TW-SNY18（分布式）5KW太陽能光伏并網發電教學系統

一、系統概述

分布式并網光伏電教學系統，主要由光伏組件方陣及其支撐支架、直流匯流箱、防雷系統、并網逆變器、交流配電箱、監控系統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出的直流電經過并網逆變器逆變成與電網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，系統處于待機狀態，負載用電全部來自電網。另外在系統與互聯網聯網情況下，可以通過系統監控軟件來實時查看系統的運行狀態和故障信息，或者是選配遠程通訊數據采集器，將系統工作數據通過GPRS或以太網，傳輸到您的手機、平板電腦或任意一臺聯網的電腦，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                       室內實驗及操作平臺

我司現已安裝的校園科普實驗基地實景照

二、系統主要特點

?一站式交鑰匙服務；

?系統所選設備及材料質量可靠、價格低廉，使電站性價比高；

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

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

?分布式并網光伏電站具有綠色環保、無污染、就地消納、損耗小等優點；

?并網方式靈活，可以根據實際情況，選擇“自發自用；自發自用、余電上網；全部上網”三種并網方式的任意一種，并網流程簡單；

三、系統技術參數：

項目	名稱	5.0 kW 并網型光伏發電教學系統
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）
	并網逆變器	1臺5kW（DSG-5K-TG）
	交流配電箱	1臺
	本地監控軟件	1套
	電力連接線纜	1套
	輔料	1套
選配部分	GPRS數據采集器	1臺
	遠程監控軟件	1套（安卓、IOS或PC版可選）
	環境監測儀	1臺（可監測環境五要素數據：風速、風向、太陽輻射量、環境溫度、環境濕度）
	通訊連接線纜	1套
系統性能指標	系統使用壽命	25年以上
	系統占地面積	≥26m2
	系統日均發電量	5.98~15.3度
	系統日均節約標準煤量	2.093~5.355kg
	系統日均節約二氧化碳量	4.62~11.81kg

四、系統原理圖：

4.1 自發自用，余電上網模式

4.2 自發自用，全部上網模式

4.2 自發自用，自發自用模式

五、主要單元參數

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

?轉化效率：17.12%

?開路電壓溫度系數：-0.292%/K

?短路電流溫度系數：+0.045%/K

?功率溫度系統：-0.408%/K

?系統電壓（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：嵌入式常規額定電流：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：嵌入式

13)重量：約0.025Kg

?電 纜

1)長度：450mm,

2)規格：1×4mm2

3)顏色：紅、黑

?溫度范圍系數：-40°C to+85°C

?抗冰雹系數：直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)

?表面負荷：7200pa

5.2 光伏并網逆變器

采用數字化高精度DSP控制，高效率方案、高穩定度設計，先進的MPPT,實時跟蹤光伏方陣的輸出功率，轉化效率可達到97.5%，MPPT追蹤效率高達99.9%。正弦波輸出，自動同步電網，電流諧波含量小，對電網無污染，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，實現遠程數據監視。

5.2.1 產品特點

?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，適合室內外各種環境下的安裝

5.2.2 創新的智能監控系統

教學系統所采用的逆變器內置Wifi卡，PMB能保存傳感器的所有重要數據。同時配備RS485、RS232、USB和以太網標準接口?？梢赃x擇使用wifi-kit和GPRS-kit。免費的監控軟件能夠通過電腦及移動終端清晰直觀的查看輸出數據，您可以在任何時候查看光伏電站的太陽能產量和公共電網的供電量情況。

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據，并且可以配置參數。

智慧教室綜合測控系統

該系統采用一體化設計，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，統一上傳到指定的教師電腦文件夾下；

（七）、實驗室安全監控功能

1、環境參數測量：可同時測量顯示溫濕度、CO2濃度和PM2.5；

2、電氣參數測量：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：實驗室環境安全監控裝置（PM2.5、煙霧、可燃氣體、溫濕度及CO2濃度異常（火警）報警）；5、節電功能：長期無人實驗時，自動關閉總閘開關，實現安全和節電效果；

5.2.3 界面友好，便于操作

系統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 并網逆變器參數

?直流側參數

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：1

9)防逆流功能：有，配套防逆流傳感器

?交流側參數

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：≥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)規格：阻燃電力電纜  4mm2 ,顏色：黑色，紅色， 光伏專用

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

?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，適用于執行單費率電價的太陽能和光伏發電的用戶雙向計量  5（20）A

2)主要功能

??液晶LCD數字顯示

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

六、主要實驗實訓內容

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換效率的影響實驗。

實驗8、在不同季節環境溫度變換下對光伏能量轉換的影響實驗。

6、2、光伏并網同步逆變電源實驗

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、逆變器并入的電網供電中斷，逆變器應在2s內停止向電網供電，同時發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、光伏并網發電系統軟件實驗

實驗1、在工控一體機上位軟件里查看單站監控項目

?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

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

七、主要設備清單