太陽能發電系統實訓平臺

一、教學及研究實訓項目

1、太陽能電池光能量變換及自動追日實驗 實驗1、太陽能電池光能量變換測試實驗。 實驗2、太陽能光電池串并聯原理測試實驗。

實驗3、在不同天氣和日照強度下光波對光伏轉換效率的測試實

驗。 實驗4、在不同季節太陽運軌變換下對光伏能量轉換的測試實驗。 實驗5、在不同季節環境溫度變換下對光伏能量轉換的測試實驗。 實驗6、追日系統原理實驗。 實驗7、太陽光跟蹤定位傳感器原理實驗。

2、太陽能充放電控制器實驗 實驗1、對蓄電池充電效率比值測試實驗。

實驗2、對蓄電池充電過壓保護點測試實驗。

實驗3、對蓄電池充電過恢復充電測試實驗。

實驗4、對蓄電池過放電壓點保護測試實驗。

實驗5、對蓄電池充電進入 PWM 調制階段實驗(戶外配置）。 實驗6、對負載正常、過載、短路、運行測試實驗。 實驗7、對戶用型和光控型兩種控制模式進行運行測試實驗。

3、離網逆變器實驗 實驗1、逆變器輸入過壓、欠壓保護點測試實驗。

實驗2、逆變器輸出過載保護、短路保護實驗。

實驗3、逆變器在不同阻性和感性負載的瞬間啟動電流值點測試實驗。

實驗4、逆變器輸入功率與輸出功率比值效率計算與測試實驗。 實驗5、逆變器輸出的正弦波輸出波形測試實驗。

二、產品技術參數

1、光伏陣列 工作電壓：17.5～35V，工作電流：1.97A，光電池功率：40W，子陣

工作方式：串聯 70V，并聯 17.5V。

2、光電池跟蹤系統供電電壓：12VDC。跟蹤范圍：水平回轉360度， 仰角80度，跟蹤精度0.5?自動跟蹤、自動復位。

3、電力蓄能單元 蓄電池工作電壓：12～48V，蓄電池組容量:20～80Ah。

4、控制單元 使用ATMR2311單片機實現智能控制，提供校方EHC程序。

工作電壓12～48V 電流 10～15A；直流負載實驗 DC/DC 輸出

正弦波逆變器，額定輸入電壓12V，額定輸出電流12A，電壓 220VAC， 額定輸出功率300W。

5、負載單元 交流線性電阻負載：3WLED照明燈，3W電風扇，40W白熾燈。直流模 擬負載：28WLED路燈板，3W電風扇，交通信號燈，3W直流電動機。

三、操作數據顯示

1、直流電流表、電壓表；交流電流表、電壓表；溫度表、蓄電池容 量顯示器。

2、PC 機監控顯示內容：蓄電池電壓、光伏電壓、光伏電流、光伏功 率，能量模擬圖。

四、試驗操作模式

1、相互跳線鏈接并顯示試驗數據。

五、其他

1、系統配備 0-30V/3A 直流可調恒壓恒流電源。

2、系統提供上位機軟件 1 套。

3、提供使用手冊（含實驗指導書）

4、實訓臺采用鋼結構的模式設計，尺寸：1210*670*1660㎜ 。

光伏發電系統安裝與調試

一、組成部分及結構要求：

主要由光伏供電裝置、光伏供電系統、逆變與負載系統、監控系統 四個部分組成。

1、 ★設備尺寸：光伏供電裝置 1610×1010×1550mm

實訓柜 1000×1000×2000mm

二、各部件主要技術參數：

1、 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、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動機構、擺桿、擺桿減速箱、 擺桿支架、單相交流電動機、電容器、直流電動機、接近開關、微 動開關、底座支架等設備與器件組成。

4 塊光伏電池組件并聯組成光伏電池方陣，光線傳感器安裝在光伏電 池方陣中央。2 盞 300W 的投射燈安裝在擺桿支架上，擺桿底端與減

速箱輸出端連接，減速箱輸入端連接單相交流電動機。電動機旋轉 時，通過減速箱驅動擺桿作圓周擺動。擺桿底端與底座支架連接部 分安裝了接近開關和微動開關，用于擺桿位置的限位和保護。水平 和俯仰方向運動機構由水平運動減速箱、俯仰運動減速箱、直流電 動機、接近開關和微動開關組成。直流電動機旋轉時，水平運動減 速箱驅動光伏電池方陣作向東方向或向西方向的水平移動、俯仰運 動減速箱驅動光伏電池方陣作向北方向或向南方向的俯仰移動，接

近開關和微動開關用于光伏電池方陣位置的限位和保護。

2、光伏供電系統 (1)★光伏供電系統的組成

光伏供電系統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

1200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調電阻、斷路器、12V 開關電源、網孔架等組成。

（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 DT1 和 DT2 等組成。

光伏輸出顯示單元主要由直流電流表、直流電壓表、接線端子DT3 和 DT4 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 DT5、DT6 和 DT7 等組成。

（3）DSP 控制單元和接口單元

蓄電池的充電過程及充電保護由 DSP 控制單元、接口單元及程 序完成，蓄電池的放電保護由 DSP 控制單元、接口單元及繼電器完

成，當蓄電池放電電壓低于規定值，DSP 控制單元輸出信號驅動繼電 器工作，繼電器常閉觸點斷開，切斷蓄電池的放電回路。

（4）、蓄電池組

蓄電池組選用 4 節閥控密封式鉛酸蓄電池

3、逆變與負載系統

（1）、逆變與負載系統的組成 逆變與負載系統主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、

逆變器、逆變器參數檢測模塊、變頻器、三相交流電機、發光管舞

臺燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網孔架等組成。

1）、逆變電源控制單元

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

DT16 和 DT17 等組成。

（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。本實訓裝 置使用的逆變器由 DC-DC 升壓 PWM 控制芯片單元、驅動+升壓功率 MOS 管單元、升壓變壓器、SPWM 芯片單元、高壓驅動芯片單元、全橋逆 變功率 MOS 管單元、LC 濾波器組成。

4、監控系統

（1）、監控系統組成 監控系統主要由一體機、鍵盤、鼠標、接線排、電源插座、通

信線、微軟操作系統軟件、力控組態軟件組成。

（2）、監控系統功能

通信

監控系統與控制器、PLC、儀表進行通信。 界面 監控系統具有主界面，光伏供電系統界面，逆變與負載系統界

面，光伏能量轉換界面，分別顯示各自的運行狀態參數。 光伏供電系統界面設置相應的按鈕，實現光伏電池方陣自動跟

蹤。

具有光伏發電采集報表，記錄光伏輸出電壓、電流；逆變與負 載系統的逆變輸出電壓、電流、功率等數據并打印數據報表。

三、實驗實訓項目

實驗實訓內容涉及光伏供電裝置、光伏供電系統、逆變與負載 系統、監控系統的安裝、接線、調試和分析：

1）、光伏供電裝置的安裝與接線；

2）、光伏供電系統部分器件的安裝、接線與調試；

3）、光伏電池方陣輸出特性測試；

4）、蓄電池組充放電參數的測試；

5）、逆變與負載系統部分器件的安裝、接線與調試；

6）、逆變器相關參數測試、逆變器輸出參數測試；

7）、相關電路模塊的焊接；

8）、監控系統與各單元的通信；

9）、監控系統組態界面的操作；