TW-SNY18（分布式）5KW太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電教學系統(tǒng)

一、系統(tǒng)概述

分布式并網(wǎng)光伏電教學系統(tǒng)，主要由光伏組件方陣及其支撐支架、直流匯流箱、防雷系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變器、交流配電箱、監(jiān)控系統(tǒng)及其連接線纜等組成。

在晴朗的白天，裝在屋頂上的光伏組件發(fā)出的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器逆變成與電網(wǎng)同頻率同相位的單相交流電給負載進行供電，在夜晚或陰雨天等太陽光照不足的情況下，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，負載用電全部來自電網(wǎng)。另外在系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)情況下，可以通過系統(tǒng)監(jiān)控軟件來實時查看系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障信息，或者是選配遠程通訊數(shù)據(jù)采集器，將系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)通過GPRS或以太網(wǎng)，傳輸?shù)侥氖謾C、平板電腦或任意一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，以便于遠程實時掌控電站的信息。

室外4.0KW工程型光電池方陣                       室內(nèi)實驗及操作平臺

我司現(xiàn)已安裝的校園科普實驗基地實景照

二、系統(tǒng)主要特點

?一站式交鑰匙服務；

?系統(tǒng)所選設備及材料質(zhì)量可靠、價格低廉，使電站性價比高；

?選用帶隔離變壓器的并網(wǎng)逆變器，實現(xiàn)直流側與交流側的電氣隔離，對電網(wǎng)和人身安全提供了強有力的保障；

?多種監(jiān)控方式可選，并創(chuàng)造性的將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到光伏遠程監(jiān)控中，可以隨時隨地的通過手持終端（如手機、平板電腦等）或任意一臺聯(lián)網(wǎng)電網(wǎng)，來掌控電站的信息。

?分布式并網(wǎng)光伏電站具有綠色環(huán)保、無污染、就地消納、損耗小等優(yōu)點；

?并網(wǎng)方式靈活，可以根據(jù)實際情況，選擇“自發(fā)自用；自發(fā)自用、余電上網(wǎng)；全部上網(wǎng)”三種并網(wǎng)方式的任意一種，并網(wǎng)流程簡單；

三、系統(tǒng)技術參數(shù)：

項目	名稱	5.0 kW 并網(wǎng)型光伏發(fā)電教學系統(tǒng)
標配部分	光伏組件	5.0 kW（250W多晶硅×20塊）
	光伏組件支架	1套（平屋頂支架或瓦片屋頂支架）
	并網(wǎng)逆變器	1臺5kW（DSG-5K-TG）
	交流配電箱	1臺
	本地監(jiān)控軟件	1套
	電力連接線纜	1套
	輔料	1套
選配部分	GPRS數(shù)據(jù)采集器	1臺
	遠程監(jiān)控軟件	1套（安卓、IOS或PC版可選）
	環(huán)境監(jiān)測儀	1臺（可監(jiān)測環(huán)境五要素數(shù)據(jù)：風速、風向、太陽輻射量、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度）
	通訊連接線纜	1套
系統(tǒng)性能指標	系統(tǒng)使用壽命	25年以上
	系統(tǒng)占地面積	≥26m2
	系統(tǒng)日均發(fā)電量	5.98~15.3度
	系統(tǒng)日均節(jié)約標準煤量	2.093~5.355kg
	系統(tǒng)日均節(jié)約二氧化碳量	4.62~11.81kg

四、系統(tǒng)原理圖：

4.1 自發(fā)自用，余電上網(wǎng)模式

4.2 自發(fā)自用，全部上網(wǎng)模式

4.2 自發(fā)自用，自發(fā)自用模式

五、主要單元參數(shù)

