ZN-PVT08型 楼宇新能源实训装置（光伏发电系统）

一、概述

        ZN-PVT08型 楼宇新能源实训装置（光伏发电系统）是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。楼宇新能源实训装置（光伏发电系统）是在光伏发电系统基础上增加智能楼宇相关接口、来完成楼宇相关实验。

       ZN-PVT08型 楼宇新能源实训装置（光伏发电系统）的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。具有可靠性高、使用寿命长、不污染环境，独特的离网发电和并网发电功能，除能够完成光伏发电系统过程的学习外，还可以进行离网发电实训和并网发电相关实训操作； 

太阳能电池方阵                      室内实训装置操作平台

 

楼宇新能源实训装置（光伏发电系统），主要是针新能源教学大纲实训教学需求研制，帮助学生理解太阳能光伏发电原理和学习光伏工程应用技能。适用于广大高等院校、高职院校的电气工程及自动化、机电一体化技术、计算机控制技术、电力系统自动化技术、电子信息工程和能源动力及新能源生产企业等领域。 

图：ZN-PVT08光伏发电系统组成图

二、特点

实验台各功能模块完全独立，实验内容丰富，便于组合及扩展；

系统可组成独立的离网发电系统或并网发电系统，实验方便灵活；

所采用发电设备均和实际工程一样，应用及实用价值极强；

采用工业铝型材，实训屏采用工业铝合金型材滑道；

三、技术指标

1.多晶硅太阳能电池组

峰值功率：250W/块

*大功率电压：35VDC

*大功率电流：6.12A

开路电压：42V

短路电流：6.09A

组件数量：4块

 

