一、系統(tǒng)實訓應用范圍：

主要提供于職高、大學、研究生、企業(yè)技工以太陽能發(fā)電為主課題的研究和培訓。

二、技術參數(shù)

2.1、太陽能電池板

太陽能電池板采用陣列組裝形式，主要采用3塊（或更多）小型太陽能電池板組建，可實現(xiàn)太陽能電池板的并接方式和串接方式，進而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網(wǎng)方式。

?  最大輸出功率：100W*3塊

?  開路電壓：35V（并聯(lián)）

?  短路電流：4*3.25A（并聯(lián)）

2.2、照度計

?  量程：0-225Lx、200-2250Lx、2000-22500Lx和20K-225KLx（225000Lx）自動切換量程。

2.3、環(huán)境監(jiān)測模塊技術指標

?  含有照度計、溫度表、濕度表，單片機時鐘系統(tǒng)，實現(xiàn)時間的顯示

2.4、17寸工控一體機，帶觸摸功能

?  C P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器

?  主 板:Intel M11工控固態(tài)節(jié)能主板

?  內(nèi) 存:1G DDR3 1333超高速內(nèi)存,支持1333/1066MHz內(nèi)存,最大可支持8GB。

?  硬 盤:24G SSD固態(tài)硬盤

?  顯 卡:集成Intel  HD Graphics核心顯卡,提供VGA、LVDS、雙HDMI顯示輸出,LVDS支持雙通道24bit,支持單獨顯示、雙顯復制、雙顯擴展。

?  聲 卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器

?  網(wǎng) 卡:集成1個RTL千兆網(wǎng)卡,支持網(wǎng)絡喚醒、PXE功能。

?  電 源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）

?  顯示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600

?  觸摸屏:臺灣軍工Touchkit 4線觸摸屏，透光率高；性能穩(wěn)定，觸摸靈敏

?  整機接口:4* USB 2.0接口,其中兩個可支持USB3.0(需定制)，

?  1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45網(wǎng)絡接口,1* Line out（綠色）,1* Mic（紅色)

?  2*COM串口,1* 12V DC_JACK輸入接口

   系統(tǒng)狀態(tài)：

   太陽能控制器（帶報警功能）：

?  輸入電壓、電流、功率的數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示

?  輸出電壓、電流、功率的數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示

?  蓄電池：電壓數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示

2.5 并網(wǎng)逆變器：

   并網(wǎng)逆變器具有DC－DC和DC－AC兩級能量變換的結(jié)構(gòu)。DC－DC變換環(huán)節(jié)調(diào)整光伏陣列的工作點使其跟蹤最大功率點；DC－AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時獲得單位功率因數(shù)。

   系統(tǒng)面板設有用來測量DC、AC相關參數(shù)的多個測試端口，可測量DC-DC電壓電流變化和DC-AC逆變過程中的電壓電流及曲線變化和波形對比。
  6級功率搜索功能

   在自動調(diào)整的過程中，會看到LOW燈不停的閃爍，功率會由0作為起點，向最大功率點加大輸出功率，重啟最多為6次，然后進入功率鎖定狀態(tài)，鎖定時ST燈長亮。

在進行6級功率搜索程序時，所需的時間為10分鐘。

?  直接連接到太陽能電池板（不需要連接電池）

?  AC標準電壓范圍：90V～140V/180V～260VAC

?  AC頻率范圍：   55Hz～63Hz/45Hz～53Hz

?  并網(wǎng)輸出功率：300W

?  輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%

?  相 位 差：  <1%

?  孤島效應保護：  VAC;f AC

?  輸出短路保護：  限流

?  顯示方式：  LED

?  待機功耗：  <2W

?  夜間功耗：  <1W

?  環(huán)境溫度范圍：  -25 ℃～60℃

?  環(huán)境濕度：  0～99%(Indoor Type Design)

   高性能自動功率點追蹤（MPPT）

強大的MPPT算法，以優(yōu)化來自太陽能電池板的功率收集，可精確地捕捉及鎖定最大輸出功率點，使發(fā)電量大幅提高到大于25%以上。

    電力輸出:（逆向電力傳輸）

高效的電力逆向傳輸技術，專利技術之一，逆變器在并網(wǎng)輸出模式時電力以反方向電力傳輸，自動檢測電路中的負載并優(yōu)先進行使用，用不完的電力才向電網(wǎng)逆方向傳輸供應到其他地方使用，電力傳輸率可達99.9%。在光伏發(fā)電應用系統(tǒng)中使輸出效率更高。

智慧教室綜合測控系統(tǒng)（該系統(tǒng)采用一體化設計，要求以上功能集中在一塊核心控制器上，禁止采用多種模塊拼裝，確保使用人員的人身安全及設備安全的性能指標）：

