光伏發電設備安裝與調試實訓系統
時間：2025-06-04 23:42:42 點擊次數：
中人教儀廠 -SWP04 光伏發電設備裝配與調節測試實驗系統
一、系統構成
光伏發電設備裝配與調節測試實驗系統有光伏供電裝置、光伏供電系統、逆變與負載系統、監控系統四個部分構成。
光伏發電設備裝配與調節測試實驗系統應用模型塊式構造，各裝置和系統設定有單獨的功能，應用靈活，即可結合應用，也可單獨作業運行。
二、技術功能數值
1.光伏供電裝置
光伏發電設備裝配與調節測試實驗系統主要采用光伏電池結合套件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向動作機構、擺桿、擺桿減慢速度箱、擺桿支撐架、一相交流AC電機、電容器、直線DC電機、接近開關、微動開關、底座支撐架等設備與器件構成。
光伏供電裝置
設備尺寸：光伏供電裝置1610×1010×1550mm、實驗儲物柜1000×1000×2000mm；
2.電池結合套件
功率（W）：20W、誤差：±5%、
輸出電壓（V）：17.2V、
輸出電流（A）：1.17A、
開路電壓（V）：21.4V、
短路電流（A）：1.27A、
作業環境溫度（℃）：45℃±2℃、
尺寸：230×230×28mm；
3、光伏供電系統
1） 光伏供電系統的構成
光伏供電系統主要采用光伏電源控制單元、光伏輸出顯露單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP控制單元、連接口單元、西門子S7-200plc、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調電阻、斷路器、12V開關電源、網孔架等構成。
2） 控制方法
光伏供電控制單元的追日功能有手動控制盒自動控制兩個狀態，可以實行手動或自動運行光伏電池結合套件雙軸跟蹤、燈狀態、燈動作實操。
3） DSP控制單元和連接口單元
蓄電池的充電過程及充電保護由DSP控制單元、連接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護由DSP控制單元、連接口單元及繼電器完成，當蓄電池放電電壓（V）低于規定值，DSP控制單元輸出信號驅動繼電器作業，繼電器常閉觸點斷開，切斷蓄電池的放電線路。
4） 蓄電池組
蓄電池組選用4節閥控密封式鉛酸蓄電池，主要功能數值：
容量（KV） 12V 18Ah/20HR
重量（kg） 1.9kg
尺寸 345mm×195mm×20mm
含漏電保護斷路器，AC220V 和DC24V狀態指示燈、電源插頭座；
4、逆變與負載系統
（1） 逆變與負載系統的構成
逆變與負載系統主要采用逆變電源控制單元、逆變輸出顯露單元、逆變器、逆變器功能數值檢驗測試模型塊、變頻器、三相交流AC電機、發光管舞臺燈光模型塊、警示燈、接線排、斷路器、網孔架等構成。
1） 逆變電源控制單元
逆變電源控制單元操作面板如圖19所示，逆變電源控制單元主要采用斷路器、+24V開關電源、AC220V電源插頭座、指示燈、接線端子DT14和DT15等構成。
2） 逆變輸出顯露單元
逆變輸出顯露單元主要采用交流AC電流（A）表、交流AC電壓（V）表、接線端子等構成。
3） 逆變與負載系統主電子回路
逆變與負載系統主要采用逆變器、交流AC調節速度系統、逆變器測量試驗模型塊、發光管舞臺燈光模型塊和警示燈構成。
逆變器的寫入由光伏發電系統或蓄電池提供，逆變器輸出一相220V、50Hz的交流AC電源。交流AC調節速度系統由變頻器和三相交流AC電機構成，逆變器的輸出AC220V電源是變頻器的寫入電源，變頻器將一相AC220V變換為三相AC220V供三相交流AC電機使用。逆變電源控制單元的AC220V電源由逆變器提供，逆變電源控制單元輸出的DC24V供發光管舞臺燈光模型塊使用。逆變器測量試驗模型塊用來檢驗測試逆變器的死區、基波、SPWM波動線。
