新能源实训室系统构成及功能概述

系统规划定位为科研创新理念与实验、实训型相结合的集光伏发电、制氢/储氢系统、氢燃料电池发电、电化学储能、数据采集、主控系统等多元化“光、氢、储混合型新能源实验实训系统”。

一、系统主要构成和规模

1.光伏发电系统。装机规模5.4kW12450Wp组件,3台5kW逆变器。每个发电单元由4块组件构成,共3个单元,支架分别采用平单轴跟踪、平斜单轴跟踪、双轴跟踪支架系统,并可在监控平台进行角度控制。3台逆变器通过交流电力电缆接入交流汇流配电箱。

2.电化学储能系统。磷酸铁锂、免维护铅酸储能系统各1套,容量均为5kW•h,配置BMS、电池均衡系统,2套系统分别通过1台5kW储能双向变流器接入交流汇流配电箱。

3.制氢及氢燃料电池系统。质子交换膜 (PEM)电解水制氢,氢气产量0.1 m³/h,纯度99.999%;燃料电池(0.5kW)发电通过DC/AC接入交流汇流配电箱;配套氢气存储缓冲容器、流量计及工艺流程。

4.大屏显示单元。系统组成结构图;系统功能动态演示;可通过PC机进行信息共享,局域网数据交换;实时查看系统工作状态和各项参数,包括逆变器、变流器、DC/AC、双向计量表、环境检测仪等的电压、电流、功率、电量、温湿度、光照度等参数。

5.培训主控系统。培训主控系统是整个微网的监测、控制核心单元。通过内置的数据采集、通讯传输等模块,实现对微网系统的可视化监测及控制。由教师机1台,学生机2台等构成。

二、系统主要功能和逻辑

1.光储工作及控制逻辑

1)电网供电时,储能逆变器并网工作在恒压模式,光伏逆变器并网发电;

2)离网供电时,储能逆变器工作在独立逆变模式建网,为系统提供电压支撑,光伏发电大于负载时,光伏优先供负载供电,剩余电力给储能电池充电;光伏发电小于负载时,储能和光伏共同为负载供电。

3)可进行电网供电、离网供电模式切换。

2.主控系统

1)培训功能。展示与讲解内容包括:光伏发电产品介绍;光伏发电基本原理;光伏发电系统组成介绍;光伏发电系统设计方法;光伏电站施工建设方法;项目前期考察、踏勘要点解析;储能系统基本原理介绍;制氢系统基本原理介绍;氢燃料电池系统基本原理介绍;等等。

2)实验功能:光伏支架调节,不同倾角、方位角对发电量的影响;温湿度、光照度等环境实时监测,对发电量的影响;电化学储能系统充放电性能试验,充放电次数、电池寿命等监测;离网情况下,制氢系统对光伏发电波动的响应情况,产量监测;离网情况下,电化学储能系统对光伏制氢的支撑能力试验;等等。

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