太陽能光伏發電系統實訓平臺(二維自動追蹤)(工程型)
一、產品概述
    本實訓平臺由模擬光源跟蹤裝置、模擬能源控制系統、能源轉換儲存控制系統、并網逆變控制系統和能源監控管理系統五個部分組成，各部分通過電纜連接，可形成一套能夠展示及可動手設計、安裝、調試的光伏發電實訓系統。通過此系統進行項目訓練，可以熟練掌握小型光伏發電系統的安裝、調試、運行管理及維修，掌握太陽能電池板自動跟蹤、光伏陣列最大功率跟蹤、蓄電池智能管理、并網逆變器、監控系統組態等關鍵技術的綜合應用能力。適用于職業院校、技工學校、職教中心、系統培訓機構完成光伏發電等實訓教學。
二、結構與組成
系統由模擬光源跟蹤裝置、模擬能源控制系統、能源轉換儲存控制系統、并網逆變控制系統和能源監控管理系統五個部分組成，各部分通過電纜連接。
模擬光源跟蹤裝置由4塊太陽能電池板、模擬太陽光源、太陽能模擬追日跟蹤傳感器、太陽能電池板二維運動機構和支架組成。
模擬能源控制系統由可編程序控制器(PLC)、按鈕、繼電器和端子排等低壓電器組成。
能源轉換儲存控制系統主要由光伏陣列匯流模塊、直流電壓電流采集模塊、過溫告警模塊、PWM驅動模塊、CPU核心模塊、人機交互模塊、通信模塊、防雷器、智能型充放電控制器、蓄電池組、開關電源、直流電壓表、直流電流表等組成。
并網逆變控制系統由核心模塊、接口模塊、液晶顯示模塊、鍵盤接口模塊、驅動模塊、直流電壓升壓模塊、直流電壓采樣模塊、交流電壓采樣模塊、交流電流采樣模塊、過溫告警模塊、通信模塊、開關電源、直流電機、方形指示燈、直流電壓表、直流電流表、多功能諧波表、變壓器等組成。
能源監控管理系統由系統控制器核心模塊、繼電器模塊、通信模塊、15寸平板電腦、鍵盤、鼠標、組態軟件等組成。
三、功能與特點


平臺采用組合式實訓控制柜結構，模塊化設計，配有電源控制盒、網孔板、工具抽屜等結構部件組成。
各子系統既能獨立運行，又可以通過之間的連接線構成一套完整的太陽能光伏發電系統。通過太陽能光伏發電系統的設計、安裝、接線、編程、調試等工作，將光伏發電相關專業知識進行綜合應用，深入了解和掌握光伏發電系統的核心技術及設備的具體應用，掌握太陽能電池板自動跟蹤、光伏陣列最大功率跟蹤、蓄電池智能管理、并網逆變器、監控系統組態等關鍵技術的綜合應用能力。
模擬能源控制系統采用三菱FX3U-32MT可編程序控制器（PLC）作為主控制器。光源可以連續運動，模擬太陽從東至西的運行軌跡，傾角可調模擬不同季節的太陽光輻射角度�？刂破鞲鶕�模擬追日跟蹤傳感器輸出的太陽光的位置信息，控制二維機構運動，使太陽能電池板始終跟隨模擬太陽光源，實現兩軸追日跟蹤功能，提高太陽能電池板的發電效率。
能源轉換儲存控制系統完成光伏匯流、防雷、電量測量、最大功率跟蹤、儲能和蓄電池管理等功能。光伏MPPT控制系統采用兩級微處理器設計，最大功率跟蹤微處理器采用51系列單片機，具有通用性和在線下載功能，方便用戶編程調試，硬件完全開放，用戶可以編寫不同的MPPT算法實現最大功率跟蹤，并將調節參數發送給PWM驅動模塊進行調節。PWM驅動CPU采用PIC系列單片機，接收調節參數并輸出不同占空比的PWM信號，控制主電路，實現功率調節。智能充放電控制器可以根據蓄電池電壓高低，調節充電狀態和電流的大小，保護蓄電池過充或過放，延長蓄電池使用壽命。
并網逆變控制系統將直流24V逆變成交流36V、50Hz（安全電壓），通過升壓變壓器升至交流220V、50Hz與單相市電相連實現并網發電功能。主控制器采用TI公司32位定點TMS320F2812芯片，逆變電源的輸出功率因數接近于1，輸出電流為正弦波�？刂撇呗圆捎秒p閉環控制結構，內環為并網電流環，外環為直流電壓環。并網同步采用數字鎖相技術，鎖相精度高，易于實現，不但能很好地滿足光伏系統并網的要求，而且實現了輸出端的功率因數校正控制。
能源監控管理系統能夠實時顯示電池電量，進行系統工作狀態切換。具有電池電量模擬功能，通過給定電池電量進行系統工作狀態切換，避免實訓考核過程中長時間等待電池充放電的過程。能實時顯示光伏輸出電壓電流、蓄電池電壓電流、并網逆變電壓電流、運行狀態等系統相關信息。
設備采用三相四線制交流電源供電，并設有漏電保護器、指示燈指示和保險絲等，具有過載保護、短路保護和漏電保護功能，在電壓異�；虺霈F短路情況時自動切斷電源，保護使用者及設備的安全，符合相關國際標準。
四、技術指標
輸入電壓：三相四線（或三相五線）～380V±10%  50Hz
工作環境：環境溫度-5℃～+40℃，相對濕度＜85%（25℃），海拔＜4000m
裝置容量：＜3kVA
太陽能電池板：20W×4，調節高度：300mm
模擬光源功率：1000W；連續運行范圍：10°～170°；傾角調節范圍：40°～80°
跟蹤方式：雙軸，俯仰180°，旋轉360°；跟蹤精度：＜±1.5°
蓄電池容量：12V/24AH×4
控制器最大充電電壓、電流：24V/20A
并網逆變器額定輸出電壓：220V±10%、50Hz±1Hz；額定功率：200VA；輸出功率因數：≥0.98（感性負載、容性負載）；逆變效率：≥80%，電壓畸變率：≤4%；電流畸變率：≤4%
五、實訓項目
太陽能電池板追日跟蹤系統安裝與調試
光伏組件伏安特性測試
太陽能電池組件與蓄電池選擇
光伏陣列最大功率跟蹤系統設計
并網逆變器安裝與調試
并網逆變器參數設置與電能質量分析
太陽能發電系統運行與調試
能源監控管理系統組態設計