ZRXNY-FB01型（分布式）3.5KW并網(wǎng)型光伏發(fā)電教學系統(tǒng)

?一、系統(tǒng)概述                   

分布式并網(wǎng)光伏電教學系統(tǒng)，主要由光伏組件方陣及其支撐支架、直流匯流箱、防雷系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變器、交流配電箱、監(jiān)控系統(tǒng)及其連接線纜等組成。

在晴朗的白天，裝在屋頂上的光伏組件發(fā)出的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器逆變成與電網(wǎng)同頻率同相位的單相交流電給負載進行供電，在夜晚或陰雨天等太陽光照不足的情況下，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，負載用電全部來自電網(wǎng)。另外在系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)情況下，可以通過系統(tǒng)監(jiān)控軟件來實時查看系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障信息，或者是選配遠程通訊數(shù)據(jù)采集器，將系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)通過GPRS或以太網(wǎng)，傳輸?shù)侥氖謾C、平板電腦或任意一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，以便于遠程實時掌控電站的信息。

二、系統(tǒng)主要特點

一站式交鑰匙服務；

系統(tǒng)所選設備及材料質量可靠、價格低廉，使電站最具性價比；

選用帶隔離壓器的并網(wǎng)逆變器，實現(xiàn)直流側與交流側的電氣隔離，對電網(wǎng)和人身安全提供了強有力的保障；

多種監(jiān)控方式可選，并創(chuàng)造性的將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到光伏遠程監(jiān)控中，可以隨時隨地的通過手持終端（如手機、平板電腦等）或任意一臺聯(lián)網(wǎng)電網(wǎng)，來掌控電站的信息。

分布式并網(wǎng)光伏電站具有綠色環(huán)保、無污染、就地消納、損耗小等優(yōu)點；

并網(wǎng)方式靈活，可以根據(jù)實際情況，選擇“自發(fā)自用；自發(fā)自用、余電上網(wǎng)；全部上網(wǎng)”三種并網(wǎng)方式的任意一種，并網(wǎng)流程簡單；

五、主要單元參數(shù)

  5.1 太陽能電池組件

組件型號：YL250P-29b  多晶

最大功率（W）：250

開路電壓（V）：38.4

短路電流（A）：8.81

最大功率點的工作電壓（V）：29.9

最大功率點的工作電流（Ａ）：8.36

轉化效率：17.12%

開路電壓溫度系數(shù)：-0.292%/K

短路電流溫度系數(shù)：+0.045%/K

功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K

最大系統(tǒng)電壓（V）：1000

保險絲額定電流（A）：20

組件尺寸（長×寬×高）：1650×990×40mm

重量：19.1kg

框架：陽極氧化鋁

玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm

電池片封裝：EVA

背板：復合薄膜

太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）

接線盒

6個旁路二極管

絕緣材料：PPO

防水等級：IP65

連接器

常規(guī)額定電流：30A

耐電壓：DC1000V

接觸電阻：<2mΩ

絕緣電阻：＞500MΩ

適用單芯電纜截面：2.5-6mm2

電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm

環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃

防護等級：IP67

安全等級：Ⅱ

殼體：PC料，黑色

接觸件：紫銅CN，鍍錫SN

接線方式：壓接

鎖緊系統(tǒng)：嵌入式常規(guī)額定電流：30A

耐電壓：DC1000V

接觸電阻：<2mΩ

絕緣電阻：＞500MΩ

適用單芯電纜截面：2.5mm2, 4mm2, 6mm2或14AWG, 12AWG, 10AWG

電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm

環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃

防護等級：IP67

安全等級：Ⅱ

殼體：PC料，黑色

接觸件：紫銅CN，鍍錫SN

接線方式：壓接

鎖緊系統(tǒng)：嵌入式

重量：約0.025Kg

電 纜

長度：450mm,

規(guī)格：1×4mm²

顏色：紅、黑

溫度范圍系數(shù)：-40°C to+85°C

抗冰雹系數(shù)：最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)

最大表面負荷：7200pa

5.2 光伏并網(wǎng)逆變器

采用數(shù)字化高精度DSP控制，高效率方案、高穩(wěn)定度設計，先進的MPPT,實時跟蹤光伏方陣的最大輸出功率，最大轉化效率可達到97.5%，MPPT追蹤效率高達99.9%。正弦波輸出，自動同步電網(wǎng)，電流諧波含量小，對電網(wǎng)無污染，無沖擊；防孤島運行控制，全面的保護和報警功能，具有良好的人機交互LCD界面，配備wifi模塊，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)監(jiān)視。

5.2.1 產(chǎn)品特點

無變壓器設計，最大效率可達97.5%，歐洲效率可達96.6%

極高的MPP跟蹤精度（>99.9%）

較寬的直流電壓輸入范圍（80-500Vdc），廣泛兼容各種類型的太陽能組件

接線、安裝簡單，易于操作

IP65設計，適合室內外各種環(huán)境下的安裝

5.2.2 創(chuàng)新的智能監(jiān)控系統(tǒng)

