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太陽能光伏發(fā)電實訓裝置
一、太陽能光伏發(fā)電實訓裝置組成
1、光伏跟蹤裝置組成
光伏跟蹤裝置系統(tǒng)至少包含PLC控制單元、觸摸屏、控制系統(tǒng)。光伏供電裝置至少包含光伏電池組件、光線傳感器、投射燈底座支架等設備與器件；不少于4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣，模擬光源：采用1盞不低于300W的投射燈安裝在支架上，采用渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)（0-60CM可調(diào)）、電壓220V、*大功率不低于300W。
2、光伏發(fā)電裝置
光伏發(fā)電裝置要由至少4塊10W的太陽能光伏板組成，可進行并聯(lián)連接或者串聯(lián)連接。其主要參數(shù)如下(組件尺寸(L*W*H)：≥356*567*28mm;*佳功率：≥20W;工作電壓：≥17.05±0.5V;工作電流：≥1.14±0.10A;短路電流：不超過1.29±0.10A；開路電壓：≥21±0.5V；工作環(huán)境溫度45℃±2℃）
3、光線傳感器、光線傳感器控制盒
逐日系統(tǒng)光源檢測部分采用數(shù)字化光源檢測技術。至少含有高檔CPU、光敏傳感器和硅光電池集合設計?？刂坪兄绷鬏斎耄奢敵鏊膫€方位的控制電壓給PLC，跟蹤精度可達1度，同時鎖定性能良好。
4、離網(wǎng)逆變電源
直流輸入電壓：9～16VDC 電壓可選；額定蔬出功率：≥300W 功率可選；
輸出電壓：110/220VAC；輸出波形：純正弦波；輸出頻率：50Hz；工作效率：≥85%；
功率因數(shù)：>0.88；波形失真率≤5% ；工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃；
相對濕度：﹤90﹪（25℃）；保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護。
5、并網(wǎng)同步逆變電源
AC標準電壓范圍：175V～260VAC；AC頻率范圍： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz；
并網(wǎng)輸出功率：≥400W ；輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%；相位差： <1%；
孤島效應保護： VAC;f AC；輸出短路保護： 限流；顯示方式： LED；
待機功耗：<2W ；夜間功耗：<1W；環(huán)境溫度范圍：-25 ℃～60℃；
環(huán)境濕度：0～99%(Indoor Type Design) 。
6、電表規(guī)格
直流電流表：≥ 2個，顯示模式︰0.5”LED；
直流電壓表：≥ 2個，50V， 顯示模式︰0.5”LED；
交流電壓表：≥ 2個，500V，顯示模式︰0.5”LED；
交流電流表：≥ 2個，5A， 顯示模式︰0.5”LED；
時間、溫/濕度表：≥ 1個，-20～99.9℃ 顯示時間，室內(nèi)溫、濕度；
直流電壓、電流，交流電壓、電流表具有通信接口、自動量程、工業(yè)級標準≥76mm*39mm。
7、負載
風扇： 1個，額定電壓：≥12V，工作電流：≥0.25A，功率：≥3W；
交通燈：1組(R,G,B)，額定電壓：≥12V，工作電流：≥0.25A，功率：≥3W；
蜂鳴器：至少1個；
馬達： 1個，額定電壓：≥12V，工作電流：≥0.35A，功率：≥5W 轉(zhuǎn)速：≥20rmp/min；
交流線性電阻負載：3～100W連續(xù)可調(diào)。
8、電池：閥控式密封鉛酸蓄電池
額定電壓：≥12V；額定容量：≥55Ah；
充電方法（恒壓），循環(huán)︰*大充電電流為≥5.6A。
9、監(jiān)控軟件
