SDGF-1A型光伏發電實訓系統

一、設備組成
“光伏發電實訓系統”主要由光伏跟蹤裝置控制裝置（含控制器、逆變器、負載、儀表等）、監控系統組成，如圖1所示。SDGF-1型光伏發電實訓系統采用模塊式結構，各裝置和系統具有獨立的功能。
二、各單元介紹
1、光伏跟蹤裝置
(1)、光伏跟蹤裝置的組成
光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運動機構、擺桿、擺桿減速箱、投燈支架、微動開關、底座支架等設備與器件組成.
4塊光伏電池組件并聯組成光伏電池方陣，光線傳感器安裝在光伏電池方陣中央。3盞300W的投射燈安裝在支架上，模擬早、中、晚三個時段。水平和俯仰方向運動機構由水平運動減速箱、俯仰運動減速箱、直流電動機、接近開關和微動開關組成。直流電動機旋轉時，水平運動減速箱驅動光伏電池方陣作向東方向或向西方向的水平移動、俯仰運動減速箱驅動光伏電池方陣作向北方向或向南方向的俯仰移動，接近開關和微動開關用于光伏電池方陣位置的限位和保護
(2)、光伏電池組件
光伏電池組件的主要參數為：
額定功率  20W
開路電壓：43.74 V（并聯），4*35.50V（串聯）
短路電流：4*0.62A（并聯），0.56A（串聯） 
3、控制裝置
（1） 實驗實訓臺
實驗實訓臺采用鋁合金設計，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，造形美觀大方；設有吊柜，用于放置工具、存放掛箱及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。
（2）電源控制屏
電源控制屏提供單相220V交流電源和380V交流電源、1路0-30V直流穩壓電源（1A）、鉛酸蓄電池（蓄電池組選用2節閥控密封式鉛酸蓄電池，主要參數：容量   12V 12Ah）、900Ω×2/0.41A的雙層瓷盤可調電阻。光源控制模塊（控制早、中、晚的光源）。
（3）網孔板及安裝模塊
提供網孔板、直流儀表模塊（電壓表、電流表、具有通信接口）、交流儀表模塊（電壓表、電流表、功率表三合一、具有通信接口）、光照計、直流負載（警示燈、節能燈）、交流負載（白熾燈、風機）、觸摸屏、離網逆變器、并網逆變器、并離網逆變器實訓模塊、物聯網監控實訓系統、風光互補控制器。
1）直流儀表參數如下：
具有通信接口、具有手動自動量程、工業級柜裝、精度：不低于5位，1000V檔位顯示格式：999.99（帶2個小數點），顯示單位：V；100V檔位顯示：99.999（帶3個小數點），顯示單位：V；10V檔位顯示：9.9999（帶4個小數點），顯示單位：V；5A檔位：4999.9（帶1個小數點），顯示單位：mA；1000mA檔位：999.99(帶2個小數點)，顯示單位：mA；100mA檔位：99.999(帶3個小數點)，顯示單位：mA。
2）交流儀表參數
由24位專用DSP、16位高精度AD轉換器和高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。軟件上采用RTOS設計思路，同時配有PC監控軟件來加強分析能力。能測量電路的功率、功率因數。功率測量精度為1.0級，功率因數測量范圍0.3～1.0，電壓電流量程為450V和5A。
3）觸摸屏
采用昆侖通態7寸彩色觸摸屏TPC7062KX，帶通信線與開發環境。
4）可編程控制系統
采用兼容西門子可編程控制器CPU224，配下載線與開發環境。
5）并網逆變器
采用GTI系列并網逆變器，DC輸入電壓：Vpv 10.5V-28VDC，帶反極性保護，交流180-260V輸出，頻率45—53HZ。
6）離網逆變器
采用APS系列離網逆變器，DC輸入電壓：Vpv 24VDC，帶限流保護，交流220V輸出，頻率50HZ。
7）光伏控制器：采用專業MCU微處理器控制，真正實現充電、放電的智能化控制；采用低損耗、長壽命的MOSFET作為控制器的主要開關器件；
8)負載系統的組成
設備配置有直流負載（警示燈、節能燈）和交流220V負載（白熾燈、風機）
（4）并離網逆變器實訓模塊
采用DSP2812控制，能完成編程基礎實驗，離網逆變器實驗，并網逆變器、各種保護實驗等，提供源代碼。
（5）物聯網監控實訓系統
采用ZIGBEE協議，能對實訓平臺的溫度與濕度進行實時監控，并實時與系統無線智能網關（7寸觸摸屏，采用ARM11設計，WINCE系統）通信，智能網關能實時顯示當前的數據。
(6)監控系統
1)監控系統組成
監控系統主要由主機、鍵盤、鼠標、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統軟件、組態軟件組成。
2)監控系統功能
1)、通信
觸摸屏、PLC之間進行通信，監控自動跟蹤過程和主機與PLC、儀表等之間進行通信。
三、設備整體情況
1）采用發光（光譜）接近太陽光的燈來模擬太陽光。使得實訓項目隨時都可以進行。從而不需要受天氣變化的限制。
2）強調工程實用性，采用電池板（80W）、智能控制器、蓄電池、要求均與現場應用中一樣，使學生深刻理解太陽能光伏發電的現場應用。
3）各個部分是完全獨立的，學生在實訓過程中可根據自己對太陽能光伏發電應用的理解自己動手連接。
4）采用標準工業用電池板，可置于戶內和戶外，角度可以調節。
5）提供多種模擬應用實訓：太陽能路燈、太陽能警示燈和逆變器等。
6）太陽能電板能雙軸自動跟蹤追光系統。
7）風力發電機需帶變頻調速系統，與風機整合在一起，可360度旋轉。
8）整體尺寸：1280mm*550mm*1670mm，網孔板不小于1200mm*600mm
9)帶吊柜用于防置實訓器材。
四、實驗實訓項目
基礎實驗
1、太陽能電池發電原理實驗
2、太陽能電池板能量轉換實驗
3、環境對光伏轉換影響實驗
4、太陽能電池組件和蓄電池的選擇
5、太陽能電池自動追光系統實驗
6、控制器工作原理實驗
7、控制器充放電保護實驗
8、太陽能路燈實驗
9、太陽能警示燈實驗
10、離網逆變器逆變實驗
11、并網逆變器逆變實驗
1).太陽能光伏逆變器實驗系列
1．DSP2812的PWM編程實驗
2.并離網逆變電源的原理
3.逆變電源的接線實訓
4.離網逆變器實驗
5.并網逆變器實驗
2)可編程控制器系統實訓
1.基本指令練習
2.組態通信測試
3.系統跟蹤軟件測試