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

?一、系統(tǒng)概述                   

分布式并網(wǎng)光伏電教學(xué)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(fù)載進(jìn)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(jī)狀態(tài)，負(fù)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(yùn)行狀態(tài)和故障信息，或者是選配遠(yuǎn)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(jī)、平板電腦或任意一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，以便于遠(yuǎn)程實時掌控電站的信息。

二、系統(tǒng)主要特點(diǎn)

一站式交鑰匙服務(wù)；

系統(tǒng)所選設(shè)備及材料質(zhì)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(cè)與交流側(cè)的電氣隔離，對電網(wǎng)和人身安全提供了強(qiáng)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(shù)應(yīng)用到光伏遠(yuǎn)程監(jiān)控中，可以隨時隨地的通過手持終端（如手機(jī)、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(diǎn)；

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(diǎn)的工作電壓（V）：29.9

最大功率點(diǎn)的工作電流（Ａ）：8.36

轉(zhuǎn)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(fù)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(hù)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(hù)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(fù)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(shè)計，先進(jìn)的MPPT,實時跟蹤光伏方陣的最大輸出功率，最大轉(zhuǎn)化效率可達(dá)到97.5%，MPPT追蹤效率高達(dá)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(yùn)行控制，全面的保護(hù)和報警功能，具有良好的人機(jī)交互LCD界面，配備wifi模塊，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)視。

5.2.1 產(chǎn)品特點(diǎn)

無變壓器設(shè)計，最大效率可達(dá)97.5%，歐洲效率可達(dá)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(shè)計，適合室內(nèi)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(xué)系統(tǒng)所采用的逆變器內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)接口。可以選擇使用wifi-kit和GPRS-kit。免費(fèi)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(diǎn)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(jī)上，上位機(jī)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(jī)器所有相關(guān)的運(yùn)行信息和設(shè)置，三個LED燈分別指示機(jī)器的運(yùn)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(jī)器的實時運(yùn)行狀況。

直流側(cè)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(cè)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(hù)等級：IP65

參考標(biāo)準(zhǔn)

安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)：EN 62109, AS/NZS 3100

電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)：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(biāo)準(zhǔn)：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(biāo)準(zhǔn)工程用C型鍍鋅鋼

支架材料：工程用鍍鋅方鋼，含標(biāo)準(zhǔn)件，接地孔等所需的全部部件，含支架基建底座。

方陣點(diǎn)地面積：安裝于樓頂或地面點(diǎn)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(nèi)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(fèi)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(nèi)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)件組合安裝原理。

實驗6、最大功率跟蹤器與光伏轉(zhuǎn)換提效實驗。

實驗7、在不同天氣和日照強(qiáng)度下光波對光伏轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)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(yīng)在2s內(nèi)停止向電網(wǎng)供電，同時發(fā)出警示信號的防孤島效應(yīng)保護(hù)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(jī)上位軟件里查看單站監(jiān)控項目

當(dāng)前功率 KW、當(dāng)日電量 KWh、當(dāng)月電量 KWh、當(dāng)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(shè)置

每日/周功率曲線、電量曲線

實驗2、在移動設(shè)備監(jiān)控軟件里查看單站電量記錄項目：

當(dāng)前功率 KW、當(dāng)日電量 KWh、當(dāng)月電量 KWh、當(dāng)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(shè)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(hù)、ADC異常（快速檢測并網(wǎng)電壓，電流）、IPM故障、過流保護(hù)、過溫保護(hù)、溫度異常、DSP異常（數(shù)字信號處理器，將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號）

6.5新能源系統(tǒng)教學(xué)軟件

一、軟件要求

1、通過該軟件可以系統(tǒng)性學(xué)習(xí)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(yīng)用產(chǎn)品等全部系列光伏知識內(nèi)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(xué)生對新能源專業(yè)知識快速掌握和快速學(xué)習(xí)。

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(zhì)性質(zhì)：包括硅的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、硅的分類與應(yīng)用

硅化合物性質(zhì)：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(xué)提純與物理提純方法

多晶硅的制備及其缺陷和雜質(zhì)：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(zhì)：包括單晶硅生長、單晶硅的雜質(zhì)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(dǎo)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(xué)性能分析、晶體結(jié)構(gòu)分析等

硅材料測試與分析依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（GB標(biāo)準(zhǔn)、UL標(biāo)準(zhǔn)、IEC標(biāo)準(zhǔn)、SEMI標(biāo)準(zhǔn)）

