統組建。
（5）太陽能路燈是目前光伏最為廣泛的應用，專門設計高效LED節能路燈，可直接用于實驗室夜間照明。
（6）全套整體結構采用工業鋁型材和雙面白高密度板設計。
（7）產品面板采用環氧樹脂面板制作，防止長時間變形。
四、運行技術條件（單相輸出/三相輸出）
1、光伏陣列輸出電壓：180～450VDC。
2、并網輸出電壓：180～456VAC。
3、并網頻率范圍：47.8～51.2Hz。
4、效 率：94.5%。
5、功率因數：>0.99。
6、最大功率跟蹤180～400VD。
7、通訊接口RS485。
8、保護功能：防雷、極性反接、短路、漏電、過熱、孤島效應、過載保護、電網過欠壓、電網過欠頻保護、接地故障保護等。
9、工作環境：溫度-40℃～80℃。
10、相對濕度﹤90﹪RH（25℃）。