5.1 太陽能電池組件

?組件型號：YL250P-29b  多晶

?功率（W）：250

?開路電壓（V）：38.4

?短路電流（A）：8.81

?功率點的工作電壓（V）：29.9

?功率點的工作電流（Ａ）：8.36

?轉(zhuǎn)化效率：17.12%

?開路電壓溫度系數(shù)：-0.292%/K

?短路電流溫度系數(shù)：+0.045%/K

?功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K

?系統(tǒng)電壓（V）：1000

?保險絲額定電流（A）：20

?組件尺寸（長×寬×高）：1650×990×40mm

?重量：19.1kg

?框架：陽極氧化鋁

?玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm

?電池片封裝：EVA

?背板：復合薄膜

?太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）

?接線盒

1)6個旁路二極管

2)絕緣材料：PPO

3)防水等級：IP65

?連接器

1)常規(guī)額定電流：30A

2)耐電壓：DC1000V

3)接觸電阻：<2mΩ

4)絕緣電阻：＞500MΩ

5)適用單芯電纜截面：2.5-6mm2

6)電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm

7)環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃

8)防護等級：IP67

9)安全等級：Ⅱ

10)殼體：PC料，黑色

11)接觸件：紫銅CN，鍍錫SN

12)接線方式：壓接

?鎖緊系統(tǒng)：嵌入式常規(guī)額定電流：30A

1)耐電壓：DC1000V

2)接觸電阻：<2mΩ

3)絕緣電阻：＞500MΩ

4)適用單芯電纜截面：2.5mm2, 4mm2, 6mm2或14AWG, 12AWG, 10AWG

5)電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm

6)環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃

7)防護等級：IP67

8)安全等級：Ⅱ

9)殼體：PC料，黑色

10)接觸件：紫銅CN，鍍錫SN

11)接線方式：壓接

12)鎖緊系統(tǒng)：嵌入式

13)重量：約0.025Kg

?電 纜

1)長度：450mm,

2)規(guī)格：1×4mm2

3)顏色：紅、黑

?溫度范圍系數(shù)：-40°C to+85°C

?抗冰雹系數(shù)：直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)

?表面負荷：7200pa

5.2 光伏并網(wǎng)逆變器

采用數(shù)字化高精度DSP控制，高效率方案、高穩(wěn)定度設計，先進的MPPT,實時跟蹤光伏方陣的輸出功率，轉(zhuǎn)化效率可達到97.5%，MPPT追蹤效率高達99.9%。正弦波輸出，自動同步電網(wǎng)，電流諧波含量小，對電網(wǎng)無污染，無沖擊；防孤島運行控制，全面的保護和報警功能，具有良好的人機交互LCD界面，配備wifi模塊，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)監(jiān)視。

5.2.1 產(chǎn)品特點

?無變壓器設計，效率可達97.5%，歐洲效率可達96.6%

?極高的MPP跟蹤精度（>99.9%）

?較寬的直流電壓輸入范圍（80-500Vdc），廣泛兼容各種類型的太陽能組件

?接線、安裝簡單，易于操作

?IP65設計，適合室內(nèi)外各種環(huán)境下的安裝

5.2.2 創(chuàng)新的智能監(jiān)控系統(tǒng)

教學系統(tǒng)所采用的逆變器內(nèi)置Wifi卡，PMB能保存?zhèn)鞲衅鞯乃兄匾獢?shù)據(jù)。同時配備RS485、RS232、USB和以太網(wǎng)標準接口?？梢赃x擇使用wifi-kit和GPRS-kit。免費的監(jiān)控軟件能夠通過電腦及移動終端清晰直觀的查看輸出數(shù)據(jù)，您可以在任何時候查看光伏電站的太陽能產(chǎn)量和公共電網(wǎng)的供電量情況。

兩個RJ45插頭用于多點通信，也就是說，通過這兩個插頭和電纜，可連接 50 臺逆變器到一個上位機上，上位機可以在同一時間通過一個單一的信號電纜與這些逆變器通信，通過這些插頭，用戶可以從這些逆變器中得到數(shù)據(jù)，并且可以配置參數(shù)。

智慧教室綜合測控系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用一體化設計，要求所有功能集中在一塊核心控制器上，禁止采用多種模塊拼裝，確保使用人員的人身安全及設備安全的性能指標。

（一）、虛擬示波器所需實現(xiàn)的功能：50MHz   2路波形測量功能；

（二）2路邏輯分析儀功能；

（三）1路任意波形信號發(fā)生器輸出；

200MSa/s高速實時采樣，50MHz帶寬，波形測量完全滿足教學實驗要求，波形平滑不失真。

（四）2路PWM脈沖信號發(fā)生器：可設置頻率、占空比。

（五）、萬用表功能

1、萬用表的電阻測量功能；

2、萬用表的直流電壓測量功能；

3、萬用表的交流電壓測量功能；

4、萬用表的交流電流測量功能；

（六）、人機界面功能

*1、人機界面顯示所測量的波形，并顯示相應的量測值；

*2、可通過點擊界面按鈕，將所測量的波形插入實驗報告模板中；

*3、學生的實驗報告結果可通過點擊界面按鈕，統(tǒng)一上傳到指定的教師電腦文件夾下；

（七）、實驗室安全監(jiān)控功能

1、環(huán)境參數(shù)測量：可同時測量顯示溫濕度、CO2濃度和PM2.5；

2、電氣參數(shù)測量：可測量控制臺電壓電流，并計算出功率；

3、過流、過壓、欠壓（閥值可設置）報警跳閘保護；

4、安全防護：實驗室環(huán)境安全監(jiān)控裝置（PM2.5、煙霧、可燃氣體、溫濕度及CO2濃度異常（火警）報警）；5、節(jié)電功能：長期無人實驗時，自動關閉總閘開關，實現(xiàn)安全和節(jié)電效果；

5.2.3 界面友好，便于操作

系統(tǒng)采用的逆變器擁有精美的顯示屏，顯示機器所有相關的運行信息和設置，三個LED燈分別指示機器的運行狀況，通信狀態(tài)和是否有錯誤信息，用戶可以一目了然的了解機器的實時運行狀況。

