一、概述
太陽能光伏發(fā)電有無限的太陽光資源，綠色、環(huán)保、低碳、無需資源分配等優(yōu)點。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，是當前大規(guī)模利用太陽能資源發(fā)電的一種重要方式。并網(wǎng)發(fā)電，是將太陽能電池所發(fā)出的直流電通過逆變器轉(zhuǎn)換成波形良好的交流電，直接向電網(wǎng)供電，無儲能裝置，運行可靠性和轉(zhuǎn)換效率比較高，系統(tǒng)的建設和維護成本較低。我公司結(jié)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型太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電教學實驗臺實訓裝置，主要可以提供系統(tǒng)配套件，電池組件陣列、功率跟蹤調(diào)節(jié)支架、方陣避雷匯流箱、并網(wǎng)逆變器、升壓輸變箱、計量監(jiān)控通訊等。
二、實驗系統(tǒng)單元組成
1、光伏陣列單元：在院區(qū)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型的太陽能電池進行實驗。單晶硅太陽能電池，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(tǒng)中得到普遍使用。 多晶硅太陽能電池，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電池的穩(wěn)定性和較強的空間抗輻射性能，成本低于單晶硅太陽能電池。非晶硅太陽能電池，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(shù)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(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)6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、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。
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（180～450VDC 和200～450VDC），峰值功率（600～1200W）的系統(tǒng)。
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(nèi)溫度、濕度、時鐘、當前發(fā)電功率、有功和無功功率、日發(fā)電量累計。
6、環(huán)境監(jiān)測單元：系統(tǒng)配置1套環(huán)境監(jiān)測儀，用來監(jiān)測現(xiàn)場的環(huán)境情況。該裝置由風速傳感器、風向傳感器、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、風速、風向和輻射強度等參數(shù)，通過RS485接口與并網(wǎng)監(jiān)控裝置工控機通訊。
7、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)，并對外提供以太網(wǎng)遠程通訊接口。
工控機的性能特點：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(zhuǎn)接器;USB2.0；256M內(nèi)存(可升級)；40G 筆記本硬盤(可升級)。
并網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡版監(jiān)控軟件（SPS-PVNET）功能：實時顯示電站的當前發(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)電功率曲線圖；可查看每臺逆變器的運行參數(shù)，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(nèi)溫度、時鐘、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)電功率曲線圖。
監(jiān)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(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時間，監(jiān)控的故障信息至少包括：電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、逆變器過載、逆變器過熱、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(jiān)控軟件:集成環(huán)境監(jiān)測功能，主要包括日照強度、風速、風向和環(huán)境溫度。監(jiān)控主機同時提供對外的數(shù)據(jù)接口，即用戶可以通過網(wǎng)絡方式，異地實時查看整個電源系統(tǒng)的實時運行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)?？擅扛?分鐘存儲一次電站實驗所有運行數(shù)據(jù)，包括實時存儲環(huán)境數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等參數(shù)。
可連續(xù)存儲20年以上的電站實驗所有的運行數(shù)據(jù)和所有的故障紀錄?？商峁┲形暮陀⑽膬煞N語言版本。
三、實驗項目
該實驗平臺應由太陽能電池組件、自動跟蹤系統(tǒng)、模擬光源蓄電池組件、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、太陽能控制器、太陽能發(fā)電逆變系統(tǒng)、太陽能應用負載系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)采用模塊化設計。
（1）自動跟蹤逐日系統(tǒng)，采用光強自動跟蹤控制和手動控制兩種控制方式，實現(xiàn)太陽能電池板全自動跟蹤。
（2）太陽能跟蹤系統(tǒng)開放化，提供各種實訓，加強學生動手能力。
（3）太陽能電池板工作環(huán)境監(jiān)控，更接近實際工業(yè)級運用中太陽能電池板的使用。
（4）采用多塊工業(yè)級太陽能電池板，可進行串、并聯(lián)組合，模仿KW級光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池板系統(tǒng)組建。
（5）太陽能路燈是目前光伏廣泛的應用，專門設計高效LED節(jié)能路燈，可直接用于實驗室夜間照明。
（6）全套整體結(jié)構(gòu)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)氧樹脂面板制作，防止長時間變形。
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(shù)：>0.99。
6、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。
9、工作環(huán)境：溫度-40℃～80℃。
10、相對濕度﹤90﹪RH（25℃）。
