杭州新能源设备定制 太阳能发电教学实验平台

上海博才科教设备有限公司

BCT-1000W 太阳能光伏并网发电教学实训装置
(单价：120000元)
一、太阳能光伏并网发电系统实训应用范围：
主要提供于职高、大学、研究生、企业技工以太阳能发电为主课题的研究和培训。
二、太阳能光伏并网发电运行技术条件（单相输出）
◆ 光伏阵列输出电压180～400VDC
◆ 并网输出电压180～260VAC
◆ 并网频率范围47.8～51.2Hz
◆ 效率94.5%
◆ 功率因数>0.99
◆ 功率跟踪200～400VDC
◆ 工作环境：温度-20℃～50℃
◆ 相对湿度﹤90﹪（25℃）
◆ 保护功能： 防雷、极性反接、短路、漏电、过热、孤岛效应、过载保护、电网过欠压、电网过欠频保护、接地故障保护等。
◆ 系统单元组成
1、光伏阵列单元： 在院区修建约8平方米的平台，安装支架，铺设总峰值功率为0.6～1kW的光伏阵列。 在条件允许的情况下，光伏阵列可选用三种不同类型的太阳能电池进行实验（单晶硅、多晶硅、非晶硅）。
2、逆变控制单元：系统根据实验的需要，通过开关单元的开和关，可以实现 3台不同型号和产地的并网逆变器同时运行，配备 同时并道，可满足对比实验和各种数据采集的需要。
3、开关控制单元：所有系统内外单元的引线经隔离开关接至各自的跳线端子上，在实验过程中，一旦发生漏电、短路、过流、过热情况，开关自动断开电源，起到保护仪器仪表和人身的安全。
4、方阵连接单元：示意接线面板上,单元的引线经隔离开关接至各自的跳线端子，根据实验的需要，可以用跳线自由地组合成不同开路电压200～400VDC ，峰值功率500～1000W的系统。
5、显示单元：方阵电压、电流。逆向交流电压、电流、频率、功率、无功。正向交流电压、电流、频率。设备工作温度、电池方阵温度、实验室温度和湿度、实验记时时钟、逆向电量计量、正向电量计量。
6、并网监控单元： 监控装置包括监控主机、监控软件和显示设备。本系统采用高性能工业控制PC机作为系统的监控主机，配置光伏并网系统多机版监控软件，采用RS485通讯方式，可以实时获取所有并网逆变器的运行参数和工作数据。
7、监控软件
(1)监控主机同时提供对外的数据接口，即用户可以通过网络方式，异地实时查看整个电源系统的实时运行数据以及历史数据和故障数据。
(2)可每隔5分钟存储一次电站实验所有运行数据，包括实时存储环境数据、故障数据等参数。
(3)可连续存储20年以上的电站实验所有的运行数据和故障纪录。
三、太阳能光伏并网发电教学及研究实训项目
1、 光伏能量变换实验
实验1、光伏阵列单元组成原理。
实验2、太阳能光电池能量转换组合原理。
实验3、阵列电子功率原理。
实验4、阵列汇流与防雷接地原理。
实验5、阵列结构件、防腐安装原理。
实验6、功率与光伏转换提效实验。
实验7、在不同天气和日照强度下光波对光伏转换效率的影响实验。
实验8、在不同季节太阳运轨变换下对光伏能量转换的影响实验。
实验9、在不同季节环境温度变换下对光伏能量转换的影响实验。
实验10、阵列低、中、高通过开关组合后能量变换实验。
实验11、光感仪和风速传感仪各自作用实效实验。
2、同步逆变电源实验
实验1、逆变电源单元组成原理。
实验2、逆变电源MPPT的功率跟踪控制方法的实验。
实验3、逆变电源输出功率与光伏能量变换的实验。
实验4、MPPT与电子有效结合和分离控制方面的比较实验。
实验5、晴天，多云，阴雨天情况下逆变电源输出交流电的波形、谐波含有率、功率因素的比较实验。
实验6、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7、逆变电源直流输入欠电压控制实验。
实验8、输入电压为额定值，负荷满载时距离设备水平位置1m处，的噪声测试实验。