(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(jié)構(gòu)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(shè)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(shù)與方法：包括測試方法與測試設(shè)備介紹

太陽能電池片測試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

(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(diǎn)

太陽能電池組件的生產(chǎn)工藝介紹及相關(guān)設(shè)備

太陽電池組件的評定標(biāo)準(zhǔn)

太陽能電池組件的測試方法與測試設(shè)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(shè)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(shè)施檢測方法

太陽能組件附屬設(shè)施測試標(biāo)準(zhǔn)

二、展示與講解功能內(nèi)容（要求圖、文、聲并茂）

2.1 太陽能光伏應(yīng)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(jī)直流系統(tǒng)多媒體電視機(jī)

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(shè)計方法

2.5 太陽能光伏電站施工建設(shè)方法

2.5.1、項目前期考察 

2.5.2、項目建設(shè)前期資料及批復(fù)文件 

第一階段：可研階段 

第二階段：獲得省級/市級相關(guān)部門的批復(fù)文件

第三階段：獲得開工許可 

2.5.3、項目施工圖設(shè)計 

2.5.4、項目實施建設(shè) 

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(shè)備組成 

2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設(shè)備功能 

2.7 家用型太陽能電站建設(shè)方案

2.7.1、項目概述 

2.7.2、方案設(shè)計 （附詳細(xì)方案設(shè)計）

（一）用戶負(fù)載信息

（二）系統(tǒng)方案設(shè)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(jìn)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(jìn)行通信。軟件使用者通過使用光伏、風(fēng)力、地?zé)?、生物質(zhì)4種能源設(shè)計多能互補(bǔ)方案，完成區(qū)域能源的供能結(jié)構(gòu)改造方案設(shè)計，并結(jié)合區(qū)域的氣候數(shù)據(jù)，模擬區(qū)域內(nèi)實時能耗與供能數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化出合理的能源結(jié)構(gòu)。

用戶管理功能：

注冊：支持學(xué)生或教師按照學(xué)校名稱和手機(jī)號碼注冊用戶

登錄：支持學(xué)生或教師根據(jù)手機(jī)號碼或用戶名登錄系統(tǒng)。

找回密碼：支持學(xué)生或教師根據(jù)手機(jī)號碼找回密碼

權(quán)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(xué)校、真實姓名、學(xué)號、上級用戶等

異地登錄：同一個賬號24小時內(nèi)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(shè)置日期進(jìn)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(fēng)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(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)，同時可以修改多種參數(shù)以最大化的適應(yīng)不同實際情況，最后可以根據(jù)學(xué)生完成情況進(jìn)行相應(yīng)的評分。

根據(jù)項目及學(xué)習(xí)任務(wù)需要規(guī)劃設(shè)計的區(qū)域面積大小，選擇對應(yīng)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(shè)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(guān)評分參數(shù)：整機(jī)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(fēng)力發(fā)電的相關(guān)評分參數(shù)：整機(jī)效率、風(fēng)力波動（自定義風(fēng)速的每小時波動數(shù)據(jù)以體現(xiàn)出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組隨著每小時風(fēng)速數(shù)據(jù)的變化，發(fā)電量在1天24小時內(nèi)隨機(jī)波動的特點(diǎn)；）

支持修改地?zé)崮艿南嚓P(guān)評分參數(shù)：換熱能力、熱協(xié)調(diào)參數(shù)、成本單價

支持修改生物質(zhì)能的相關(guān)評分參數(shù)：生物質(zhì)年供應(yīng)、整機(jī)效率、生物質(zhì)殘余物平均能源折算系數(shù)、生物質(zhì)平均谷草比系數(shù)、生物質(zhì)殘余物能源利用可獲得系數(shù)、建設(shè)成本、燃料成本、運(yùn)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(shè)的電站功率作為評分準(zhǔn)則。

（最大生物質(zhì)電站功率=年供應(yīng)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(shè)計區(qū)域內(nèi)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(shè)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(nèi)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(biāo)區(qū)域，通過對比數(shù)據(jù)庫可以得出當(dāng)?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(zhì)電站容量、淺層地?zé)崛萘?、風(fēng)力電站布局、外部電力輸入、外部電力波動、建設(shè)總成本等，可以對同一模型下的方案進(jìn)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(jìn)行刪除操作