太阳能光伏发电系统实训平台(二维自动追踪)(工程型)
一、产品概述
    本实训平台由模拟光源跟踪装置、模拟能源控制系统、能源转换储存控制系统、并网逆变控制系统和能源监控管理系统五个部分组成，各部分通过电缆连接，可形成一套能够展示及可动手设计、安装、调试的光伏发电实训系统。通过此系统进行项目训练，可以熟练掌握小型光伏发电系统的安装、调试、运行管理及维修，掌握太阳能电池板自动跟踪、光伏阵列最大功率跟踪、蓄电池智能管理、并网逆变器、监控系统组态等关键技术的综合应用能力。适用于职业院校、技工学校、职教中心、系统培训机构完成光伏发电等实训教学。
二、结构与组成
系统由模拟光源跟踪装置、模拟能源控制系统、能源转换储存控制系统、并网逆变控制系统和能源监控管理系统五个部分组成，各部分通过电缆连接。
模拟光源跟踪装置由4块太阳能电池板、模拟太阳光源、太阳能模拟追日跟踪传感器、太阳能电池板二维运动机构和支架组成。
模拟能源控制系统由可编程序控制器(PLC)、按钮、继电器和端子排等低压电器组成。
能源转换储存控制系统主要由光伏阵列汇流模块、直流电压电流采集模块、过温告警模块、PWM驱动模块、CPU核心模块、人机交互模块、通信模块、防雷器、智能型充放电控制器、蓄电池组、开关电源、直流电压表、直流电流表等组成。
并网逆变控制系统由核心模块、接口模块、液晶显示模块、键盘接口模块、驱动模块、直流电压升压模块、直流电压采样模块、交流电压采样模块、交流电流采样模块、过温告警模块、通信模块、开关电源、直流电机、方形指示灯、直流电压表、直流电流表、多功能谐波表、变压器等组成。
能源监控管理系统由系统控制器核心模块、继电器模块、通信模块、15寸平板电脑、键盘、鼠标、组态软件等组成。
三、功能与特点


平台采用组合式实训控制柜结构，模块化设计，配有电源控制盒、网孔板、工具抽屉等结构部件组成。
各子系统既能独立运行，又可以通过之间的连接线构成一套完整的太阳能光伏发电系统。通过太阳能光伏发电系统的设计、安装、接线、编程、调试等工作，将光伏发电相关专业知识进行综合应用，深入了解和掌握光伏发电系统的核心技术及设备的具体应用，掌握太阳能电池板自动跟踪、光伏阵列最大功率跟踪、蓄电池智能管理、并网逆变器、监控系统组态等关键技术的综合应用能力。
模拟能源控制系统采用三菱FX3U-32MT可编程序控制器（PLC）作为主控制器。光源可以连续运动，模拟太阳从东至西的运行轨迹，倾角可调模拟不同季节的太阳光辐射角度。控制器根据模拟追日跟踪传感器输出的太阳光的位置信息，控制二维机构运动，使太阳能电池板始终跟随模拟太阳光源，实现两轴追日跟踪功能，提高太阳能电池板的发电效率。
能源转换储存控制系统完成光伏汇流、防雷、电量测量、最大功率跟踪、储能和蓄电池管理等功能。光伏MPPT控制系统采用两级微处理器设计，最大功率跟踪微处理器采用51系列单片机，具有通用性和在线下载功能，方便用户编程调试，硬件完全开放，用户可以编写不同的MPPT算法实现最大功率跟踪，并将调节参数发送给PWM驱动模块进行调节。PWM驱动CPU采用PIC系列单片机，接收调节参数并输出不同占空比的PWM信号，控制主电路，实现功率调节。智能充放电控制器可以根据蓄电池电压高低，调节充电状态和电流的大小，保护蓄电池过充或过放，延长蓄电池使用寿命。
并网逆变控制系统将直流24V逆变成交流36V、50Hz（安全电压），通过升压变压器升至交流220V、50Hz与单相市电相连实现并网发电功能。主控制器采用TI公司32位定点TMS320F2812芯片，逆变电源的输出功率因数接近于1，输出电流为正弦波。控制策略采用双闭环控制结构，内环为并网电流环，外环为直流电压环。并网同步采用数字锁相技术，锁相精度高，易于实现，不但能很好地满足光伏系统并网的要求，而且实现了输出端的功率因数校正控制。
能源监控管理系统能够实时显示电池电量，进行系统工作状态切换。具有电池电量模拟功能，通过给定电池电量进行系统工作状态切换，避免实训考核过程中长时间等待电池充放电的过程。能实时显示光伏输出电压电流、蓄电池电压电流、并网逆变电压电流、运行状态等系统相关信息。
设备采用三相四线制交流电源供电，并设有漏电保护器、指示灯指示和保险丝等，具有过载保护、短路保护和漏电保护功能，在电压异常或出现短路情况时自动切断电源，保护使用者及设备的安全，符合相关国际标准。
四、技术指标
输入电压：三相四线（或三相五线）～380V±10%  50Hz
工作环境：环境温度-5℃～+40℃，相对湿度＜85%（25℃），海拔＜4000m
装置容量：＜3kVA
太阳能电池板：20W×4，调节高度：300mm
模拟光源功率：1000W；连续运行范围：10°～170°；倾角调节范围：40°～80°
跟踪方式：双轴，俯仰180°，旋转360°；跟踪精度：＜±1.5°
蓄电池容量：12V/24AH×4
控制器最大充电电压、电流：24V/20A
并网逆变器额定输出电压：220V±10%、50Hz±1Hz；额定功率：200VA；输出功率因数：≥0.98（感性负载、容性负载）；逆变效率：≥80%，电压畸变率：≤4%；电流畸变率：≤4%
五、实训项目
太阳能电池板追日跟踪系统安装与调试
光伏组件伏安特性测试
太阳能电池组件与蓄电池选择
光伏阵列最大功率跟踪系统设计
并网逆变器安装与调试
并网逆变器参数设置与电能质量分析
太阳能发电系统运行与调试
能源监控管理系统组态设计