（2） 逆變器
逆變器是將低壓直線DC電源變換成高壓交流AC電源的裝置，逆變器的種類很多, 各自的具體作業原理、作業過程不盡相同。本實驗裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅動+升壓功率（W）MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅動芯片單元、全橋逆變功率（W）MOS管單元、LC濾波器構成。
（3）逆變與負載系統運行功能數值
逆變器寫入電壓（V）：DC12V、
寫入電壓（V）界限：DC9.5V-15.5V、
輸出電壓（V）：AC220V±5%
規格限定輸出電流（A）：1.4A
輸出頻率：50Hz±0.5Hz
規格限定功率（W）：300VA
輸出波動線：正弦波
波動線失真：＜5%
變換效率：＞85%
實驗模型塊：正弦波逆變器原理模型塊
5、監控系統
（1） 監控系統構成
監控系統主要采用一體機、鍵盤、鼠標、接線排、電源插頭座、通信線、微軟實操系統系統、力控組態系統構成。
（2） 監控系統功能
1） 通信
監控系統與控制器、PLC、儀表實行通信。
2） 界面
監控系統設定有主界面，光伏供電系統界面，風力供電系統界面，逆變與負載系統界面，風光互補能量變換界面，分別顯露各自的運行狀態功能數值。
光伏供電系統界面設定相應的按鈕，完成光伏電池方陣自動跟蹤。
風力供電系統界面設定相應的按鈕，完成風力發電機側風偏航控制。
設定有光伏發電收集報表和風力發電集報表，記錄光伏輸出電壓（V）、電流（A），風力發電機的輸出電壓（V）、電流（A）；逆變與負載系統的逆變輸出電壓（V）、電流（A）、功率（W）等數值并打印數值報表。
★(3) 分布式光伏擬真規劃系統
一、基礎簡介：
基于Unity3D系統，使用C#語言實行研發，應用My Sql作為后臺數值庫，經過FTP協議與數值庫實行通信。系統使用者經過使用光伏、風力、地熱、生物質4種能源設計多能互補方案，完成區域能源的供能構造改造方案設計，并集合區域的氣候數值，模仿區域內就地實時能耗與供能數值，從而優化出合理的能源構造。
二、用戶管理功能：
1. 注冊：支持學生或教師按照學校名稱和手機號碼注冊用戶
2. 登錄：支持學生或教師按照手機號碼或用戶名登錄系統。
3. 找回密碼：支持學生或教師按照手機號碼找回密碼
4. 權限管理：支持主用戶添加或刪除子用戶
5. 用戶信息管理：支持用戶信息查看，含有概括用戶名、學校、真實姓名、學號、上級用戶等
6. 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。
三、結合套件數值庫
1. 支持查看市面上超過15家光伏結合套件廠商的實際數值
2. 涵蓋了至少500種規格型號的光伏結合套件數值。
3. 每種光伏結合套件的型號常規功能數值均可查看：價格、功率（W）、結合套件類型、峰值電壓（V）、開路電壓（V）、最大允許電壓（V）、電壓（V）溫度（℃）系數、峰值電流（A）、短路電流（A）、電流（A）溫度（℃）系數、光電轉化效率、長度、重量（kg）等
四、逆變器數值庫
1. 支持查看市面上超過6家逆變器廠商的實際數值。
2. 涵蓋了至少40種規格型號的逆變器數值。
3. 每種型號的逆變器常規功能數值均可查看：價格、最大直線DC寫入、規格限定交流AC輸出、最大效率、歐洲效率、最小電壓（V）、mppt電壓（V）、MPPT數量、最大直線DC電壓（V）、最大直線DC電流（A）、尺寸、重量（kg）等。
五、氣象數值庫
1. 支持查看全國超過32個城市的模仿地圖氣候數值。
2. 支持查看2013-2016年的精確到天的模仿地圖氣候數值，可自由設定日期實行查看。
3. 每個城市的氣候數值均可查看：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。