至少須含有PC監(jiān)控模塊：監(jiān)控主機、監(jiān)控軟件。
顯示內(nèi)容不少于：蓄電池電壓、光伏電壓、光伏電流、光伏功率，能量模擬圖等。
10、電力調(diào)度SCADA模塊
能把每一臺設備的數(shù)據(jù)傳上來，并對采集過來的數(shù)據(jù)進行處理、顯示和打印，以及對系統(tǒng)異常或事故的自動識別以及通過人機聯(lián)界面對斷路器等進行遠程控制。
11、網(wǎng)絡分析應用模塊
能對多臺裝置提供的多個數(shù)據(jù)點進行分析。
（1）能判定故障原因、故障地點（包括各種短路故障和斷線故障）。
（2）在系統(tǒng)中的某些元件或元件組合發(fā)生故障時，能對系統(tǒng)安全運行可能產(chǎn)生的影響進行分析評估。
（3）能研究分析實時方式和各種假想方式下可能出現(xiàn)的運行狀態(tài)，用于計劃的安全校核和分析近期運行方式的變化，能進行實時、預想和歷史方式的潮流計算。
（4）根據(jù)曲線穩(wěn)定分析的結(jié)果，針對系統(tǒng)安全穩(wěn)定裕度不足的運行方式，能采取調(diào)整發(fā)電、控制負荷等預防性控制措施或優(yōu)化策略，能模擬保障系統(tǒng)安全運行有效的各種決策支持。
二、太陽能光伏發(fā)電實訓裝置實驗設計
1、太陽能光伏系統(tǒng)實驗
講述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成，感受系統(tǒng)的發(fā)電過程，了解系統(tǒng)的基本功能。
2、太陽能光伏電池發(fā)電原理實驗
了解太陽能光伏電池的基本解構(gòu)組成，掌握光伏電池的光電轉(zhuǎn)換原理，熟悉光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成，了解光伏電池發(fā)電的優(yōu)缺點。
3、太陽能控制器原理實驗
了解太陽能控制器的硬件基本結(jié)構(gòu)組成，熟悉太陽能控制器的基本功能，學習蓄電池充電和放電控制原理，恒壓/恒流充電控制，負載輸出控制方法。了解光伏型控制器和戶用性控制器的區(qū)別，學習電力電子轉(zhuǎn)換的基本原理和在該型控制器中的實現(xiàn)過程。
4、太陽能光伏發(fā)電直接負載實驗
以可調(diào)線性阻抗作為直接負載開展實驗，掌握光伏陣列直接為負載供電的基本方法，認識直接供電方式的特點，通過調(diào)節(jié)負載電阻，觀察光伏陣列的電氣輸出特性，了解光伏輸出的V-I和P-I變化規(guī)律。
5、太陽能光伏發(fā)電間接負載實驗
進一步了解太陽能控制器的原理和功能，以白熾燈、電機和其它外設為對象，了解適用于太陽能光伏供電的負載類型，加深理解電力電子轉(zhuǎn)換的意義和方法，并針對負載突然變化狀態(tài)下的電氣特性變化情況進行研究。
6、太陽能光伏發(fā)電負載實驗
利用電子負載開展恒電流、恒電壓、恒功率和恒電阻實驗，了解不同輸出方式下，太陽能光伏陣列的輸出特性，并相互印證
7、太陽能光伏發(fā)電的環(huán)溫影響實驗
太陽能陣列的輸出性能受環(huán)境溫度和光強的影響，在室溫可調(diào)條件下（恒溫室）本實驗研究不同環(huán)溫下太陽能陣列輸出性能V-I、P-I曲線的變化趨勢。
8、太陽能光伏發(fā)電的光強影響實驗
利用太陽能模擬器，調(diào)整光源強度，檢測光伏陣列感應光強進行變光強實驗。本實驗的目的在于研究不同光強下太陽能陣列輸出性能V-I、P-I曲線的變化趨勢。
9、太陽能光伏輸出特性建模仿真實驗（拓展實驗）
根據(jù)變環(huán)溫和變光強實驗結(jié)果，參照自然環(huán)境下8小時觀測數(shù)據(jù)（9點-17點），建立包含環(huán)溫和光強的V-I特性模型，采用參數(shù)優(yōu)化方法，提高模型精度和可靠性，為實現(xiàn)太陽能*大功率跟蹤提供輸出電壓設定值。
