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一、概述

太陽(yáng)能光伏發(fā)電有無(wú)限的太陽(yáng)光資源，綠色、環(huán)保、低碳、無(wú)需資源分配等優(yōu)點(diǎn)。在國家能源建設和儲備中得到了廣泛的應用。光伏并網(wǎng)發(fā)電，是當前全球最大規模利用太陽(yáng)能資源發(fā)電的一種重要方式。并網(wǎng)發(fā)電，是將太陽(yáng)能電池所發(fā)出的直流電通過(guò)逆變器轉換成波形良好的交流電，直接向電網(wǎng)供電，無(wú)儲能裝置，運行可靠性和轉換效率比較高，系統的建設和維護成本較低。我公司結合多年在新能源行業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗，特別推出了TRM-JX5型太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電教學(xué)實(shí)驗臺實(shí)訓裝置，主要可以提供系統配套件，電池組件陣列、最大功率跟蹤調節支架、方陣避雷匯流箱、并網(wǎng)逆變器、升壓輸變箱、計量監控通訊等。

二、實(shí)驗系統單元組成

1、光伏陣列單元：在院區修建約10平方米的平臺，安裝支架，鋪設總峰值功率為0.6～12kW的光伏陣列。在條件允許的情況下，光伏陣列選用三種不同類(lèi)型的太陽(yáng)能電池進(jìn)行實(shí)驗。單晶硅太陽(yáng)能電池，變換效率15～17%，厚度300um，黑色，硬質(zhì)不可卷曲，拉制溫度1400度。在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統中得到普遍使用。 多晶硅太陽(yáng)能電池，變換效率12～14%，厚度300um，深藍色，硬質(zhì)不可卷曲，拉制溫度1000度。具有接近于單晶硅太陽(yáng)電池的穩定性和較強的空間抗輻射性能，成本低于單晶硅太陽(yáng)能電池。非晶硅太陽(yáng)能電池，變換效率6～10%，厚度1um，可卷曲，暗紅色，生產(chǎn)溫度200度，生產(chǎn)成本低，溫度系數低，高溫條件和弱光條件下，任然獲得高功率輸出。

2、逆變控制單元：系統根據實(shí)驗的需要，通過(guò)開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)和關(guān)，最多可以實(shí)現6臺不同型號和產(chǎn)地的并網(wǎng)逆變器同時(shí)運行，配備同時(shí)并網(wǎng)通道，可滿(mǎn)足對比實(shí)驗和各種數據采集的需要。

3、開(kāi)關(guān)控制單元：所有系統內外單元的引線(xiàn)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接至各自的跳線(xiàn)端子上，在實(shí)驗過(guò)程中，一旦發(fā)生漏電、短路、過(guò)流、過(guò)熱情況，開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)電源，起到保護儀器儀表和人身的安全。

4、方陣連接單元：示意接線(xiàn)面板上,最小單元的引線(xiàn)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接至各自的跳線(xiàn)端子，根據實(shí)驗的需要，可以用跳線(xiàn)自由地組合成不同開(kāi)路電壓（180～450VDC 和200～450VDC），峰值功率（600～1200W）的系統。

5、顯示單元：直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、頻率、室內溫度、濕度、時(shí)鐘、當前發(fā)電功率、有功和無(wú)功功率、日發(fā)電量累計。

6、環(huán)境監測單元：系統配置1套環(huán)境監測儀，用來(lái)監測現場(chǎng)的環(huán)境情況。該裝置由風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成?？蓽y量環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向和輻射強度等參數，通過(guò)RS485接口與并網(wǎng)監控裝置工控機通訊。

7、并網(wǎng)監控單元：監控裝置包括監控主機、監控軟件和顯示設備。本系統采用高性能工業(yè)控制PC機作為系統的監控主機，配置光伏并網(wǎng)系統多機版監控軟件，采用RS485通訊方式，可以實(shí)時(shí)獲取所有并網(wǎng)逆變器的運行參數和工作數據，并對外提供以太網(wǎng)遠程通訊接口。

工控機的性能特點(diǎn)：嵌入式低功耗C3系列處理器；帶LCD/CRTVGA接口；以太網(wǎng)口；RS232通訊接口；配備RS485/RS232轉接器;USB2.0；256M內存(可升級)；40G 筆記本硬盤(pán)(可升級)。