3、光伏并网发电系统软件实验
实验1、在上位软件里查看单站监控项目：
◆ 直流电压VDC、直流电流A、输入功率KW
◆ 交流电压VDC、交流电流A、输出功率KW
◆ 日发电量KWh、日运行时数h min、总发电量KWh、总运行时数h、 Co2减排量Kg
◆ 系统运行状态 正常/不正常
◆ 系统运行温度 正常/不正常
◆ 系统监控PC机状态 正常/不正常
◆ 系统功率测试曲线
实验2、在上位软件里查看单站电量记录项目：
◆ 设备编号1号机:
日发电度数、日运行时数 h min、总发电量度数、总运行时数h
实验3、在上位软件里查看单站故障记录项目：
◆ 设备编号1号机:
直流过压、直流欠压、直流过流
交流过压、交流欠压、交流过流
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）

BC-SPV01型 光伏发电实训系统
(单价：280000元)
（a）光源模拟跟踪装置
（b）光源模拟跟踪控制系统
（c）能量转换控制存储系统
（d）离网逆变负载系统
（e）监控系统
设备由光源模拟跟踪装置、光源模拟跟踪控制系统、能量转换控制存储系统、离网逆变负载系统、监控系统五个部分组成，各功能部分通过通讯电缆和连接电缆进行连接，形成一套能够展示并动手设计、安装、调试的太阳能光伏发电工厂应用的设备。
1. 光源模拟跟踪装置
光源模拟跟踪装置及控制系统由光源模拟跟踪装置和光源模拟跟踪控制系统组成，如图2所示。该系统由太阳能电池组件、模拟太阳光灯、太阳能模拟追日跟踪传感器、太阳能板二维运动机构、直流电动机、减速箱、GE可编程序控制器、按钮和继电器等低压电器等组成。
（a）光源模拟跟踪装置
技术参数：
太阳能电池规格： 20W/18V*4
模拟光源功率：300W*3
跟踪方式：单轴，俯仰180°
跟踪精度：< ±1.5°
日跟踪驱动功耗：< 1W（根据光照强度工作）
工作电压：DC24V
抗风等级：10级
机械寿命：>25年
外形尺寸： 1100mm*1240mm*1710mm
2. 光源模拟跟踪控制系统
光源模拟跟踪控制系统控制灯光来模拟太阳光源（晨日太阳、午日太阳、夕日太阳）的运行轨迹以及太阳光的入射角度，太阳能电池板上的模拟追日跟踪传感器采集模拟太阳光照度信息及位置信息，控制两维运动机构，使太阳能电池板始终正对着模拟太阳光源，以提高太阳能电池的发电效率。如图3所示。
（b）光源模拟跟踪控制系统
技术参数：
PLC ：西门子S7-200
PLC额定电压：24V
工作环境：温度 -10-40℃ 湿度≤80%
外形尺寸： 800mm*780mm*2000mm
3. 能量转换控制存储系统
是能量转换控制存储系统。该系统主要由直流电压采集模块、温度采集模块、IGBT驱动模块、直流电流采集模块、继电器驱动模块、蓄电池组、直流负载、通信模块、人机界面、空气开关、直流电压表、直流电流表等模块组成。能量转换控制存储系统是将太阳能电池板发出的电量提供给直流负载和蓄电池，或者输送给逆变器使用。该系统具有温度检测，充、放电检测、PWM脉宽调制、功率点跟踪（MPPT）功能以及过充、过放等保护功能。
（c）能量转换控制存储系统
技术参数：
功率：200W
蓄电池容量：12V20AH，4节
控制器额定输出电压、电流：24V/10A
工作环境：温度 -10-40℃ 湿度≤80%
外形尺寸： 800mm*610mm*2000mm
4. 离网逆变负载系统
离网逆变负载系统如图5所示。该系统由直流电压采集模块、直流电流采集模块、IGBT驱动模块、继电器驱动模块、LCD人机对话模块、通信模块、单相逆变器-主电路单元模块、频率采集模块、直流电压表、直流电流表、交流电压表、交流电流表、交流谐波表、空气开关、低压电器、交流负载等组成。