（一）、虛擬示波器所需實現(xiàn)的功能：

50MHz   2路波形測量功能；

（二）2路邏輯分析儀功能；

（三）1路任意波形信號發(fā)生器輸出；

200MSa/s高速實時采樣，50MHz帶寬，波形測量完全滿足教學實驗要求，波形平滑不失真。

（四）2路PWM脈沖信號發(fā)生器：可設置頻率、占空比。

（五）、萬用表功能

1、萬用表的電阻測量功能；

2、萬用表的直流電壓測量功能；

3、萬用表的交流電壓測量功能；

4、萬用表的交流電流測量功能；

（六）、人機界面功能

*1、人機界面顯示所測量的波形，并顯示相應的量測值；

*2、可通過點擊界面按鈕，將所測量的波形插入實驗報告模板中；

*3、學生的實驗報告結(jié)果可通過點擊界面按鈕，統(tǒng)一上傳到指定的教師電腦文件夾下；

（七）、實驗室安全監(jiān)控功能

1、環(huán)境參數(shù)測量：可同時測量顯示溫濕度、CO2濃度和PM2.5；

2、電氣參數(shù)測量：可測量控制臺電壓電流，并計算出功率；

3、過流、過壓、欠壓（閥值可設置）報警跳閘保護；

4、安全防護：實驗室環(huán)境安全監(jiān)控裝置（PM2.5、煙霧、可燃氣體、溫濕度及CO2濃度異常（火警）報警）；

5、節(jié)電功能：長期無人實驗時，自動關閉總閘開關，實現(xiàn)安全和節(jié)電效果；

2.6  基于物聯(lián)網(wǎng)實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)

1、特點

當智能控制系統(tǒng)檢測到有漏電或觸電情景出現(xiàn)時，智能控制系統(tǒng)在0.1秒斷開連接，保證人身和財產(chǎn)安全；智能控制系統(tǒng)本身有故障指示燈，用戶可根據(jù)智能控制系統(tǒng)故障指示燈顯示判斷出當前故障狀態(tài)，便于處理；智能控制系統(tǒng)有掛鎖功能，需要檢修時，在掛鎖位置上鎖，★防止他人上電，檢修更安全?？梢圆杉F(xiàn)場輸出型裝置數(shù)據(jù)，通過多種物聯(lián)網(wǎng)通信方式上傳至云端，實現(xiàn)本地設備的遠程監(jiān)控。

2、功能

基于物聯(lián)網(wǎng)實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)，可進行用電數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計、存儲、分析、查詢等。運用前端數(shù)據(jù)可視化技術將實時的用電數(shù)據(jù)展示在平臺上，并以圖表的形式提供可視化的用電信息查詢功能；運用數(shù)據(jù)庫技術實時監(jiān)測用電設備和線路運行狀況，對異常狀況及時告警，從而預防電氣火災；運用用電系統(tǒng)故障定位技術及時發(fā)現(xiàn)并精準定位用電故障點，自動生成故障報告，協(xié)助用戶第一時間修復用電系統(tǒng)故障；運用電能質(zhì)量監(jiān)測技術實時分析和評估電能質(zhì)量問題，并提供定制化的治理方案，協(xié)助用戶獲得優(yōu)質(zhì)電能；運用大數(shù)據(jù)技術和行業(yè)數(shù)學模型統(tǒng)計、分析并挖掘基礎的用電數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)發(fā)掘節(jié)能潛力，從而提供能效優(yōu)化方案。滿足用電管理系統(tǒng)可視、安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟的智慧用電模塊需求。

3、基于物聯(lián)網(wǎng)實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)由執(zhí)行裝置與網(wǎng)機組成，技術參數(shù)分別為：

（1）執(zhí)行裝置技術參數(shù)

（1）極數(shù)：3P+N

（2）脫扣特性：C（5-10）In D（10-14）In

（3）額定電流：In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A

（4）額定電壓：Ue AC 230V/400V

（5）額定頻率f：50Hz

（6）額定短路分斷能力：Icu10kA

（7）殼架等級額定電流：Inm63A

（8）缺相保護：設備防燒毀保護模式

（9）漏電保護：元器件損壞保護模式

（10）過載保護：電流過大防燒毀模式

（11）短路保護：碰線防燒毀模式

（12）掛鎖保護：便于維修安全

（13）過溫保護：可監(jiān)測線路溫度

（14）過欠壓保護：防止造成人身事故和機械設備損壞

（15）漏電或觸電時0.1秒斷開

（16）故障指示燈，便于查看工作狀態(tài)

★（17）掛鎖功能，檢修更方便

（2）網(wǎng)機技術參數(shù)

（1）內(nèi)置STM32F103C8T6主控芯片

（2）外置8M無源晶振

（3）采用SP3485作為485通信芯片

（4）485防浪涌保護

（5）標準RS485接口，可直接串口設備

（6）智能型數(shù)據(jù)終端，便捷實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能

★（7）提供強大的中心管理軟件，方便設備管理

★（8）提供便捷的軟件升級和固件更新服務

★（9）提供數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備份，方便查看歷史數(shù)據(jù)