六、3D地圖功能
6.1 模型
支持教師經過3D地圖上的模仿能耗布置相應學習掌控把握任務，同時可以修改多種功能數值以最大化的適應不一樣實際現象，最后可以按照學生完成現象實行相應的評定分數。
1. 按照項目及學習掌控把握任務需要規劃設計的區域面積大小，選用對應面積以及地形相似度高的區域，并定期更新可用的區域3d地圖
2. 載入在3D地圖上的是真實的地形地貌，含有設計成虛擬的地形地貌、3D地圖模型、山川、河流與樹木；
3. 支持修改光伏發電的相關評定分數功能數值：整機效率、最佳傾角、除結合套件和逆變器以外的其他成本功能數值等。
4. 支持修改風力發電的相關評定分數功能數值：整機效率、風力波動（自定義風速的每小時波動數值以體現出風力發電機組隨著每小時風速數值的改變，發電量在1天24小時內隨機波動的特別點；）
5. 支持修改地熱能的相關評定分數功能數值：換熱能力、熱協調功能數值、成本單價
6. 支持修改生物質能的相關評定分數功能數值：生物質年供應、整機效率、生物質殘余物平均能源折算系數、生物質平均谷草比系數、生物質殘余物能源運用可獲取系數、建造設計成本、燃料成本、運維成本等。同時可自動按照公司計算得出每年最大可建造設計的電站功率（W）作為評定分數準則。
（最大生物質電站功率（W）=年供應量*1000*平均能源折算系數*谷草比系數*殘余物能源運用可獲取系數/ 3600/365/24）
7. 設計區域內的5種用能建筑模型（底層住宅、交通樞紐、酒店、小高層、寫字樓），經過設定每個建筑模型的最大功率（W）、制冷制熱能耗占比、每小時實際用電系數、日能耗時長，可以獲取區域內建筑每小時、每天、全年的耗電現象以及制冷制熱能耗需求；
8. 可選用全國隨意地區（精確城市）、隨意氣候時段作為區域能源模仿的目標區域，經過對比數值庫可以得出當地經緯度、光伏結合套件全年最高、最低作業溫度（℃），并可以自動計算最大、最小電壓（V）、最大開路電壓（V）、最大直線DC電流（A）等數值
9. 可以自行對比同一模型不一樣規劃方案的優劣，經過對比傾角偏差、結合套件逆變器功率（W）比、間距誤差、逆變器數量、生物質電站容量（KV）、淺層地熱容量（KV）、風力電站布置、外部電力寫入、外部電力波動、建造設計總成本等，可以對同一模型下的方案實行自動評定分數
10. 命名：教師可以自行命名模型的名字
11. 刪除：教師可以對模型實行刪除實操
6.2 方案
支持學生經過設定3D地圖上的各種能源搭配的方案來解答教師給出的學習掌控把握任務，并給出相應的數值報表
1. 在3d地圖上，按照模仿的每小時用能數值，合理布置"光伏發電""風力發電""生物質發電""淺層地熱設施"設定各種產能模型塊的產能功能數值，適用區域用能需求，以完成需求側區域能源規劃方案的設計；
2. 使用光伏、風力、生物質、地熱4種新能源并集合外部電力寫入以實行能源供應模仿并能自動計算產能。
3. 按照設施地區經緯度與氣候功能數值，經過選用不一樣型號規格的逆變器與光伏結合套件，來完成光伏結合套件方陣的設計，主要含有功能數值有：方陣行數、方陣列數、結合套件裝配方法設計、傾角設計、逆變器數量、結合套件間距設計、組串串并聯的數量等完成區域光伏電站設定
4. 按照每小時的用電現象，完成戶式/小型分布式光伏電站的模仿設計，并按照所選光伏結合套件與逆變器估算該電站的建造設計成本以及模仿該分布式電站與負載的合并運行現象
5. 可設定不一樣容量（KV）大小的風機，模仿風力發電功率（W）
6. 按照模仿時段內的氣溫數值，判別當日是否存在制冷制熱需求，并按照當日的冷熱程度模仿制冷制熱能耗現象。
7. 模仿淺層地熱換熱能力與埋管面積的關系；同時學生按照模仿數值需要，設定生物質能建造設計所需面具，以適用模仿建筑制冷制熱能耗需求；