教學系統(tǒng)所采用的逆變器內置Wifi卡，PMB能保存傳感器的所有重要數(shù)據(jù)。同時配備RS485、RS232、USB和以太網(wǎng)標準接口。可以選擇使用wifi-kit和GPRS-kit。免費的監(jiān)控軟件能夠通過電腦及移動終端清晰直觀的查看輸出數(shù)據(jù)，您可以在任何時候查看光伏電站的太陽能產(chǎn)量和公共電網(wǎng)的供電量情況。

兩個RJ45插頭用于多點通信，也就是說，通過這兩個插頭和電纜，最多可連接 50 臺逆變器到一個上位機上，上位機可以在同一時間通過一個單一的信號電纜與這些逆變器通信，通過這些插頭，用戶可以從這些逆變器中得到數(shù)據(jù)，并且可以配置參數(shù)。

5.2.3 界面友好，便于操作

系統(tǒng)采用的逆變器擁有精美的顯示屏，顯示機器所有相關的運行信息和設置，三個LED燈分別指示機器的運行狀況，通信狀態(tài)和是否有錯誤信息，用戶可以一目了然的了解機器的實時運行狀況。

直流側參數(shù)

最大輸入功率：4500W

PV短路電流：20A

最大輸入電流：20A

滿載MPP電壓范圍：180-450V

最大輸入電壓：500V

最小輸入電壓：150V

啟 動 電 壓：170V

最大功率跟蹤數(shù)：1

防逆流功能：有，配套防逆流傳感器

交流側參數(shù)

額定交流功率：4000W

最大輸出電流：19A

連接方式：單相

額定輸出電壓：220Vac,230Vac（電網(wǎng)匹配）

輸出電壓范圍：185v-276v

額定輸出頻率：50Hz/60Hz

總電流波形畸變率：＜3%

功率因數(shù)：≥0.99

最大功率跟蹤效率：99.9%

安全等級：一級

防護等級：IP65

參考標準

安規(guī)標準：EN 62109, AS/NZS 3100

電磁兼容標準：EN 61000-6-1, EN 61000-6-2, EN 61000-6-3, EN 61000-6-4, EN 61000-3-2, EN 61000-3-3

并網(wǎng)標準：VDE 0126-1-1, RD1699, EN5, C10/11, G83/2, UTE C15-712-1, AS4777, CQC, CEI 0-21

支架

斜面式，標準工程用C型鍍鋅鋼

支架材料：工程用鍍鋅方鋼，含標準件，接地孔等所需的全部部件，含支架基建底座。

方陣點地面積：安裝于樓頂或地面點地約 23平方米

電纜

規(guī)格：阻燃電力電纜  4mm2 ,顏色：黑色，紅色， 光伏專用

光電聯(lián)接方式：14塊250W太陽能組件，每7塊串聯(lián)，分2組輸送至室內實驗臺

斷路器

斷路器品牌：正泰交流，  正品施奈德：交流/直流                

電表：單項電子電能表 DDS607   5（20）A                   

雙向計量電度表：             

適用范圍：計量單相兩線交流有功電能，適用于執(zhí)行單費率電價的太陽能和光伏發(fā)電的用戶雙向計量  5（20）A

主要功能

•液晶LCD數(shù)字顯示

•正反向雙向計量，正向電量6位整數(shù)1位小數(shù)（999999.9）反向電量5位整數(shù)1位小數(shù)（F99999.9）。

六、主要實驗內容

6、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換組合原理。

實驗3、陣列電池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、陣列結構件組合安裝原理。

實驗6、最大功率跟蹤器與光伏轉換提效實驗。

實驗7、在不同天氣和日照強度下光波對光伏轉換效率的影響實驗。

實驗8、在不同季節(jié)環(huán)境溫度變換下對光伏能量轉換的影響實驗。

6、2、光伏并網(wǎng)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合和分離控制方面的比較實驗。

