SB-SPV01型光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
一、設(shè)備型號(hào)及名稱:SB-SPV01型 光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
二、設(shè)備尺寸:4500×800×2000mm
三、占用場(chǎng)地面積:16平方米
四、設(shè)備組成部分:光源模擬跟蹤裝置、光源模擬控制系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)、離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、輔助儀器設(shè)備。
五、平臺(tái)說(shuō)明
光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項(xiàng)采用的設(shè)備是上海碩博科教設(shè)備有限公司研發(fā)設(shè)計(jì)的專利產(chǎn)品SB-SPV01型光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
(圖1)。
(a) (b) (c) (d)
(e)
圖1 光伏發(fā)電系統(tǒng)
(a)光源模擬跟蹤裝置
(b)光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)
(c)能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)
(d)離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng)
(e)監(jiān)控系統(tǒng)
設(shè)備由光源模擬跟蹤裝置、光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)、離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)五個(gè)部分組成,各功能部分通過(guò)通訊電纜和連接電纜進(jìn)行連接,形成一套能夠展示并動(dòng)手設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的太陽(yáng)能光伏發(fā)電工廠應(yīng)用的設(shè)備。
1. 光源模擬跟蹤裝置
光源模擬跟蹤裝置及控制系統(tǒng)由光源模擬跟蹤裝置和光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)組成,如圖2所示。該系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組件、模擬太陽(yáng)光燈、太陽(yáng)能模擬追日跟蹤傳感器、太陽(yáng)能板二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流電動(dòng)機(jī)、減速箱、GE可編程序控制器、按鈕和繼電器等低壓電器等組成。
(a)
圖2(a)光源模擬跟蹤裝置
技術(shù)參數(shù):
太陽(yáng)能電池規(guī)格: 20W/18V*4
模擬光源功率:300W*3
跟蹤方式:?jiǎn)屋S,俯仰180°
跟蹤精度:< ±1.5°
日跟蹤驅(qū)動(dòng)功耗:< 1W(根據(jù)光照強(qiáng)度工作)
工作電壓:DC24V
抗風(fēng)等級(jí):10級(jí)
機(jī)械壽命:>25年
外形尺寸: 1100mm*1240mm*1710mm
2. 光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)
光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)控制燈光來(lái)模擬太陽(yáng)光源(晨日太陽(yáng)、午日太陽(yáng)、夕日太陽(yáng))的運(yùn)行軌跡以及太陽(yáng)光的入射角度,太陽(yáng)能電池板上的模擬追日跟蹤傳感器采集模擬太陽(yáng)光照度信息及位置信息,控制兩維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),使太陽(yáng)能電池板始終正對(duì)著模擬太陽(yáng)光源,以提高太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率。如圖3所示。
(b)
圖3 (b)光源模擬跟蹤控制系統(tǒng)
技術(shù)參數(shù):
PLC :西門子S7-200
PLC額定電壓:24V
工作環(huán)境:溫度 -10-40℃ 濕度≤80%
外形尺寸: 800mm*780mm*2000mm
3. 能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)
圖4是能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由直流電壓采集模塊、溫度采集模塊、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊、直流電流采集模塊、繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、蓄電池組、直流負(fù)載、通信模塊、人機(jī)界面、空氣開(kāi)關(guān)、直流電壓表、直流電流表等模塊組成。
能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)是將太陽(yáng)能電池板發(fā)出的電量提供給直流負(fù)載和蓄電池,或者輸送給逆變器使用。該系統(tǒng)具有溫度檢測(cè),充、放電檢測(cè)、PWM脈寬調(diào)制、最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)功能以及過(guò)充、過(guò)放等保護(hù)功能。
圖4(c) 能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng)
技術(shù)參數(shù):
功率:200W
蓄電池容量:12V20AH,4節(jié)
控制器額定輸出電壓、電流:24V/10A
工作環(huán)境:溫度 -10-40℃ 濕度≤80%
外形尺寸: 800mm*610mm*2000mm
4. 離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng)
離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng)如圖5所示。該系統(tǒng)由直流電壓采集模塊、直流電流采集模塊、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊、繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、LCD人機(jī)對(duì)話模塊、通信模塊、單相逆變器-主電路單元模塊、頻率采集模塊、直流電壓表、直流電流表、交流電壓表、交流電流表、交流諧波表、空氣開(kāi)關(guān)、低壓電器、交流負(fù)載等組成。
該系統(tǒng)將太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電或蓄電池釋放的直流電通過(guò)逆變器SPWM調(diào)制轉(zhuǎn)化為單相220V交流電,供交流負(fù)載使用。系統(tǒng)具有輸入過(guò)、欠壓保護(hù),輸出過(guò)載、短路保護(hù),過(guò)熱保護(hù)等功能。具有逆變輸出的電壓幅度、頻率、功率因數(shù)、諧波檢測(cè)和調(diào)整功能。
圖5(d) 離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng)
技術(shù)參數(shù):
額定輸入電壓:DC24V;
額定輸出電壓:220V±10%、50Hz±1Hz;
額定功率:200VA;
輸出功率因數(shù):≥0.80(感性負(fù)載、容性負(fù)載);
逆變效率:≥80%;
電壓調(diào)整率:線性負(fù)載≤3%,非線性負(fù)載≤5%。
外形尺寸: 800mm*610mm*2000mm
5. 監(jiān)控系統(tǒng)
圖6是監(jiān)控系統(tǒng),由通訊管理機(jī)、顯示器、打印機(jī)、組態(tài)軟件等組成。
主要功能:
顯示充電電壓、充電電流、功率、運(yùn)行狀態(tài);
顯示蓄電池電壓、蓄電池放電電流、蓄電池放電功率、蓄電池運(yùn)行狀態(tài);