该系统将太阳能电池板产生的直流电或蓄电池释放的直流电通过逆变器SPWM调制转化为单相220V交流电，供交流负载使用。系统具有输入过、欠压保护，输出过载、短路保护，过热保护等功能。具有逆变输出的电压幅度、频率、功率因数、谐波检测和调整功能。
（d）离网逆变负载系统
技术参数：
额定输入电压：DC24V；
额定输出电压：220V±10%、50Hz±1Hz；
额定功率：200VA；
输出功率因数：≥0.80（感性负载、容性负载）；
逆变效率：≥80%；
电压调整率：线性负载≤3%，非线性负载≤5%。
外形尺寸： 800mm*610mm*2000mm
5. 监控系统
是监控系统，由通讯管理机、显示器、打印机、组态软件等组成。
主要功能：
显示充电电压、充电电流、功率、运行状态；
显示蓄电池电压、蓄电池放电电流、蓄电池放电功率、蓄电池运行状态；
显示负载电压、负载电流、负载功率、负载状态；
显示当前温度、温度补偿系数，各种参数保护、实时数据显示与处理、详细的事故记录、报警参数设定、对用户提供权限管理、密码登录等。
（e）监控系统
技术参数：
组态软件：
外形尺寸：800mm*900mm*2000mm
一、竞赛内容描述
1、系统设计与制图
根据大赛提供的相关设备和任务书中的功能要求，在计算机上利用CAD等相关软件完成设计任务。
▲ 相关理论计算；
▲ 系统整体设计；
▲ 各组件单元参数配置；
▲ 系统组件的接线；
▲ 系统组件的接线编号图。
2、系统的安装与调试
1）光伏电池单元的安装与调试
安装
▲ 根据任务书选择适当组数的电池主件，搭建成合适的电池组件方阵；
▲ 根据任务书要求安装合适的光伏电池组件方阵的支架；
▲ 根据任务书要求安装模拟光源。
调试
▲ 根据根据任务书要求，编程控制PLC实现模拟太阳的运动轨迹；
▲ 编程控制PLC完成太阳能电池板追日功能，使得输出功率；
2）光伏控制单元的安装与调试
安装
▲ 根据任务书要求，进行控制开关、仪表的安装与接线；
▲ 根据任务书要求，进行汇流单元的安装与接线；
▲ 根据任务书要求，进行光伏控制器的安装与接线；
调试
▲ 根据任务书要求，进行控制器的参数设置与调试；
▲ 实现对蓄电池的充放电控制；
▲ 完成太阳能电池板的伏安特性曲线测试和绘制；
▲ 完成恒电压（CVT）跟踪和功率点跟踪（MPPT）；
▲ 进行对蓄电池的过冲、过放、过流等保护调试；
▲ 根据任务书要求，提供直流负载电源。
3）储能单元的安装与调试
选型
▲ 根据任务书要求，进行蓄电池参数的选型
安装
▲ 根据任务书要求，进行控制开关、仪表的安装与接线；
▲ 根据任务书要求，进行蓄电池的安装与接线；
▲ 根据任务书要求，分析蓄电池的保护电路并调试。
4）单相离网逆变单元的安装与调试
安装
▲ 根据任务书要求，进行控制开关、仪表的安装与接线；
▲ 根据任务书要求，进行单相离网逆变器的安装与接线；
调试
▲ 根据任务书要求，单相正弦波离网逆变器控制方式调试；
▲ 根据任务书要求，输出过载、短路保护调试；
▲ 离网逆变器输出电压、电流检测与调整；
▲ 离网逆变器输出的功率因数检测与调整；
▲ 离网逆变器输出的频率检测与调整；
▲ 离网逆变器输出的谐波检测与调整；
5）负载单元的安装与调试
安装
▲ 根据任务书要求，进行控制开关、仪表的安装与接线；
▲ 根据任务书要求，进行直流负载、单相交流负载的安装与接线；
运行与测试
▲ 直流负载的电流、电压检测；
▲ 交流负载的电流、电压检测；
▲ 负载运行状况测试。
6）监控单元的安装与调试
安装
▲ 根据任务书要求，进行监控单元的安装与接线；
▲ 根据任务书要求，进行监控单元与其他单元之间的通讯安装与接线；
调试
▲ 根据任务书要求，在监控单元上实现组态界面绘制、参数配置；
▲ 完成监控单元与各监控单元的通信调试。

BC-PVT22 太阳能光伏发电综合实训系统
一、太阳能光伏发电综合实训系统实训应用范围：