關鍵詞： 數(shù)控車床 實訓設備 實訓裝置 教學儀器 實驗設備 教學設備 實訓臺 考核裝置 技能考核 電工電子 實驗裝置 數(shù)控技術 實訓考核 技能實訓 數(shù)控系統(tǒng) 電氣控制 自控實訓 實驗系統(tǒng) 數(shù)控軟件 數(shù)控實訓 電氣技術 數(shù)控設備 數(shù)控銑床 高教設備 教學車床 數(shù)控機床 職教設備 PLC控制 PLC技術 PLC實驗
1、光伏跟蹤裝置組成
光伏跟蹤裝置系統(tǒng)至少包含PLC控制單元、觸摸屏、控制系統(tǒng)。光伏供電裝置至少包含光伏電池組件、光線傳感器、投射燈底座支架等設備與器件；不少于4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣，模擬光源：采用1盞不低于300W的投射燈安裝在支架上，采用渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)（0-60CM可調(diào)）、電壓220V、*大功率不低于300W。
2、光伏發(fā)電裝置
光伏發(fā)電裝置要由至少4塊10W的太陽能光伏板組成，可進行并聯(lián)連接或者串聯(lián)連接。其主要參數(shù)如下(組件尺寸(L*W*H)：≥356*567*28mm;*佳功率：≥20W;工作電壓：≥17.05±0.5V;工作電流：≥1.14±0.10A;短路電流：不超過1.29±0.10A；開路電壓：≥21±0.5V；工作環(huán)境溫度45℃±2℃）
3、光線傳感器、光線傳感器控制盒
逐日系統(tǒng)光源檢測部分采用數(shù)字化光源檢測技術。至少含有高檔CPU、光敏傳感器和硅光電池集合設計?？刂坪兄绷鬏斎耄奢敵鏊膫€方位的控制電壓給PLC，跟蹤精度可達1度，同時鎖定性能良好。
4、離網(wǎng)逆變電源
直流輸入電壓：9～16VDC 電壓可選；額定蔬出功率：≥300W 功率可選；
輸出電壓：110/220VAC；輸出波形：純正弦波；輸出頻率：50Hz；工作效率：≥85%；
功率因數(shù)：>0.88；波形失真率≤5% ；工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃；
相對濕度：﹤90﹪（25℃）；保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護。
5、并網(wǎng)同步逆變電源
AC標準電壓范圍：175V～260VAC；AC頻率范圍： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz；
并網(wǎng)輸出功率：≥400W ；輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%；相位差： <1%；
孤島效應保護： VAC;f AC；輸出短路保護： 限流；顯示方式： LED；
待機功耗：<2W ；夜間功耗：<1W；環(huán)境溫度范圍：-25 ℃～60℃；
環(huán)境濕度：0～99%(Indoor Type Design) 。
6、電表規(guī)格
直流電流表：≥ 2個，顯示模式︰0.5”LED；
直流電壓表：≥ 2個，50V， 顯示模式︰0.5”LED；
交流電壓表：≥ 2個，500V，顯示模式︰0.5”LED；
交流電流表：≥ 2個，5A， 顯示模式︰0.5”LED；
時間、溫/濕度表：≥ 1個，-20～99.9℃ 顯示時間，室內(nèi)溫、濕度；
直流電壓、電流，交流電壓、電流表具有通信接口、自動量程、工業(yè)級標準≥76mm*39mm。
7、負載
風扇： 1個，額定電壓：≥12V，工作電流：≥0.25A，功率：≥3W；
交通燈：1組(R,G,B)，額定電壓：≥12V，工作電流：≥0.25A，功率：≥3W；
蜂鳴器：至少1個；
馬達： 1個，額定電壓：≥12V，工作電流：≥0.35A，功率：≥5W 轉(zhuǎn)速：≥20rmp/min；
交流線性電阻負載：3～100W連續(xù)可調(diào)。
8、電池：閥控式密封鉛酸蓄電池
額定電壓：≥12V；額定容量：≥55Ah；