顯示負(fù)載電壓、負(fù)載電流、負(fù)載功率、負(fù)載狀態(tài);
顯示當(dāng)前溫度、溫度補(bǔ)償系數(shù),各種參數(shù)保護(hù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示與處理、詳細(xì)的事故記錄、報(bào)警參數(shù)設(shè)定、對(duì)用戶提供權(quán)限管理、密碼登錄等。
圖6 (e) 監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)參數(shù):
組態(tài)軟件:力控
外形尺寸: 800mm*900mm*2000mm
一、競(jìng)賽內(nèi)容描述
1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制圖
根據(jù)大賽提供的相關(guān)設(shè)備和任務(wù)書(shū)中的功能要求,在計(jì)算機(jī)上利用CAD等相關(guān)軟件完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
▲ 相關(guān)理論計(jì)算;
▲ 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì);
▲ 各組件單元參數(shù)配置;
▲ 系統(tǒng)組件的接線;
▲ 系統(tǒng)組件的接線編號(hào)圖。
2、系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
1)光伏電池單元的安裝與調(diào)試
安裝
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)選擇適當(dāng)組數(shù)的電池主件,搭建成最合適的電池組件方陣;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求安裝最合適的光伏電池組件方陣的支架;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求安裝模擬光源。
調(diào)試
▲ 根據(jù)根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,編程控制PLC實(shí)現(xiàn)模擬太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌跡;
▲ 編程控制PLC完成太陽(yáng)能電池板追日功能,使得輸出功率最大;
2)光伏控制單元的安裝與調(diào)試
安裝
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行控制開(kāi)關(guān)、儀表的安裝與接線;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行匯流單元的安裝與接線;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行光伏控制器的安裝與接線;
調(diào)試
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行控制器的參數(shù)設(shè)置與調(diào)試;
▲ 實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的充放電控制;
▲ 完成太陽(yáng)能電池板的伏安特性曲線測(cè)試和繪制;
▲ 完成恒電壓(CVT)跟蹤和最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT);
▲ 進(jìn)行對(duì)蓄電池的過(guò)沖、過(guò)放、過(guò)流等保護(hù)調(diào)試;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,提供直流負(fù)載電源。
3)儲(chǔ)能單元的安裝與調(diào)試
選型
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行蓄電池參數(shù)的選型
安裝
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行控制開(kāi)關(guān)、儀表的安裝與接線;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行蓄電池的安裝與接線;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,分析蓄電池的保護(hù)電路并調(diào)試。
4)單相離網(wǎng)逆變單元的安裝與調(diào)試
安裝
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行控制開(kāi)關(guān)、儀表的安裝與接線;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行單相離網(wǎng)逆變器的安裝與接線;
調(diào)試
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,單相正弦波離網(wǎng)逆變器控制方式調(diào)試;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,輸出過(guò)載、短路保護(hù)調(diào)試;
▲ 離網(wǎng)逆變器輸出電壓、電流檢測(cè)與調(diào)整;
▲ 離網(wǎng)逆變器輸出的功率因數(shù)檢測(cè)與調(diào)整;
▲ 離網(wǎng)逆變器輸出的頻率檢測(cè)與調(diào)整;
▲ 離網(wǎng)逆變器輸出的諧波檢測(cè)與調(diào)整;
5)負(fù)載單元的安裝與調(diào)試
安裝
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行控制開(kāi)關(guān)、儀表的安裝與接線;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行直流負(fù)載、單相交流負(fù)載的安裝與接線;
運(yùn)行與測(cè)試
▲ 直流負(fù)載的電流、電壓檢測(cè);
▲ 交流負(fù)載的電流、電壓檢測(cè);
▲ 負(fù)載運(yùn)行狀況測(cè)試。
6)監(jiān)控單元的安裝與調(diào)試
安裝
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行監(jiān)控單元的安裝與接線;
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行監(jiān)控單元與其他單元之間的通訊安裝與接線;
調(diào)試
▲ 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,在監(jiān)控單元上實(shí)現(xiàn)組態(tài)界面繪制、參數(shù)配置;
▲ 完成監(jiān)控單元與各監(jiān)控單元的通信調(diào)試。
二、設(shè)備清單
序號(hào) |
類別 |
名稱 |
型號(hào)規(guī)格 |
數(shù)量 |
單位 |
廠家品牌 |
1 |
光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng) |
光源模擬跟蹤裝置 |
SB-SPV01 |
1 |
套 |
|
光源模擬控制系統(tǒng) |
1 |
套 |
||||
能量轉(zhuǎn)換控制存儲(chǔ)系統(tǒng) |
1 |
套 |
||||
離網(wǎng)逆變負(fù)載系統(tǒng) |
1 |
套 |
||||
監(jiān)控系統(tǒng) |
1 |
套 |
||||
打印機(jī) |
HP Deskjet 1000 |
1 |
臺(tái) |
惠普 |
||
組態(tài)軟件 |
力控 |
1 |
套 |
|
注:
1、表中第1項(xiàng)(光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng))為設(shè)備主體,為標(biāo)準(zhǔn)配置
2、表中第2-3項(xiàng)為附件和耗材,學(xué)?勺孕匈(gòu)置。
風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)設(shè)備,風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)室 |