主要提供于职高、大学、研究生、企业技工以太阳能发电为主课题的研究和培训。设备由模拟太阳灯、太阳能电池板、二维跟踪机构、光伏控制器、储能蓄电池、负载、仪表及工控电脑等组成。
二、太阳能光伏发电综合实训系统技术参数：
2.1、太阳能电池板
太阳能电池板采用阵列组装形式，主要采用4块（或更多）小型太阳能电池板组建，可实现太阳能电池板的并接方式和串接方式，进而提供大电流或大电压的两种太阳能电池板组网方式。
Ø输出功率：4*10W
Ø开路电压：21.24V（并联），4*21.24V（串联）
Ø短路电流：4*0.75A（并联），0.57A（串联）
2.2、自动跟踪单元
Ø跟踪方式：双轴全自动跟踪； 精度：±0.5°
Ø水平回转角度：360° ；俯仰角度：180°
Ø控制器供电电源：DC 12V
Ø电机供电电源：DC 12V
2.3、照度计
Ø量程：0-225Lx、200-2250Lx、2000-22500Lx和20K-225KLx（225000Lx）自动切换量程。
2.4、含有电压表、电流表、温度表及湿度表
Ø直流电压表0-200V、直流电流表2A各两只
Ø交流电压表0-500V、交流电流表5A各一只
Ø温度、湿度表:温度测量范围：-50℃-+70℃ 湿度测量范围：20%-90%
2.5、蓄电池容量40Ah、电压12V
2.6、环境监测模块技术指标
Ø含有照度计、温度表、湿度表，单片机时钟系统，实现时间的显示
2.7、10寸工控一体机，带触摸功能
ØC P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm双核处理器TDP 17W**低功耗处理器
Ø主 板:Intel M11工控固态节能主板
Ø内 存:1G DDR3 1333**高速内存,支持1333/1066MHz内存,可支持8GB。
Ø硬 盘:24G SSD固态硬盘
Ø显 卡:集成Intel HD Graphics核心显卡,提供VGA、LVDS、双HDMI显示输出,LVDS支持双通道24bit,支持单独显示、双显复制、双显扩展。
Ø声 卡:集成ALC662 6声道高保真音频控制器
Ø网 卡:集成1个RTL千兆网卡,支持网络唤醒、PXE功能。
Ø电 源:外置电源（100V至220V宽幅电压，**通用）
Ø显示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600
Ø触摸屏:中国台湾**Touchkit 4线触摸屏，透光率高；性能稳定，触摸灵敏
Ø整机接口:4* USB 2.0接口,其中两个可支持USB3.0(需定制)，
Ø1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45网络接口,1* Line out（绿色）,1* Mic（红色)
Ø2*COM串口,1* 12V DC_JACK输入接口
系统状态：
太阳能控制器（带报警功能）：
Ø输入电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示
Ø输出电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示
Ø蓄电池：电压数据显示及动态曲线显示
2.8、太阳能发电逆变器模块技术指标
Ø类别：正弦波逆变器
Ø输入电压：DC9.7-14.4V，
Ø输出电压：AC220±5%和5V
Ø防反接保护
Ø欠压保护：9.6V±0.2V
Ø过压保护：14.4V±0.2V
Ø输出功率：100W
Ø峰值功率：300W
Ø输出波形:正弦波
2.9、太阳能控制器技术指标：
控制器相关参数：（12V/24V自动切换系统）
（1）具有过充、过放、电子短路、过载保护、*特的防反接保护等全自动控制