并網(wǎng)系統的網(wǎng)絡(luò )版監控軟件（SPS-PVNET）功能：實(shí)時(shí)顯示電站的當前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計總發(fā)電量、累計CO2總減排量以及每天發(fā)電功率曲線(xiàn)圖；可查看每臺逆變器的運行參數，主要包括（但不限于）：直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、逆變器機內溫度、時(shí)鐘、頻率、當前發(fā)電功率、日發(fā)電量、累計發(fā)電量、累計CO2減排量、每天發(fā)電功率曲線(xiàn)圖。

監控所有逆變器的運行狀態(tài)，采用聲光報警方式提示設備出現故障，可查看故障原因及故障時(shí)間，監控的故障信息至少包括：電網(wǎng)電壓過(guò)高、電網(wǎng)電壓過(guò)低、電網(wǎng)頻率過(guò)高、電網(wǎng)頻率過(guò)低、直流電壓過(guò)高、逆變器過(guò)載、逆變器過(guò)熱、逆變器短路、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗顯示單元可采用液晶電視，具有非常好的展示效果。

8、 監控軟件:集成環(huán)境監測功能，主要包括日照強度、風(fēng)速、風(fēng)向和環(huán)境溫度。監控主機同時(shí)提供對外的數據接口，即用戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )方式，異地實(shí)時(shí)查看整個(gè)電源系統的實(shí)時(shí)運行數據以及歷史數據和故障數據?？擅扛?分鐘存儲一次電站實(shí)驗所有運行數據，包括實(shí)時(shí)存儲環(huán)境數據、故障數據等參數。

可連續存儲20年以上的電站實(shí)驗所有的運行數據和所有的故障紀錄?？商峁┲形暮陀⑽膬煞N語(yǔ)言版本。

三、實(shí)驗項目

該實(shí)驗平臺應由太陽(yáng)能電池組件、自動(dòng)跟蹤系統、模擬光源蓄電池組件、環(huán)境監測系統、太陽(yáng)能控制器、太陽(yáng)能發(fā)電逆變系統、太陽(yáng)能應用負載系統組成，各系統采用模塊化設計。

（1）自動(dòng)跟蹤逐日系統，采用光強自動(dòng)跟蹤控制和手動(dòng)控制兩種控制方式，實(shí)現太陽(yáng)能電池板全自動(dòng)跟蹤。

（2）太陽(yáng)能跟蹤系統開(kāi)放化，提供各種實(shí)訓，加強學(xué)生動(dòng)手能力。

（3）太陽(yáng)能電池板工作環(huán)境監控，更接近實(shí)際工業(yè)級運用中太陽(yáng)能電池板的使用。

（4）采用多塊工業(yè)級太陽(yáng)能電池板，可進(jìn)行串、并聯(lián)組合，模仿KW級光伏發(fā)電系統的太陽(yáng)能電池板系統組建。

（5）太陽(yáng)能路燈是目前光伏最為廣泛的應用，專(zhuān)門(mén)設計高效LED節能路燈，可直接用于實(shí)驗室夜間照明。

（6）全套整體結構采用工業(yè)鋁型材和雙面白高密度板設計。

（7）產(chǎn)品面板采用環(huán)氧樹(shù)脂面板制作，防止長(cháng)時(shí)間變形。

四、運行技術(shù)條件（單相輸出/三相輸出）

  1、光伏陣列輸出電壓：180～450VDC。

  2、并網(wǎng)輸出電壓：180～456VAC。

  3、并網(wǎng)頻率范圍：47.8～51.2Hz。

  4、效    率：94.5%。

  5、功率因數：>0.99。

  6、最大功率跟蹤180～400VD。

  7、通訊接口RS485。

  8、保護功能：防雷、極性反接、短路、漏電、過(guò)熱、孤島效應、過(guò)載保護、電網(wǎng)過(guò)欠壓、電網(wǎng)過(guò)欠頻保護、接地故障保護等。

  9、工作環(huán)境：溫度-40℃～80℃。

  10、相對濕度﹤90﹪RH（25℃）。