實驗5、逆變器并入的電網(wǎng)供電中斷，逆變器應在2s內停止向電網(wǎng)供電，同時發(fā)出警示信號的防孤島效應保護試驗。

實驗6、逆變電源直流輸入欠電壓控制實驗。

6、3、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)軟件實驗

實驗1、在工控一體機上位軟件里查看單站監(jiān)控項目

當前功率 KW、當日電量 KWh、當月電量 KWh、當前電量 KWh、總電量 KWh

累計減少砍伐樹木（棵）、累計減排二氧化碳（噸）、收益（元）需要設置

每日/周功率曲線、電量曲線

實驗2、在移動設備監(jiān)控軟件里查看單站電量記錄項目：

當前功率 KW、當日電量 KWh、當月電量 KWh、當前電量 KWh、總電量 KWh

累計減少砍伐樹木（棵）、累計減排二氧化碳（噸）、收益（元）需要設置

每日/周功率曲線、電量曲線

實驗3、在上位軟件里查看單站故障記錄項目：

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，將模擬信號轉為數(shù)字信號）

6.5新能源系統(tǒng)教學軟件

一、軟件要求

1、通過該軟件可以系統(tǒng)性學習太陽能光伏硅材料、電池片、光伏組件、光伏組件附屬材料、光伏應用產(chǎn)品等全部系列光伏知識內容。

2、配備文字與動畫展示并介紹從原材料至成品包括中間環(huán)節(jié)加工工藝等與使用方法。

3、多媒體系統(tǒng)自帶語音講解，圖、文、聲并茂展示講解、與系統(tǒng)所述文字同步播放，幫助教師對光伏發(fā)電課程教案的快速編寫，提高學生對新能源專業(yè)知識快速掌握和快速學習。

4、軟件組成

(1)太陽能光伏硅材料講解與展示系統(tǒng)

主要功能

1、展示各種太陽能光伏電池使用的硅材料實物；

2、配備文字與動畫展示各種材料的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、功能列表（約11課時）

光伏硅產(chǎn)品基本情況介紹

硅單質性質：包括硅的物理性質、化學性質、硅的分類與應用

硅化合物性質：包括二氧化硅、一氧化硅、硅的鹵化物、三氯氫硅、硅烷等

硅的生長原理及定型

硅的提純方法：包括化學提純與物理提純方法

多晶硅的制備及其缺陷和雜質：包括冶金硅級制備、高純多晶硅制備、鑄造多晶硅制備

單晶硅的制備及其缺陷和雜質：包括單晶硅生長、單晶硅的雜質與缺陷

單晶硅與多晶硅加工方法

硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料

硅材料的測試與分析方法：包括導電型號測量、電阻率測量、少子壽命測量、霍爾系數(shù)的測定、遷移率的測量、化學性能分析、晶體結構分析等

硅材料測試與分析依據(jù)標準（GB標準、UL標準、IEC標準、SEMI標準）

(2)太陽能光伏電池片講解與展示系統(tǒng)

主要功能

1、展示各種太陽能光伏電池片；

2、配備文字與動畫展示各種電池片的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、功能列表（約9課時）

太陽能電池片基本情況介紹

太陽能電池片基本結構分析

太陽能電池片分類

晶體硅太陽能電池片生產(chǎn)工藝：包括生產(chǎn)方法與生產(chǎn)設備介紹

晶體硅太陽能電池片生產(chǎn)主要原材料

太陽能電池片測試技術與方法：包括測試方法與測試設備介紹

太陽能電池片測試依據(jù)標準

(3)太陽能光伏組件講解與展示系統(tǒng)

1、展示各種太陽能光伏光伏組件；

2、配備文字與動畫展示各種光伏組件的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、功能列表（約10課時）

太陽能電池組件基本介紹

太陽能電池組件的分類及各種組件的優(yōu)缺點

太陽能電池組件的生產(chǎn)工藝介紹及相關設備

太陽電池組件的評定標準

太陽能電池組件的測試方法與測試設備

太陽能電池組件的發(fā)展方向

(4)太陽能光伏組件附屬材料講解與展示系統(tǒng)

主要功能

1、展示各種太陽能光伏光伏組件附屬材料；

2、配備文字與動畫展示各種光伏組件附屬材料的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、功能列表（約7課時）