（2）采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM 高3%-6% ，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统有更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿
（3）欠压电压：12.0V；×2/24V
（4）**压保护：17V； ×2/24V
（5）过载、短路保护：1.25 倍额定电流60秒, 1.5倍额定电流5秒时过载保护动作, ≥3倍额定电流短路保护动作
（6）总额定充电电流：10A
（7） 浮充：13.6V；×2/24V；（维持时间：直至降到充电返回电压动作）
（8） 控制方式：充电为 PWM 脉宽调剂
控制器主要功能：
（1）太阳能电池板工作状态（欠压、运行）
（2）蓄电池工作状态（过充、过放、充电）
（3）蓄电池电量指示（25%，50%，75%，**）
（4） 输出模式设置（普通，光控，时控）
（5） 蓄电池充电电流，电压监测。
2.10、负载单元
（1）DC12V直流负载五组。（感性负载3组，阻性负载2组）
1）感性负载有：12V直流风扇、12V直流电机、12V蜂鸣器
2）阻性负载有：12V交通灯、3W LED灯
（2）AC220V交流负载四组。（感性负载1组，阻性负载3组）
1）感性负载有：220V直流风扇
2）阻性负载：220V交通灯.220V 3WLED灯、220V28WLED灯
（3）可调稳压电源（0-12V，0-1A）。
根据要求可升级为0-30V、0-5A的可调恒压恒流稳压电源。
（4）可调电阻箱技术参数如下：
1）阻值范围：10欧-99.99K
2）误差范围：±1%
（5）USB接口电压输出：可为电子设备提供5V直流稳压电源。
（6）电子负载
（7）液晶电视，实验台配置17寸宽屏液晶电视，供实验台实验及他用。
三、可完成的实验内容：
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、太阳能电池板短路电流测试实验
1-3、太阳能电板I-V特性测试实验
1-4、太阳能电池板输出功率计算实验
1-5、太阳能电池板填充因子计算实验
1-6、太阳能电池板转换效率测量实验
1-7、开路电压与相对光强的函数关系实验
1-8、短路电流与相对光强的函数关系实验
1-9、太阳能电池板P-V特性测试实验
1-10、太阳能电池板暗伏安特性测试实验
1-11、太阳能组件输出特性测试实验
1-12、串联电阻对填充因子的影响测试实验
1-13、并联电阻对填充因子的影响测试实验
1-14、太阳能电池光谱特性测试实验
1-15、太阳能电池板的串联开路电压测试实验
1-16、太阳能电池板的串联短路电流测试实验
1-17、太阳能电池板的并联开路电压测试实验
1-18、太阳能电池板的并联短路电流测试实验
1-19、负载特性测试实验
实验二 太阳能自动跟踪实验系列
2-1、逐日系统原理实验
2-2、太阳光跟踪定位传感器原理实验
2-3、环境对光伏转换影响实验
2-4、跟踪控制器操作实验
2-5、传动执行机构接线实训
2-6、太阳能光控跟踪实验
2-7、太阳能光控-时控跟踪实验
2-8、太阳能电池组件环境监测实验
实验三 太阳能蓄电池控制器实验系列
3-1、太阳能蓄电池充电控制实验
3-2、控制器充放电保护实验
3-3、蓄电池电压、电流测试实验
3-4、蓄电池电量估测实验
3-5、控制电池电流流入、输出实验
3-6、控制器环境温度测量实验
3-7、控制器光控-时控输出实验
实验四 太阳能应用实验系列
4-1、太阳能交、直流风扇实验
4-2、太阳能路灯实验
4-3、太阳能警示灯实验
4-4、太阳能充电器实验
4-5、太阳能可变阻抗负载实验
实验五 太阳能负载实验系列
