5KW太阳能光伏微网发电教学系统

一、系统概述

太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。

太阳能发电的利用通常有两种方式，一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能，称谓并网发电方式。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用十分广泛。

太阳能微网发电教学系统主要由光伏方阵及其支撑支架、直流汇流箱、防雷系统、并网逆变器、离网逆变器、储能蓄电池、交流配电箱、监控系统及其连接线缆等组成。

                                                                                                                                         太阳能电池方阵                          太阳能微网发电教学系统

在晴朗的白天，装在屋顶上的光伏组件发出的直流电经过并网逆变器逆变成与电网同频率同相位的单相交流电给负载进行供电，在夜晚或阴雨天等太阳光照不足的情况下，系统处于待机状态，负载用电全部来自电网。

系统运行时，可以通过系统监控软件来实时查看系统的运行状态和故障信息，或者是选配远程通讯数据采集器，将系统工作数据通过GPRS或以太网，传输到您的手机、平板电脑或任意一台联网的电脑，以便于您远程实时掌控电站的信息。

系统工作原理

室外5KW太阳能电池方阵，分成2路进入室内系统主控柜。第1路太阳电池组件在太阳能控制器控制下，对蓄电池充电和对负载的工作状态进行管理,具有自动防止储能蓄电池过充电和过放电的功能。蓄电池在系统中的作用就是存储能量，还能对系统起着调节电量、稳定输出的作用。逆变器的作用是将蓄电池的直流电转变为适合负载使用的正弦波交流电，逆变器输出的交流电能通过系统输出回路，供给外部用电设备用电，系统输出设有过流、过载、短路等保护功能。

第2路通过直流汇流箱、并网逆变器、电能计量仪表、输出开关直接与市电相连；太阳能电池板所产生的直流电经并网逆变器整流、滤波、升压、同步后与市电进行并网。

系统特点：

1、实验台工控一体计算机，采用RS232或RS485格式与光伏控制系统通讯，对各项参数进行监控；

2、充放电控制系统主控制模块采用数字化MCU技术，对蓄电池充放电进行全智能化的管理；

3、离网逆系统采用电信机房专用系统、高隔离度、具有高稳定、高功率因数输出；可以为用户提供纯正弦波220V/4KVA稳定交流输出，供应外部设备用电及照明用电；

4、系统运行过程智能化控制，正常工作情况下、蓄电池充满电后，可自动进入并网工作模式，大大节省光伏发电效率。

5、实验台面板设置有切换开关（按钮）可实现离网、并网两种模式自由切换.

二、实验内容

    实验一 太阳能电池板特性实验系列

1-1、太阳能电池板开路电压测试实验

1-2、太阳能电板I-V特性测试实验

1-3、太阳能电池板最大输出功率计算实验

1-4、太阳能电池板转换效率测量实验

1-5、太阳能电池板P-V特性测试实验

1-6、太阳能电池板暗伏安特性测试实验

1-7、太阳能电池光谱特性测试实验

1-8、太阳能电池板的串联开路电压测试实验

1-9、太阳能电池方阵拆装设计

    实验二 太阳能蓄电池控制器实验系列

2-1、太阳能蓄电池充电控制实验

2-2、控制器充放电保护实验

2-3、蓄电池电压、电流测试实验

2-4、蓄电池电量估测实验

    实验三 太阳能光伏逆变器实验系列

3-1、逆变器的工作原理分析实验；

3-2、输出电压、电流测试实验；

3-3、最大输出功率的估算实验；

3-4、过载或短路保护演示实验；

3-5、输入电压防反接演示实验；

3-6、输入电压范围测试实验；

3-7、转换效率计算实验；

实验四、光伏并网同步逆变电源实验

4-1、逆变电源单元组成原理。

4-2、逆变电源MPPT的最大功率查看控制方法的实验。

4-3、逆变电源输出功率与光伏能量变换的实验。

4-5、逆变器并入的电网供电中断，逆变器应在2s内停止向电网供电，同时发出警示信号的防孤岛效应保护试验。

实验五、光伏并网发电系统软件实验

5-1、在工控一体机上位软件里查看单站监控项目

² 当前功率 KW、当日电量 KWh、当月电量 KWh、当前电量 KWh、总电量 KWh

² 累计减少砍伐树木（棵）、累计减排二氧化碳（吨）、收益（元）需要设置

² 每日/周功率曲线、电量曲线

5-2、在移动设备监控软件里查看单站电量记录项目：

² 当前功率 KW、当日电量 KWh、当月电量 KWh、当前电量 KWh、总电量 KWh

² 累计减少砍伐树木（棵）、累计减排二氧化碳（吨）、收益（元）需要设置

² 每日/周功率曲线、电量曲线

5-3、在上位软件里查看单站故障记录项目：

² 直流过压、直流欠压、直流过流

² 交流过压、交流欠压、交流过流

² 系统过载、频率异常、孤岛保护、ADC异常（快速检测并网电压，电流）、IPM故障、过流保护、过温保护、温度异常、DSP异常（数字信号处理器，将模拟信号转为数字信号）

四、系统基本配置表