（10）尺寸：89mm*67.5mm*20.5mm

（11）重量：70g

（12）電源：AC220V

（13）功耗：1.5W

（14）工作溫度：-25℃ - +70℃

（15）工作濕度：95%

（16）WiFi版最大下行傳輸速率：64kbps

（17）WiFi版最大上行傳輸速率：32kbps

三、教學及研究實訓項目

2、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、陣列電子最大功率跟蹤器原理。

實驗4、陣列匯流與防雷接地原理。

實驗5、陣列結(jié)構(gòu)件、防腐安裝原理。                         

實驗6、最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)太陽運軌變換下對光伏能量轉(zhuǎn)換的影響實驗。

實驗9、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。

實驗10、陣列低、中、高通過開關組合后能量變換實驗。

實驗11、光感儀和風速傳感儀各自作用實效實驗。

2、2、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的最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、晴天，多云，陰雨天情況下逆變電源輸出交流電的波形、諧波含有率、功率因素的比較實驗。

實驗6、逆變器并入的電網(wǎng)供電中斷，逆變器應在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保護試驗。

實驗7、逆變電源直流輸入欠電壓控制實驗。

實驗8、輸入電壓為額定值，負荷滿載時距離設備水平位置1m處，的噪聲測試實驗。

2、3、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)軟件實驗

實驗1、在上位軟件里查看單站監(jiān)控項目：

◆ 直流電壓VDC、直流電流A、輸入功率KW

◆ 交流電壓VDC、交流電流A、輸出功率KW

◆ 日發(fā)電量KWh、日運行時數(shù)h min、總發(fā)電量KWh、總運行時數(shù)h、 Co2減排量Kg

◆ 系統(tǒng)運行狀態(tài) 正常/不正常

◆ 系統(tǒng)運行溫度 正常/不正常

◆ 系統(tǒng)監(jiān)控PC機狀態(tài) 正常/不正常

◆ 系統(tǒng)功率測試曲線

實驗2、在上位軟件里查看單站電量記錄項目：

◆ 設備編號1號機:

日發(fā)電度數(shù)、日運行時數(shù) h min、總發(fā)電量度數(shù)、總運行時數(shù)h

實驗3、在上位軟件里查看單站故障記錄項目：

◆ 設備編號1號機:

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、ADC異常（快速檢測并網(wǎng)電壓，電流）、IPM故障、過流保護、過溫保護、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）

四、運行技術條件（單相輸出）

◆ 光伏陣列輸出電壓 17.5～40VDC

◆ 并網(wǎng)輸出電壓180～260VAC
◆ 并網(wǎng)頻率范圍47.8～51.2Hz
◆ 效率94.5%  

◆ 功率因數(shù)>0.99

◆ 最大功率跟蹤10.8～28VDC

◆ 工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃
◆ 相對濕度﹤90﹪（25℃）

◆ 保護功能： 防雷、極性反接、短路、漏電、過熱、孤島效應、過載保護、電網(wǎng)過欠壓、電網(wǎng)過欠頻保護、接地故障保護等。

3、系統(tǒng)單元組成

3、1、光伏陣列單元： 在室外修建約3平方米的平臺或者陽臺，安裝支架，鋪設總峰值功率為300W的光伏陣列。 在條件允許的情況下，光伏陣列可選用三種不同類型的太陽能電池進行實驗（單晶硅、多晶硅、非晶硅）。

3、2、逆變控制單元：系統(tǒng)根據(jù)實驗的需要，通過開關單元的開和關，最多可以實現(xiàn) 3臺不同型號和產(chǎn)地的并網(wǎng)逆變器同時運行，配備 同時并網(wǎng)通道，可滿足對比實驗和各種數(shù)據(jù)采集的需要。

3、3、開關控制單元：所有系統(tǒng)內(nèi)外單元的引線經(jīng)隔離開關接至各自的跳線端子上，在實驗過程中，一旦發(fā)生漏電、短路、過流、過熱情況，開關自動斷開電源，起到保護儀器儀表和人身的安全。

3、4、方陣連接單元：示意接線面板上,最小單元的引線經(jīng)隔離開關接至各自的跳線端子，根據(jù)實驗的需要，可以用跳線自由地組合成不同開路電壓17.5～60VDC ，峰值功率50～300W的系統(tǒng)。

3、5、顯示單元：方陣電壓、電流。逆向交流電壓、電流、頻率、功率、無功。正向交流電壓、電流、頻率。設備工作溫度、電池方陣溫度、實驗室溫度和濕度、實驗記時時鐘、逆向電量計量、正向電量計量。

3、6、并網(wǎng)監(jiān)控單元： 監(jiān)控裝置包括監(jiān)控主機、監(jiān)控軟件和顯示設備。本系統(tǒng)采用高性能工業(yè)控制PC機作為系統(tǒng)的監(jiān)控主機，配置光伏并網(wǎng)系統(tǒng)多機版監(jiān)控軟件，采用RS485通訊方式，可以實時獲取所有并網(wǎng)逆變器的運行參數(shù)和工作數(shù)據(jù)。

五、設備配置清單