8. 學習掌控把握生物質發電過程中，經過生物質能電站的一系列功能數值，強化學生對于生物質能轉化公式學習掌控把握。（最大生物質電站功率（W）=年供應量*1000*平均能源折算系數*谷草比系數*殘余物能源運用可獲取系數/ 3600/365/24）
9. 模仿白天時段，光伏發電設施每小時發電數值，體現出白天每小時光伏發電量隨光照強度改變、夜晚光伏沒有發電的量的特別點；
10. 按照逆變器、光伏結合套件的價格，風機機組價格，地熱電站價格，生物質電站價格對所設計的多能互補方案的建造設計總成本自動統計
11. 在初始化并部署完成后，展示整個區域能源狀態，并按照預設值實行計算和輸出，按照輸出成果形成各類報表。含有概括總數值和日數值；
12. 能源數值報表中，經過模仿時間過程，以及設計好的方案，可以顯露各種能源的產能現象，含有概括：總產能、光伏發電量、風力發電量、淺層地熱能量、生物質能發電量以及外部電力寫入等。
13. 按照用能模型塊預設的用能功能數值，模仿計算出用能現象就地實時彎曲線與各類產能設施的產能占比，并同步圖表顯露，含有概括總能耗、一般能耗、制冷制熱能耗等，有助于學生實行相應能源的設計配比。
14. 命名：學生可自行對設計方案實行命名或重命名
15. 刪除：教師或學生可刪除方案
七、其他
1.小工量具：
光伏陣列間距計算器：可經過計算器自動計算出最佳傾角下的方陣最佳間距。涵蓋了全國32個城市。可查詢的數值有：經緯度、不一樣光伏陣列傾角下的日平均輻射、年度總太陽輻射等。同時按照選用的結合套件尺寸，按照傾角自動計算出方陣最佳間距。
2.參考計算公示：D=0.707H/tan[arcsin(0.648cosα-0.399sinα）]
★(4) 新能源教學系統擬真系統
* 一、系統基礎簡介
1、經過該系統可以系統性學習掌控把握太陽能光伏硅材料、電池片、光伏結合套件、光伏結合套件附屬材料、光伏應用設備等全部系列光伏知識內容。
2、配備裝備文字與動畫展示并簡介從原材料至成品含有概括中間環節加工工序技藝等與使用方法。
3、多媒體系統自帶語音講解，圖、文、聲并茂展示講解、與系統所述文字同步播放，幫助教師對光伏發電課程教案的快速編寫，提升學生對新能源專業知識快速掌控把握和快速學習掌控把握。
4、系統構成
(1)太陽能光伏硅材料講解與展示系統
主要功能
1、可以展示各種太陽能光伏電池使用的硅材料實物；
2、配備裝備文字與動畫展示各種材料的生產工序技藝與使用方法
3、目錄（約11課時）
光伏硅設備基礎現象簡介
硅單質性質：含有概括硅的物理性質、化學性質、硅的分類與應用
硅化合物性質：含有概括二氧化硅、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：含有概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：含有概括冶金硅級制備、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：含有概括單晶硅生長、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：含有概括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料
硅材料的測量試驗與解析方法：含有概括導電型號測量、電阻率測量、少子壽命測量、霍爾系數的測量、遷移率的測量、化學功能解析、晶體構造解析等
硅材料測量試驗與解析依據標準（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
主要功能
1、可以展示各種太陽能光伏電池片；
2、配備裝備文字與動畫展示各種電池片的生產工序技藝與使用方法
3、目錄（約9課時）
太陽能電池片基礎現象簡介
太陽能電池片基礎構造解析
太陽能電池片分類
晶體硅太陽能電池片生產工序技藝：含有概括生產方法與生產設備簡介
晶體硅太陽能電池片生產主要原材料
