TYT20型 5KW太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電教學(xué)系統(tǒng)|太陽能技術(shù)及應(yīng)用實訓(xùn)裝置

一、系統(tǒng)概述

TYT20型 5KW太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電教學(xué)系統(tǒng)|太陽能技術(shù)及應(yīng)用實訓(xùn)裝置，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(fù)載進(jìn)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(fù)載用電全部來自電網(wǎng)。您可以通過系統(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(yuǎn)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，以便于您遠(yuǎn)程實時掌控電站的信息。

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(wù)；
• 系統(tǒng)所選設(shè)備及材料質(zhì)量可靠、價格低廉，使電站；
• 選用帶隔離變壓器的并網(wǎng)逆變器，實現(xiàn)直流側(cè)與交流側(cè)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(shù)應(yīng)用到光伏遠(yuǎn)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(shù)參數(shù)：

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
• zui大功率（W）：250
• 開路電壓（V）：38.4
• 短路電流（A）：8.81
• zui大功率點的工作電壓（V）：29.9
• zui大功率點的工作電流（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
• zui大系統(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(fù)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

• 6個旁路二極管
• 絕緣材料：PPO
• 防水等級：IP65

• 連接器

• 常規(guī)額定電流：30A
• 耐電壓：DC1000V
• 接觸電阻：<2mΩ
• 絕緣電阻：＞500MΩ
• 適用單芯電纜截面：2.5-6mm2
• 電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm
• 環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃
• 防護(hù)等級：IP67
• 安全等級：Ⅱ
• 殼體：PC料，黑色
• 接觸件：紫銅CN，鍍錫SN
• 接線方式：壓接

• 鎖緊系統(tǒng)：嵌入式常規(guī)額定電流：30A

• 耐電壓：DC1000V
• 接觸電阻：<2mΩ
• 絕緣電阻：＞500MΩ
• 適用單芯電纜截面：2.5mm2, 4mm2, 6mm2或14AWG, 12AWG, 10AWG
• 電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm
• 環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃
• 防護(hù)等級：IP67
• 安全等級：Ⅱ
• 殼體：PC料，黑色
• 接觸件：紫銅CN，鍍錫SN
• 接線方式：壓接
• 鎖緊系統(tǒng)：嵌入式
• 重量：約0.025Kg

• 電 纜

• 長度：450mm,
• 規(guī)格：1×4mm2
• 顏色：紅、黑

• 溫度范圍系數(shù)：-40°C to+85°C
• 抗冰雹系數(shù)：zui大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
• zui大表面負(fù)荷：7200pa

5.1 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(shè)計，*的MPPT,實時跟蹤光伏方陣的zui大輸出功率，zui大轉(zhuǎn)化效率可達(dá)到97.5%，MPPT追蹤效率高達(dá)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(hù)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(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)視。

5.1.1 產(chǎn)品特點

• 無變壓器設(shè)計，zui大效率可達(dá)97.5%，歐洲效率可達(dá)96.6%
• *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(shè)計，適合室內(nèi)外各種環(huán)境下的安裝

5.1.2 智能監(jiān)控系統(tǒng)

教學(xué)系統(tǒng)所采用的逆變器外配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(biāo)準(zhǔn)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，zui多可連接 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)。

5.1.3 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(guān)的運行信息和設(shè)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。

5.1.4 并網(wǎng)逆變器參數(shù)

• 直流側(cè)參數(shù)

• zui大輸入功率：3000W 兩路輸入
• PV短路電流：12A  兩路輸入
• zui大輸入電流：16A 兩路輸入
• 滿載MPP電壓范圍：180-450V
• zui大輸入電壓：500V
• zui小輸入電壓：150V
• 啟 動 電 壓：170V
• zui大功率跟蹤數(shù)：1
• 防逆流功能：有，配套防逆流傳感器

• 交流側(cè)參數(shù)

• 額定交流功率：3000W
• zui大輸出電流：14.4A
• 連接方式：單相
• 額定輸出電壓：220Vac,230Vac（電網(wǎng)匹配）
• 輸出電壓范圍：185v-276v
• 額定輸出頻率：50Hz/60Hz
• 總電流波形畸變率：＜3%
• 功率因數(shù)：≥0.99
• zui大功率跟蹤效率：99.9%
• 安全等級：一級
• 防護(hù)等級：IP65

• 參考標(biāo)準(zhǔn)

• 安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)：EN 62109, AS/NZS 3100
• 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)：EN 61000-6-1, EN 61000-6-2, EN 61000-6-3, EN 61000-6-4, EN 61000-3-2, EN 61000-3-3
• 并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：VDE 0126-1-1, RD1699, EN5, C10/11, G83/2, UTE C15-712-1, AS4777, CQC, CEI 0-21

• 支架

系統(tǒng)支架設(shè)計容量為5KW，采用標(biāo)準(zhǔn)工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，結(jié)構(gòu)美觀，強度高，由20塊250Wp太陽能光伏組件，成40度斜面，固定于C型鋼架上，

• 斜面式，標(biāo)準(zhǔn)工程用C型鍍鋅鋼
• 支架材料：工程用鍍鋅方鋼，含標(biāo)準(zhǔn)件，接地孔等所需的全部部件，含支架基建底座。
• 方陣點地面積：安裝于樓頂或地面點地約 32平方米

• 電纜

• 規(guī)格：阻燃電力電纜  4mm2 ,顏色：黑色，紅色， 光伏

• 光電聯(lián)接方式：20塊250W太陽能組件，每10塊串聯(lián)，分2組輸送至室內(nèi)實驗臺
• 斷路器

• 斷路器品牌：正泰交流，  *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：

• 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
• 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(xùn)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zui大功率跟蹤器原理。

實驗4、陣列匯流與防雷接地原理。

實驗5、陣列結(jié)構(gòu)件組合安裝原理。 

實驗6、zui大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zui大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(jié)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(yīng)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(yīng)保護(hù)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(dāng)前功率 KW、當(dāng)日電量 KWh、當(dāng)月電量 KWh、當(dāng)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(shè)置
• 每日/周功率曲線、電量曲線

實驗2、在移動設(shè)備監(jiān)控軟件里查看單站電量記錄項目：

• 當(dāng)前功率 KW、當(dāng)日電量 KWh、當(dāng)月電量 KWh、當(dāng)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(shè)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(hù)、ADC異常（快速檢測并網(wǎng)電壓，電流）、IPM故障、過流保護(hù)、過溫保護(hù)、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(shè)備清單