5-1、输出电流实验
5-2、输出功率实验
5-3、在不同恒压状态下电流特性
5-4、在不同恒流状态下电压特性
实验六 太阳能光伏逆变器实验系列
6-1、逆变器的工作原理分析实验；
6-2、输出电压、电流测试实验；
6-3、输出功率的估算实验；
6-4、过载或短路保护演示实验；
6-5、输入电压防反接演示实验；
6-6、输入电压范围测试实验；
6-7、转换效率计算实验；

BC-ST02 太阳能发电教学实验平台
(单价：17500元)
基本型太阳能教仪系统由太阳能电池组件模块、蓄电池模块、控制器模块、负载调节控制模块、监控仪表模块、PC机监控模块，等部分组成。
一、太阳能发电教学实验平台主要技术规格参数：
太阳光电实习教学模块
1、系统规格
◆ 系统电压：21.5V
◆ 系统电流：2A
◆ 系统功率：25W
2、太阳能电池规格：单晶硅太阳能电池
◆ 元件尺寸(L*W*H)：621*281*28mm，
◆ 功率：20W
◆ 工作电压：17.05±0.5V
◆ 工作电流：1.20±0.10A，
◆ 短路电流：1.34±0.10A，
◆ 开路电压：21.0±0.5V
3、太阳能控制器规格：
3、1、光电型控制器：
额定电压：12V，额定电流为10A，配置铅酸蓄电池，负载为100W以下的12V直流负载，控制单元一通道为光控输出，另一通道为多类定时输出。
3、2、户用型控制器：
额定电压：12V，光电电池功率：60W，负载电流：5A，过放电压：11.0 ± 0.5， 蓄电池过充、过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护、电池接反保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿、光控开关。
4、电表规格：
◆ 电流表：× 3个，2A， 显示模式︰0.5”LCD液晶显示
◆ 电压表：× 3个，20V，显示模式︰0.5”LCD液晶显示
◆ 温度表：× 1个，0～99.9℃
5、负载：
◆ 风扇：×1个，额定电压：12V，工作电流：0.25A，功率：3W
◆ 交通灯：2组(R,G,B)，额定电压：12V，工作电流：0.25A，功率：3W
◆ LED灯：1组(7颗)
◆ 蜂鸣器：×1个
◆ 马达：×1个，额定电压：12V，工作电流：0.25A，功率：3W
◆ 开关：×1个
◆ 按钮：×1个
6、电池：
阀控式密封铅酸蓄电池，额定电压：12V，额定容量(20hr) ：3.3Ah，充电方法（恒压），循环︰充电电流为825mA
7、电阻器：
◆ 可变电阻，电阻值调整范围为0～1kΩ
◆ DC/DC：5个DC/DC电源模块
◆ 提供DC转AC模块
◆ 支援外接PC计算机量测太阳能电池I-V特性曲线(VB软件or LabView)
8、系统外形尺寸；长1100×宽780×厚120（㎜）平脚40×40×500（㎜）附滚轮方便推动至户外教学。
9、太阳能电池调节铝合金支架（WF-6663A）
◆ 高工作高度1695㎜，低工作高度455㎜，承载8㎏，净重1.8㎏，大管径26㎜，收缩高度620㎜
二、太阳光电实习教学模块实验内容：
实验一 太阳能电池发电原理实验
实验1-1 太阳能光电板能量转换实验
实验1-2 环境对光电转换影响实验
实验二 太阳能电池光电系统直接负载实验
实验三 光电控制型太阳能系统发电实验
实验3-1 光电型控制单元工作原理实验
实验3-2 光电型控制单元充放电保护实验
实验四 用户型太阳能发电和利用实验
实验4-1 用户型控制单元工作原理
实验4-2 用户型控制单元充放电保护实验
实验五 太阳能系统电器负载实验
实验六 综合实验
实验七 太阳能电池基本特性测试实验
实验八 外部扩充DC转AC外接电器实验
实验九 单晶太阳能电池I-V特性曲线实验