設備組成

光伏發(fā)電實訓系統(tǒng)主要由光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、逆變與負載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)四個部分組成。 

各單元介紹

光伏供電裝置

（1）、光伏供電裝置的組成

光伏供電裝置主要由光伏電池組件、和由投射燈、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、擺桿跟蹤直流電動機、接近開關、底座支架等組成的太陽軌跡模擬裝置；以及由光線傳感器、水平方向和俯仰方向運動機構和直流電機等組成的雙軸跟蹤裝置。

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、直流顯示單元、光伏供電控制單元、光伏充/放電控制單元、西門子S7-1200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調(diào)負載、斷路器、24V開關電源、機臺框架等組成。

(2)、控制方式

光伏電源控制單元主要由斷路器、+24V開關電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子等組成。

直流顯示單元主要由儀表單元的直流電流表、直流電壓表、接線端子等組成。

光伏供電控制單元主要由選擇開關、急停按鈕、帶燈按鈕、接線端子等組成。 

(3)、光伏充/放電控制單元

光伏充放電控制單元通過MCU主控制器來對整個充電控制器來進行控制。通過實時的監(jiān)測光電池電壓和蓄電池電壓，以及工作環(huán)境的溫度。然后再發(fā)出MOSFET功率開關管的PWM驅動信號，對開關管的通斷實施控制。它可以實現(xiàn)防止過充、過放、短路過載保護、反接保護、雷電保護以及溫度補償功能；并具有RS485通信接口與西門子PLC進行通信控制

*DC-DC控制模塊

①.CPU控制單元：DSP2812為核心組成，具有和監(jiān)控模塊通信（串口）的功能；DC電流：5A，DC電壓：150V，AC電流（三相）：5A，AC電壓（三相）：50V。線性光耦隔離。

②.信號采樣單元（最大量程對應輸出DC3V）

DC電流：5A，DC電壓：150V，線性光耦隔離。

③.可調(diào)Buck：（可切換調(diào)制波源：555,2845，DSP）

不同參數(shù)的電感、電容、二極管可選插，輸出功率：100W，短路電流：5A

④.可調(diào)Boost：（可切換調(diào)制波源：555,2845，DSP）

不同參數(shù)的電感、電容、二極管可選插，輸出功率：100W，短路電流：5A

⑤.固定參數(shù)Buck：（DSP控制）

輸出功率：100W，短路電流：5A

⑥.固定參數(shù)Boost：（DSP控制）

輸出功率：100W短路電流：1A

(4)、蓄電池組

蓄電池組選用2節(jié)閥控密封式鉛酸蓄電池

①軟包鋰離子電池制備整體介紹（包含：鋰離子動力電池制作工藝、涂布、輥壓、分切、焊接，電池裝配，測試及應用等）Flash動畫；

②鋰離子電池的結構及工作原理Flash動畫；

③動力電池管理系統(tǒng)的功能簡介Flash動畫；

④電池系統(tǒng)組裝Flash動畫。

逆變與負載系統(tǒng)

(1)、逆變與負載系統(tǒng)的組成

逆變系統(tǒng)主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、逆變控制單元、離網(wǎng)逆變裝置、逆變計量單元等組成

負載系統(tǒng)主要由變頻器、三相交流電機、發(fā)光管舞臺燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、機臺框架等組成。

1）、逆變電源控制單元主要由斷路器、+24V開關電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端等組成。

2）、逆變輸出顯示單元主要由儀表單元的交流電流表、交流電壓表、接線端子等組成。

3）、逆變控制單元主要由選擇開關、按鈕、指示燈、接線端子等組成

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、鍵盤、鼠標、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統(tǒng)軟件、組態(tài)王軟件組成。

(2)、監(jiān)控系統(tǒng)功能

1)、通信

西門子PLC與光伏控制器、逆變計量儀表、PLC、直流儀表、交流儀表進行串口通信。

監(jiān)控系統(tǒng)與西門子PLC通過以太網(wǎng)通信

2)、界面

①、監(jiān)控系統(tǒng)具有主界面，光伏供電系統(tǒng)界面，逆變與負載系統(tǒng)界面，光伏能量轉換界面，報表參數(shù)界面，趨勢曲線界面，分別顯示各自的運行狀態(tài)參數(shù)。

②、光伏供電系統(tǒng)界面設置相應的按鈕，實現(xiàn)光伏電池方陣自動跟蹤。

③、具有光伏發(fā)電采集報表，記錄光伏輸出電壓、電流；逆變與負載系統(tǒng)的逆變輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)并打印數(shù)據(jù)報表。

(3)、發(fā)電基礎原理仿真教學系統(tǒng)

（1教學虛擬仿真教學系統(tǒng)：

A、建模仿真

B、包括實驗原理、實驗設備、實驗接線、實驗仿真、實驗成績，實驗報告填寫等全方位的互動立體教學軟件系統(tǒng)