充電方法（恒壓），循環(huán)︰*大充電電流為≥5.6A。
9、監(jiān)控軟件
至少須含有PC監(jiān)控模塊：監(jiān)控主機、監(jiān)控軟件。
顯示內(nèi)容不少于：蓄電池電壓、光伏電壓、光伏電流、光伏功率，能量模擬圖等。
10、電力調(diào)度SCADA模塊
能把每一臺設備的數(shù)據(jù)傳上來，并對采集過來的數(shù)據(jù)進行處理、顯示和打印，以及對系統(tǒng)異常或事故的自動識別以及通過人機聯(lián)界面對斷路器等進行遠程控制。
11、網(wǎng)絡分析應用模塊
能對多臺裝置提供的多個數(shù)據(jù)點進行分析。
（1）能判定故障原因、故障地點（包括各種短路故障和斷線故障）。
（2）在系統(tǒng)中的某些元件或元件組合發(fā)生故障時，能對系統(tǒng)安全運行可能產(chǎn)生的影響進行分析評估。
（3）能研究分析實時方式和各種假想方式下可能出現(xiàn)的運行狀態(tài)，用于計劃的安全校核和分析近期運行方式的變化，能進行實時、預想和歷史方式的潮流計算。
（4）根據(jù)曲線穩(wěn)定分析的結(jié)果，針對系統(tǒng)安全穩(wěn)定裕度不足的運行方式，能采取調(diào)整發(fā)電、控制負荷等預防性控制措施或優(yōu)化策略，能模擬保障系統(tǒng)安全運行有效的各種決策支持。
1、太陽能光伏系統(tǒng)實驗
講述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成，感受系統(tǒng)的發(fā)電過程，了解系統(tǒng)的基本功能。
2、太陽能光伏電池發(fā)電原理實驗
了解太陽能光伏電池的基本解構(gòu)組成，掌握光伏電池的光電轉(zhuǎn)換原理，熟悉光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成，了解光伏電池發(fā)電的優(yōu)缺點。
3、太陽能控制器原理實驗
了解太陽能控制器的硬件基本結(jié)構(gòu)組成，熟悉太陽能控制器的基本功能，學習蓄電池充電和放電控制原理，恒壓/恒流充電控制，負載輸出控制方法。了解光伏型控制器和戶用性控制器的區(qū)別，學習電力電子轉(zhuǎn)換的基本原理和在該型控制器中的實現(xiàn)過程。
4、太陽能光伏發(fā)電直接負載實驗
以可調(diào)線性阻抗作為直接負載開展實驗，掌握光伏陣列直接為負載供電的基本方法，認識直接供電方式的特點，通過調(diào)節(jié)負載電阻，觀察光伏陣列的電氣輸出特性，了解光伏輸出的V-I和P-I變化規(guī)律。
5、太陽能光伏發(fā)電間接負載實驗
進一步了解太陽能控制器的原理和功能，以白熾燈、電機和其它外設為對象，了解適用于太陽能光伏供電的負載類型，加深理解電力電子轉(zhuǎn)換的意義和方法，并針對負載突然變化狀態(tài)下的電氣特性變化情況進行研究。
6、太陽能光伏發(fā)電負載實驗
利用電子負載開展恒電流、恒電壓、恒功率和恒電阻實驗，了解不同輸出方式下，太陽能光伏陣列的輸出特性，并相互印證
7、太陽能光伏發(fā)電的環(huán)溫影響實驗
太陽能陣列的輸出性能受環(huán)境溫度和光強的影響，在室溫可調(diào)條件下（恒溫室）本實驗研究不同環(huán)溫下太陽能陣列輸出性能V-I、P-I曲線的變化趨勢。
8、太陽能光伏發(fā)電的光強影響實驗
利用太陽能模擬器，調(diào)整光源強度，檢測光伏陣列感應光強進行變光強實驗。本實驗的目的在于研究不同光強下太陽能陣列輸出性能V-I、P-I曲線的變化趨勢。
9、太陽能光伏輸出特性建模仿真實驗（拓展實驗）
根據(jù)變環(huán)溫和變光強實驗結(jié)果，參照自然環(huán)境下8小時觀測數(shù)據(jù)（9點-17點），建立包含環(huán)溫和光強的V-I特性模型，采用參數(shù)優(yōu)化方法，提高模型精度和可靠性，為實現(xiàn)太陽能*大功率跟蹤提供輸出電壓設定值。