太陽能組件附屬設施情況介紹

太陽能組件對鋼化玻璃的具體要求

太陽能組件對支架鋁型材的具體要求

太陽能組件對EVA封膠的具體要求

太陽能組件對TPT背板的具體要求

太陽能組件附屬設施檢測方法

太陽能組件附屬設施測試標準

二、展示與講解功能內容（要求圖、文、聲并茂）

2.1 太陽能光伏應用產(chǎn)品講解與展示系統(tǒng)（約5課時）

2.1.1 太陽能發(fā)電系統(tǒng)：

2.1.2 家用太陽能發(fā)電機直流系統(tǒng)多媒體電視機

2.1.3 太陽能便攜電源：

2.1.4 太陽能殺蟲燈

2.1.5 太陽能警示燈

2.1.6 太陽能野營燈

2.2 太陽能光伏發(fā)電基本原理

2.3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成部分介紹

2.4 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設計方法

2.5 太陽能光伏電站施工建設方法

2.5.1、項目前期考察 

2.5.2、項目建設前期資料及批復文件 

第一階段：可研階段 

第二階段：獲得省級/市級相關部門的批復文件

第三階段：獲得開工許可 

2.5.3、項目施工圖設計 

2.5.4、項目實施建設 

2.5.5、帶電前的必備條件 

2.6太陽能光伏并網(wǎng)電站介紹

2.6.1、光伏并網(wǎng)電站簡要描述 

2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設備組成 

2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設備功能 

2.7 家用型太陽能電站建設方案

2.7.1、項目概述 

2.7.2、方案設計 （附詳細方案設計）

（一）用戶負載信息

（二）系統(tǒng)方案設計 

（三）效益計算：  

2.8 逆變器基本原理介紹

2.9 控制器基本原理介紹

6.6 仿真規(guī)劃軟件

    基于Unity3D軟件，使用C#語言進行開發(fā)，采用My Sql作為后臺數(shù)據(jù)庫，通過FTP協(xié)議與數(shù)據(jù)庫進行通信。軟件使用者通過使用光伏、風力、地熱、生物質4種能源設計多能互補方案，完成區(qū)域能源的供能結構改造方案設計，并結合區(qū)域的氣候數(shù)據(jù)，模擬區(qū)域內實時能耗與供能數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化出合理的能源結構。

用戶管理功能：

注冊：支持學生或教師按照學校名稱和手機號碼注冊用戶

登錄：支持學生或教師根據(jù)手機號碼或用戶名登錄系統(tǒng)。

找回密碼：支持學生或教師根據(jù)手機號碼找回密碼

權限管理：支持主用戶添加或刪除子用戶

用戶信息管理：支持用戶信息查看，包括用戶名、學校、真實姓名、學號、上級用戶等

異地登錄：同一個賬號24小時內只能在同一臺電腦上登錄，無法在其他電腦上登錄。

氣象數(shù)據(jù)庫

支持查看全國超過32個城市的模擬地圖氣候數(shù)據(jù)。支持查看2013-2016年的精確到天的模擬地圖氣候數(shù)據(jù)，可自由設置日期進行查看。每個城市的氣候數(shù)據(jù)均可查看：平均氣溫、最高最低氣溫、濕度、降水量、輻照量、氣壓、風速、土地濕度攝氏度等。

3D地圖功能

支持教師通過3D地圖上的模擬能耗布置相應學習任務，同時可以修改多種參數(shù)以最大化的適應不同實際情況，最后可以根據(jù)學生完成情況進行相應的評分。

根據(jù)項目及學習任務需要規(guī)劃設計的區(qū)域面積大小，選擇對應面積以及地形相似度高的區(qū)域，并定期更新可用的區(qū)域3d地圖、加載在3D地圖上的是真實的地形地貌，包含設計成虛擬的地形地貌、3D地圖模型、山川、河流與樹木；

支持修改光伏發(fā)電的相關評分參數(shù)：整機效率、最佳傾角、除組件和逆變器以外的其他成本參數(shù)等。

支持修改風力發(fā)電的相關評分參數(shù)：整機效率、風力波動（自定義風速的每小時波動數(shù)據(jù)以體現(xiàn)出風力發(fā)電機組隨著每小時風速數(shù)據(jù)的變化，發(fā)電量在1天24小時內隨機波動的特點；）

支持修改地熱能的相關評分參數(shù)：換熱能力、熱協(xié)調參數(shù)、成本單價

支持修改生物質能的相關評分參數(shù)：生物質年供應、整機效率、生物質殘余物平均能源折算系數(shù)、生物質平均谷草比系數(shù)、生物質殘余物能源利用可獲得系數(shù)、建設成本、燃料成本、運維成本等。同時可自動根據(jù)公司計算得出每年最大可建設的電站功率作為評分準則。

（最大生物質電站功率=年供應量*1000*平均能源折算系數(shù)*谷草比系數(shù)*殘余物能源利用可獲得系數(shù)/ 3600/365/24）

設計區(qū)域內的5種用能建筑模型（底層住宅、交通樞紐、酒店、小高層、寫字樓），通過設置每個建筑模型的最大功率、制冷制熱能耗占比、每小時實際用電系數(shù)、日能耗時長，可以獲得區(qū)域內建筑每小時、每天、全年的耗電情況以及制冷制熱能耗需求；

可選擇全國任意地區(qū)（精確城市）、任意氣候時段作為區(qū)域能源模擬的目標區(qū)域，通過對比數(shù)據(jù)庫可以得出當?shù)亟?jīng)緯度、光伏組件全年最高、最低工作溫度，并可以自動計算最大、最小電壓、最大開路電壓、最大直流電流等數(shù)據(jù)，可以自行比較同一模型不同規(guī)劃方案的優(yōu)劣，通過比較傾角偏差、組件逆變器功率比、間距誤差、逆變器數(shù)量、生物質電站容量、淺層地熱容量、風力電站布局、外部電力輸入、外部電力波動、建設總成本等，可以對同一模型下的方案進行自動評分

命名：教師可以自行命名模型的名字

刪除：教師可以對模型進行刪除操作