SDGF-1A型光伏发电实训系统

一、设备组成
“光伏发电实训系统”主要由光伏跟踪装置控制装置（含控制器、逆变器、负载、仪表等）、监控系统组成，如图1所示。SDGF-1型光伏发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能。
二、各单元介绍
1、光伏跟踪装置
(1)、光伏跟踪装置的组成
光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、投灯支架、微动开关、底座支架等设备与器件组成.
4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，光线传感器安装在光伏电池方阵中央。3盏300W的投射灯安装在支架上，模拟早、中、晚三个时段。水平和俯仰方向运动机构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、直流电动机、接近开关和微动开关组成。直流电动机旋转时，水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东方向或向西方向的水平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北方向或向南方向的俯仰移动，接近开关和微动开关用于光伏电池方阵位置的限位和保护
(2)、光伏电池组件
光伏电池组件的主要参数为：
额定功率  20W
开路电压：43.74 V（并联），4*35.50V（串联）
短路电流：4*0.62A（并联），0.56A（串联） 
3、控制装置
（1） 实验实训台
实验实训台采用铝合金设计，桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固，造形美观大方；设有吊柜，用于放置工具、存放挂箱及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。
（2）电源控制屏
电源控制屏提供单相220V交流电源和380V交流电源、1路0-30V直流稳压电源（1A）、铅酸蓄电池（蓄电池组选用2节阀控密封式铅酸蓄电池，主要参数：容量   12V 12Ah）、900Ω×2/0.41A的双层瓷盘可调电阻。光源控制模块（控制早、中、晚的光源）。
（3）网孔板及安装模块
提供网孔板、直流仪表模块（电压表、电流表、具有通信接口）、交流仪表模块（电压表、电流表、功率表三合一、具有通信接口）、光照计、直流负载（警示灯、节能灯）、交流负载（白炽灯、风机）、触摸屏、离网逆变器、并网逆变器、并离网逆变器实训模块、物联网监控实训系统、风光互补控制器。
1）直流仪表参数如下：
具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装、精度：不低于5位，1000V档位显示格式：999.99（带2个小数点），显示单位：V；100V档位显示：99.999（带3个小数点），显示单位：V；10V档位显示：9.9999（带4个小数点），显示单位：V；5A档位：4999.9（带1个小数点），显示单位：mA；1000mA档位：999.99(带2个小数点)，显示单位：mA；100mA档位：99.999(带3个小数点)，显示单位：mA。
2）交流仪表参数
由24位专用DSP、16位高精度AD转换器和高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。软件上采用RTOS设计思路，同时配有PC监控软件来加强分析能力。能测量电路的功率、功率因数。功率测量精度为1.0级，功率因数测量范围0.3～1.0，电压电流量程为450V和5A。
3）触摸屏
采用昆仑通态7寸彩色触摸屏TPC7062KX，带通信线与开发环境。
4）可编程控制系统
采用兼容西门子可编程控制器CPU224，配下载线与开发环境。
5）并网逆变器
采用GTI系列并网逆变器，DC输入电压：Vpv 10.5V-28VDC，带反极性保护，交流180-260V输出，频率45—53HZ。
6）离网逆变器
采用APS系列离网逆变器，DC输入电压：Vpv 24VDC，带限流保护，交流220V输出，频率50HZ。
7）光伏控制器：采用专业MCU微处理器控制，真正实现充电、放电的智能化控制；采用低损耗、长寿命的MOSFET作为控制器的主要开关器件；
8)负载系统的组成
设备配置有直流负载（警示灯、节能灯）和交流220V负载（白炽灯、风机）
（4）并离网逆变器实训模块
采用DSP2812控制，能完成编程基础实验，离网逆变器实验，并网逆变器、各种保护实验等，提供源代码。
（5）物联网监控实训系统
采用ZIGBEE协议，能对实训平台的温度与湿度进行实时监控，并实时与系统无线智能网关（7寸触摸屏，采用ARM11设计，WINCE系统）通信，智能网关能实时显示当前的数据。
(6)监控系统
1)监控系统组成
监控系统主要由主机、键盘、鼠标、接线排、电源插座、通信线、微软操作系统软件、组态软件组成。
2)监控系统功能
1)、通信
触摸屏、PLC之间进行通信，监控自动跟踪过程和主机与PLC、仪表等之间进行通信。
三、设备整体情况
1）采用发光（光谱）接近太阳光的灯来模拟太阳光。使得实训项目随时都可以进行。从而不需要受天气变化的限制。
2）强调工程实用性，采用电池板（80W）、智能控制器、蓄电池、要求均与现场应用中一样，使学生深刻理解太阳能光伏发电的现场应用。
3）各个部分是完全独立的，学生在实训过程中可根据自己对太阳能光伏发电应用的理解自己动手连接。
4）采用标准工业用电池板，可置于户内和户外，角度可以调节。
5）提供多种模拟应用实训：太阳能路灯、太阳能警示灯和逆变器等。
6）太阳能电板能双轴自动跟踪追光系统。
7）风力发电机需带变频调速系统，与风机整合在一起，可360度旋转。
8）整体尺寸：1280mm*550mm*1670mm，网孔板不小于1200mm*600mm
9)带吊柜用于防置实训器材。
四、实验实训项目
基础实验
1、太阳能电池发电原理实验
2、太阳能电池板能量转换实验
3、环境对光伏转换影响实验
4、太阳能电池组件和蓄电池的选择
5、太阳能电池自动追光系统实验
6、控制器工作原理实验
7、控制器充放电保护实验
8、太阳能路灯实验
9、太阳能警示灯实验
10、离网逆变器逆变实验
11、并网逆变器逆变实验
1).太阳能光伏逆变器实验系列
1．DSP2812的PWM编程实验
2.并离网逆变电源的原理
3.逆变电源的接线实训
4.离网逆变器实验
5.并网逆变器实验
2)可编程控制器系统实训
1.基本指令练习
2.组态通信测试
3.系统跟踪软件测试