5.2.4 并網(wǎng)逆變器參數(shù)

?直流側參數(shù)

1)輸入功率：3000W

2)PV短路電流：12A

3)輸入電流：16A

4)滿載MPP電壓范圍：180-450V

5)輸入電壓：500V

6)輸入電壓：150V

7)啟 動 電 壓：170V

8)功率跟蹤數(shù)：1

9)防逆流功能：有，配套防逆流傳感器

?交流側參數(shù)

1)額定交流功率：3000W

2)輸出電流：14.4A

3)連接方式：單相

4)額定輸出電壓：220Vac,230Vac（電網(wǎng)匹配）

5)輸出電壓范圍：185v-276v

6)額定輸出頻率：50Hz/60Hz

7)總電流波形畸變率：＜3%

8)功率因數(shù)：≥0.99

9)功率跟蹤效率：99.9%

10)安全等級：一級

11)防護等級：IP65

?參考標準

1)安規(guī)標準：EN 62109, AS/NZS 3100

2)電磁兼容標準：EN 61000-6-1, EN 61000-6-2, EN 61000-6-3, EN 61000-6-4, EN 61000-3-2, EN 61000-3-3

3)并網(wǎng)標準：VDE 0126-1-1, RD1699, EN5, C10/11, G83/2, UTE C15-712-1, AS4777, CQC, CEI 0-21

支架

1)斜面式，標準工程用C型鍍鋅鋼

2)支架材料：工程用鍍鋅方鋼，含標準件，接地孔等所需的全部部件，含支架基建底座。

3)方陣點地面積：安裝于樓頂或地面點地約 23平方米

?電纜

1)規(guī)格：阻燃電力電纜  4mm2 ,顏色：黑色，紅色， 光伏專用

?光電聯(lián)接方式：14塊250W太陽能組件，每7塊串聯(lián)，分2組輸送至室內(nèi)實驗臺

?斷路器

1)斷路器品牌：正泰交流，  正品施奈德：交流/直流

?電表：單項電子電能表 DDS607   5（20）A

?雙向計量電度表：

1)適用范圍：計量單相兩線交流有功電能，適用于執(zhí)行單費率電價的太陽能和光伏發(fā)電的用戶雙向計量  5（20）A

2)主要功能

??液晶LCD數(shù)字顯示

??正反向雙向計量，正向電量6位整數(shù)1位小數(shù)（999999.9）反向電量5位整數(shù)1位小數(shù)（F99999.9）。

六、主要實驗實訓內(nèi)容

6、1、 光伏能量變換實驗

實驗1、光伏陣列單元組成原理。

實驗2、太陽能光電池能量轉(zhuǎn)換組合原理。

實驗3、陣列電池功率跟蹤器原理。

實驗4、陣列匯流與防雷接地原理。

實驗5、陣列結構件組合安裝原理。

實驗6、功率跟蹤器與光伏轉(zhuǎn)換提效實驗。

實驗7、在不同天氣和日照強度下光波對光伏轉(zhuǎn)換效率的影響實驗。

實驗8、在不同季節(jié)環(huán)境溫度變換下對光伏能量轉(zhuǎn)換的影響實驗。

6、2、光伏并網(wǎng)同步逆變電源實驗

實驗1、逆變電源單元組成原理。

實驗2、逆變電源MPPT的功率跟蹤控制方法的實驗。

實驗3、逆變電源輸出功率與光伏能量變換的實驗。

實驗4、MPPT與電子跟蹤器有效結合和分離控制方面的比較實驗。

實驗5、逆變器并入的電網(wǎng)供電中斷，逆變器應在2s內(nèi)停止向電網(wǎng)供電，同時發(fā)出警示信號的防孤島效應保護試驗。

實驗6、逆變電源直流輸入欠電壓控制實驗。

6、3、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)軟件實驗

實驗1、在工控一體機上位軟件里查看單站監(jiān)控項目

?當前功率 KW、當日電量 KWh、當月電量 KWh、當前電量 KWh、總電量 KWh

?累計減少砍伐樹木（棵）、累計減排二氧化碳（噸）、收益（元）需要設置

?每日/周功率曲線、電量曲線

實驗2、在移動設備監(jiān)控軟件里查看單站電量記錄項目：

?當前功率 KW、當日電量 KWh、當月電量 KWh、當前電量 KWh、總電量 KWh

?累計減少砍伐樹木（棵）、累計減排二氧化碳（噸）、收益（元）需要設置

?每日/周功率曲線、電量曲線

實驗3、在上位軟件里查看單站故障記錄項目：

?直流過壓、直流欠壓、直流過流

?交流過壓、交流欠壓、交流過流

?系統(tǒng)過載、頻率異常、孤島保護、ADC異常（快速檢測并網(wǎng)電壓，電流）、IPM故障、過流保護、過溫保護、溫度異常、DSP異常（數(shù)字信號處理器，將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號）

七、主要設備清單