太陽能電池片測量試驗技術與方法：含有概括測量試驗方法與測量試驗設備簡介
太陽能電池片測量試驗依據標準
(3)太陽能光伏結合套件講解與展示系統
1、可以展示各種太陽能光伏光伏結合套件；
2、配備裝備文字與動畫展示各種光伏結合套件的生產工序技藝與使用方法
3、目錄（約10課時）
太陽能電池結合套件基礎簡介
太陽能電池結合套件的分類及各種結合套件的優缺點
太陽能電池結合套件的生產工序技藝簡介及相關設備
太陽電池結合套件的評定標準
太陽能電池結合套件的測量試驗方法與測量試驗設備
太陽能電池結合套件的發展方向
(4)太陽能光伏結合套件附屬材料講解與展示系統
主要功能
1、可以展示各種太陽能光伏光伏結合套件附屬材料；
2、配備裝備文字與動畫展示各種光伏結合套件附屬材料的生產工序技藝與使用方法
3、目錄（約7課時）
太陽能結合套件附屬設施現象簡介
太陽能結合套件對鋼化玻璃的具體要求
太陽能結合套件對支撐架鋁型材的具體要求
太陽能結合套件對EVA封膠的具體要求
太陽能結合套件對TPT背板的具體要求
太陽能結合套件附屬設施檢驗測試方法
太陽能結合套件附屬設施測量試驗標準
* 二、展示與講解內容目錄（圖、文、聲并茂）
2.1 太陽能光伏應用設備講解與展示系統（約5課時）
2.1.1 太陽能發電系統：
2.1.2 家用太陽能發電機直線DC系統多媒體電視機
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 太陽能光伏發電基礎原理
2.3 太陽能光伏發電系統構成部分簡介
2.4 太陽能光伏發電系統設計方法
2.5 太陽能光伏電站施工建造設計方法
2.5.1、項目前期考察
2.5.2、項目建造設計前期圖紙文檔實訓指導書及批復文件
第一階段：可研階段
第二階段：獲取省級/市級相關部門的批復文件
第三階段：獲取開工許可
2.5.3、項目施工圖設計
2.5.4、項目實施建造設計
2.5.5、帶電前的必備條件
2.6太陽能光伏并網電站簡介
2.6.1、光伏并網電站簡要描述
2.6.2、光伏并網電站設備構成
2.6.2、光伏并網電站設備功能
2.7 家用型太陽能電站建造設計方案
2.7.1、項目基礎簡介
2.7.2、方案設計 （附詳細方案設計）
（一）用戶負載信息
（二）系統方案設計
（三）效益計算：
2.8 逆變器基礎原理簡介
2.9 控制器基礎原理簡介
三、 主要實驗實驗內容
1)、 離網型光伏發電系統規劃；
2)、 按照功率（W）要求，光伏電池結合套件的選用、裝配和連接；
3)、 基于MCU的光伏電池結合套件最大功率（W）跟蹤程序設計；
4)、 蓄電池容量（KV）匹配計算與選型；
5)、 蓄電池充放電功能數值設定、保護功能數值設定；
6)、 逆變器功能數值設定；
7)、 監控系統組態及實操；
8)、 光伏供電系統的調節測試；
9)、 電能重量的監測、調節測試和解析。
常見問題：
1、如果我要購買光伏發電設備安裝與調試實訓系統，是否有安裝、培訓服務呢？
答：我們的設備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓服務的。
2、你們的光伏發電設備安裝與調試實訓系統是否能開增值稅專用發票？
答：可以的，我們是正規企業，并且已經升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發票，如果您需要開光伏發電設備安裝與調試實訓系統的發票，您需要提供開票資料。
3、你們的光伏發電設備安裝與調試實訓系統都是自己生產的嗎？都有什么產品資質？
答：我們公司是專業生產教學設備的企業，完全自主生產，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權。
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