太阳能发电系统实训平台

一、教学及研究实训项目

1、太阳能电池光能量变换及自动追日实验 实验1、太阳能电池光能量变换测试实验。 实验2、太阳能光电池串并联原理测试实验。

实验3、在不同天气和日照强度下光波对光伏转换效率的测试实

验。 实验4、在不同季节太阳运轨变换下对光伏能量转换的测试实验。 实验5、在不同季节环境温度变换下对光伏能量转换的测试实验。 实验6、追日系统原理实验。 实验7、太阳光跟踪定位传感器原理实验。

2、太阳能充放电控制器实验 实验1、对蓄电池充电效率比值测试实验。

实验2、对蓄电池充电过压保护点测试实验。

实验3、对蓄电池充电过恢复充电测试实验。

实验4、对蓄电池过放电压点保护测试实验。

实验5、对蓄电池充电进入 PWM 调制阶段实验(户外配置）。 实验6、对负载正常、过载、短路、运行测试实验。 实验7、对户用型和光控型两种控制模式进行运行测试实验。

3、离网逆变器实验 实验1、逆变器输入过压、欠压保护点测试实验。

实验2、逆变器输出过载保护、短路保护实验。

实验3、逆变器在不同阻性和感性负载的瞬间启动电流值点测试实验。

实验4、逆变器输入功率与输出功率比值效率计算与测试实验。 实验5、逆变器输出的正弦波输出波形测试实验。

二、产品技术参数

1、光伏阵列 工作电压：17.5～35V，工作电流：1.97A，光电池功率：40W，子阵

工作方式：串联 70V，并联 17.5V。

2、光电池跟踪系统供电电压：12VDC。跟踪范围：水平回转360度， 仰角80度，跟踪精度0.5?自动跟踪、自动复位。

3、电力蓄能单元 蓄电池工作电压：12～48V，蓄电池组容量:20～80Ah。

4、控制单元 使用ATMR2311单片机实现智能控制，提供校方EHC程序。

工作电压12～48V 电流 10～15A；直流负载实验 DC/DC 输出

正弦波逆变器，额定输入电压12V，额定输出电流12A，电压 220VAC， 额定输出功率300W。

5、负载单元 交流线性电阻负载：3WLED照明灯，3W电风扇，40W白炽灯。直流模 拟负载：28WLED路灯板，3W电风扇，交通信号灯，3W直流电动机。

三、操作数据显示

1、直流电流表、电压表；交流电流表、电压表；温度表、蓄电池容 量显示器。

2、PC 机监控显示内容：蓄电池电压、光伏电压、光伏电流、光伏功 率，能量模拟图。

四、试验操作模式

1、相互跳线链接并显示试验数据。

五、其他

1、系统配备 0-30V/3A 直流可调恒压恒流电源。

2、系统提供上位机软件 1 套。

3、提供使用手册（含实验指导书）

4、实训台采用钢结构的模式设计，尺寸：1210*670*1660㎜ 。

光伏发电系统安装与调试

一、组成部分及结构要求：

主要由光伏供电装置、光伏供电系统、逆变与负载系统、监控系统 四个部分组成。

1、 ★设备尺寸：光伏供电装置 1610×1010×1550mm

实训柜 1000×1000×2000mm

二、各部件主要技术参数：

1、 光伏供电装置

（1）、光伏供电装置的组成 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、 摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、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。2 盏 300W 的投射灯安装在摆杆支架上，摆杆底端与减

速箱输出端连接，减速箱输入端连接单相交流电动机。电动机旋转 时，通过减速箱驱动摆杆作圆周摆动。摆杆底端与底座支架连接部 分安装了接近开关和微动开关，用于摆杆位置的限位和保护。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、光伏供电系统 (1)★光伏供电系统的组成

光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、 触摸屏、光伏供电控制单元、DSP 控制单元、接口单元、西门子

1200PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、12V 开关电源、网孔架等组成。

（2）、控制方式

光伏电源控制单元主要由断路器、+24V 开关电源、AC220V 电源 插座、指示灯、接线端子 DT1 和 DT2 等组成。

光伏输出显示单元主要由直流电流表、直流电压表、接线端子DT3 和 DT4 等组成。

光伏供电控制单元主要由选择开关、急停按钮、带灯按钮、接 线端子 DT5、DT6 和 DT7 等组成。

（3）DSP 控制单元和接口单元

蓄电池的充电过程及充电保护由 DSP 控制单元、接口单元及程 序完成，蓄电池的放电保护由 DSP 控制单元、接口单元及继电器完

成，当蓄电池放电电压低于规定值，DSP 控制单元输出信号驱动继电 器工作，继电器常闭触点断开，切断蓄电池的放电回路。

（4）、蓄电池组

蓄电池组选用 4 节阀控密封式铅酸蓄电池

3、逆变与负载系统

（1）、逆变与负载系统的组成 逆变与负载系统主要由逆变电源控制单元、逆变输出显示单元、

逆变器、逆变器参数检测模块、变频器、三相交流电机、发光管舞

台灯光模块、警示灯、接线排、断路器、网孔架等组成。

1）、逆变电源控制单元

逆变电源控制单元主要由断路器、+24V 开关电源、AC220V 电源 插座、指示灯、接线端子 DT14 和 DT15 等组成。

2）、逆变输出显示单元 逆变输出显示单元主要由交流电流表、交流电压表、接线端子

DT16 和 DT17 等组成。

（2）、逆变器 逆变器是将低压直流电源变换成高压交流电源的装置，逆变器

的种类很多, 各自的具体工作原理、工作过程不尽相同。本实训装 置使用的逆变器由 DC-DC 升压 PWM 控制芯片单元、驱动+升压功率 MOS 管单元、升压变压器、SPWM 芯片单元、高压驱动芯片单元、全桥逆 变功率 MOS 管单元、LC 滤波器组成。

4、监控系统

（1）、监控系统组成 监控系统主要由一体机、键盘、鼠标、接线排、电源插座、通

信线、微软操作系统软件、力控组态软件组成。

（2）、监控系统功能

通信

监控系统与控制器、PLC、仪表进行通信。 界面 监控系统具有主界面，光伏供电系统界面，逆变与负载系统界

面，光伏能量转换界面，分别显示各自的运行状态参数。 光伏供电系统界面设置相应的按钮，实现光伏电池方阵自动跟

踪。

具有光伏发电采集报表，记录光伏输出电压、电流；逆变与负 载系统的逆变输出电压、电流、功率等数据并打印数据报表。

三、实验实训项目

实验实训内容涉及光伏供电装置、光伏供电系统、逆变与负载 系统、监控系统的安装、接线、调试和分析：

1）、光伏供电装置的安装与接线；

2）、光伏供电系统部分器件的安装、接线与调试；

3）、光伏电池方阵输出特性测试；

4）、蓄电池组充放电参数的测试；

5）、逆变与负载系统部分器件的安装、接线与调试；

6）、逆变器相关参数测试、逆变器输出参数测试；

7）、相关电路模块的焊接；

8）、监控系统与各单元的通信；

9）、监控系统组态界面的操作；