C、提供全方位的教學教材，實驗的視頻及基礎理論教學，教學資源庫含設備實訓指導書；集成文檔、視頻等文件；方便碎片化學習；教材集成課程創(chuàng)新設計案例3個，包含教學設計、設計思路、教學方法、實驗過程等方面；獨立開發(fā)的虛擬實驗系統(tǒng)與本實驗裝置完全契合，可實現(xiàn)實驗指導。

（2實驗項目

電機拖動部分：

（1）電機基礎實驗:直流并勵電動機實驗;直流發(fā)電機實驗;

（2）變壓器實驗:單相變壓器;三相變壓器;三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路;三相三繞組變壓器;

（3）異步電機實驗:三相鼠籠異步電動機的工作特性；三相異步電機變頻調(diào)速；

（4）電動機機械特性的測定；

（5）同步電機實驗

電力電子部分：

（1）三相半波可控整流電路實驗；

（2）三相半波有源逆變電路實驗；

（3）三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗；

（4）單相交流調(diào)壓電路實驗；

（5）單相整流及有源逆變電路實驗；

（6）SCR\GTO\MOSFET\GTR\IGBT 特性實驗；

（7）GTO\MOSFET\GTR\IGBT 驅動與保護電路實驗；

（8）典型電力電子器件線路實驗：直流斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuｋ斬波電路、Sepic 斬波電路、Zeta 斬波電路六種典型線路)(MOSFET 或 IGBT)；

（9）直流電機調(diào)速實驗：1）晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實驗(SCR)；2）閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試(SCR)；3）單閉環(huán)(轉速單閉環(huán)、電流單閉環(huán))不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)；雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)；

（10）交流電機調(diào)速系統(tǒng)實驗：1）雙閉環(huán)三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實驗；2）雙閉環(huán)三相異步電機串極調(diào)速系統(tǒng)實驗。

主要實驗實訓內(nèi)容

實驗實訓內(nèi)容涉及光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、逆變與負載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、接線、調(diào)試和分析：

1）、光伏供電裝置的安裝與接線；

2）、光伏供電系統(tǒng)部分器件的安裝、接線與調(diào)試；

3）、光伏電池輸出特性測試；

4）、蓄電池組充放電參數(shù)的測試；

5）、逆變與負載系統(tǒng)部分器件的安裝、接線與調(diào)試；

6）、逆變器相關參數(shù)測試、逆變器輸出參數(shù)測試；

7）、逆變器相關數(shù)據(jù)的下載設置與測試；

8）、相關電路模塊的焊接；

9）、監(jiān)控系統(tǒng)與各單元的通信；

10）、監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)界面的操作；

主要技術參數(shù)

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：430×430×28mm 4

追日傳感器

輸出電壓：0-5V

跟蹤精度：1度

結構：4電橋

投射燈 擺臂機構：渦輪蝸桿結構（配置直流電機和行星減速）

電壓：24V

電流：2A

最大功率：150W

追日機構 結構：一體式跟蹤結構

電壓：24V

功率：<100w

驅動：直流電機

軸數(shù)：雙軸二維 

光伏供電系統(tǒng)

1） 電源控制單元 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈、電源插座

2） 光伏控制電源單元 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈

3） 光伏充/放電控制器，配置RS485通信接口

4） 直流輸入單元

電流表：DC 0-5A,配置RS485接口

電壓表：DC 0-100V,配置RS485接口

5） 光伏供電控制單元 電池板跟蹤方向：東、南、西、北

投光燈控制：燈1、燈2

投光燈運動方向：東西、西東、停止

自動控制：啟動、急停 

6） 西門子S7-1200 PLC及控制模塊

7） 可調(diào)負載：功率調(diào)節(jié)器+白熾燈100w

逆變與負載系統(tǒng)

逆變輸出顯示單元  

電流表：AC 0-5A配置RS485接口

電壓表：AC 0-300V配置RS485接口

多功能電表：AC220v配置RS485接口

逆變控制電源單元 含漏電保護斷路器，AC220V和DC24V狀態(tài)指示燈

逆變裝置

輸入電壓：DC12V

輸入電壓范圍：DC9.5V-15.5V

輸出電壓：AC220V

額定輸出電流：1.4A

輸出頻率：50Hz

額定功率：300VA

輸出波形：純正弦波

波形失真：＜5%

轉換效率：＞85%

開關電源 

型號：DR-120-24

輸入電壓：AC 220V

輸出電壓：DC 24V

輸出電流：5A

變頻器

西門子V20(0.4kw)

電機負載

功率：25W

電壓：三相AC220V

轉速：1300rpm 1

閥控密封式鉛酸蓄電池

容量：12V 18Ah/20HR

重量：1.9kg

尺寸：345mm×195mm×20mm