2.光伏控制器1.2KW （蓄电池充放电管理）

主控芯片采用工业级16位高速MCU，运行速度快，抗干扰能力强，配有独立的人机操作LCD显示屏，各项参数显示可能过嵌入式按键切换，常规参数可以修改。

额定电压：48VDC

充电功率：1.5KW

放电电流：28A

蓄电池欠压保护：42VDC

蓄电池超压保护：62VDC

输出直流电流：25A

3.离网逆变器

1）使用先进的双CPU单片机智能控制技术，具有高可靠性、低故障率的特点；

2）纯正弦波输出，带负载能力强，应用范围广；

3）具有完善的保护功能（过负载保护、内部过温保护、输出短路保护、输入欠压保护、输入过压保护等），大大提高产品的可靠性；

4）体积小、重量轻，内部采用CPU集中控制、贴片技术，使得体积非常小、重量轻；

5）散热风机智能控制，采用CPU控制散热风机的工作状态，大大延长风机的使用寿命，并且节约电能、提高工作效率；

6）工作噪音小，效率高

直流输入电压：40～75VDC

额定输出功率：1KW

输出波形：纯正弦波

输出电压：220VAC

频率范围：50Hz/60Hz

工作效率：90%

功率因数：>0.9

波形失真率≤5% 

工作环境：温度-20℃～50℃

相对湿度：﹤90﹪（25℃）

保护功能：短路、过热、超载保护

特殊功能：完善的旁路功能，可以实现市电→光伏或光伏→市电之间的无缝切换，可优选光伏优先或市电优先。

4.电力蓄能单元

蓄电池类型：免维护胶体蓄电池

蓄电池组容量:12V/100Ah

蓄电池数量： 4个  采用4串连接

5.并网逆变器

高频双向并网，单向并网功能

高频直接调制，AC半波合成

双向并网方式：直接负载消耗，逆向传输AC电流

单向并网方式：直接负载消耗，禁止逆向传输AC电流

无变压器设计，*大效率可达97.5%，欧洲效率可达96.6%

极高的MPP跟踪精度（>99.9%）

较宽的直流电压输入范围，兼容各种类型的太阳能组件

接线、安装简单，易于操作

IP65设计，适合室内外各种环境下的安装

可采用无线WiFi或GPRS方式通过移动设备或台式电脑监控发电量信息 （用户可选）

直流输入参数
*大输入功率[W]	1500
*大输入电压[V]	72
额定直流电压[V]	48
MPP电压范围[V]	25-62
满载MPP电压范围[V]	25-70
启动电压[V]	22
关断电压[V]	75
*大输入电流[A]	55
MPP追踪数量	4
直流输入路数	4
交流输出参数
*大输出功率[W]	1500
额定输出功率[W]	1200
额定电网电压[V]	220/230/240
额定电网频率[Hz]	50/60
*大输出电流[A]	12.0
电网电压范围*[V]	185-276
电网频率范围*[Hz]	45-55/55-65
功率因数	>0.99
总电流谐波畸变(THD)	<2%
启动并网功率[W]	30
夜间自消耗[W]	<1
待机损耗[W]	6
交流连接类型	即插即用端子
*大效率	97.5%
安全与保护
直流绝缘阻抗监测	有
直流开关	可选
漏电流监控模块(RCMU)	内部集成
电网监控及保护	有（孤岛效应）
保护等级	I (参考 IEC 62103)
过压等级	电池板侧 II / 交流侧 III (参考 IEC 62109-1)
参考标准
安规标准	EN 62109, AS/NZS 3100
电磁兼容标准	EN 61000-6-1, EN 61000-6-2, EN 61000-6-3, EN 61000-6-4, EN 61000-3-2, EN 61000-3-3
并网标准	VDE 0126-1-1, RD1699, EN5, C10/11, G83/2, UTE C15-712-1, AS4777, CQC, CEI 0-21
物理结构
尺寸（宽x高x厚）[mm]	370*305*38
重量[Kg]	2.9
防护等级	IP 65 (参考 IEC 60529)
散热方式	自然冷却
安装方式	壁装悬挂固定
一般参数
工作温度范围	-40°C 至 +60°C(大于45℃降载)
相对湿度	0% 至 98%, 无凝露
*高海拔	2000m
噪音等级	<0dB
隔离类型	无变压器
数据通讯接口	电力线载波

高性能自动功率点追踪（MPPT）

强大的MPPT算法，以优化来自太阳能电池板的功率收集，可精确地捕捉及锁定*大输出功率点，使发电量大幅提高到大于25%以上。 

MPPT追踪图

电力输出:（逆向电力传输）

 

高效的电力逆向传输技术，*技术之一，逆变器在并网输出模式时电力以反方向电力传输，自动检测电路中的负载并优先进行使用，用不完的电力才向电网逆方向传输供应到其他地方使用，电力传输率可达99.9%。在光伏发电应用系统中使输出效率更高。 

并网湝波分量测试图

6. 显示单元

方阵电压、电流；逆向交流电压、电流、频率、功率；正向交流电压、电流、频率、功率；设备工作温度、电池方阵温度、实验室温度和湿度、实验记时时钟、逆向电量计量、正向电量计量。

 

各仪表采用实验跳线连接，应用灵活。 

四、教学研究及实训项目

1、主要实验实训内容

实验1.太阳能光伏板能量转换实验实训；

实验2.环境对光伏转换影响实验实训；

实验3.太阳能电池光伏系统直接负载特性实验实训；

实验4.太阳能控制器工作原理实验实训；

实验5.接反保护实验；

实验6.太阳能控制器对蓄电池的过充保护实验实训；

实验7.太阳能控制器对蓄电池的过放保护实验实训；

实验8.夜间防反充实验；

实验9.离网型逆变器工作原理实验实训；

实验10.独立光伏发电实验实训；

实验11.并网型逆变器工作原理实验实训。

2、并网逆变电源技术实验

实验 1、并网逆变电源单元组成原理技术实验。

实验 2、并网逆变器的*大功率跟踪MPPT控制方法的比较实验，探讨新方法。

实验 3、光伏同步电源与风电同步电源并网兼容控制技术测试实验。

实验 4、并网逆变器的防孤岛效应瞬间保护技术测试试验。

实验 5、并网逆变电源输出功率与光伏能量变换的实验。

实验 6、并网逆变电源直流输入欠压控制实验。

实验 7、并网逆变电源交流输出波形测试实验。

实验 8、并网逆变器输入功率与输出功率比值效率计算与测试实验。

3、太阳能控制器技术实验

实验 1、通用型充放电控制器充电、放电、保护、MPPT控制技术实验。

实验 2、控制器模拟充电值和放电值保护点测试实验。

实验 3、控制器户用型和光控型功能模式实验。

实验 4、控制器负载过载和短路保护灵敏度实验。

4、离网逆变电源技术实验

实验 1、离网逆变器逆变基本控制原理实验。

实验 2、离网逆变器输入模拟直流电压电流保护点测试实验。

实验 3、离网逆变器输出交流模拟负载的电压电流测试实验。

实验4、离网逆变器在不同阻性和感性负载的瞬间启动电流值测试实验。

实验 5、离网逆变器输入功率与输出功率比值效率计算与测试实验。

5、并网发电系统监控软件实验

实验 1、在上位软件里查看单站监控项目：直流电压VDC、直流电流A、输入功率KW 交流电压VDC、交流电流A、输出功率KW，日发电量KWh、日运行时数hmin、总发电量KWh、总运行时数h，二氧化炭排放量查询。

五、设备基本配置简表

 

序号	名   称	型  号	数量	单位	备注
1	实验操作控制台		1	台
2	太阳能电池板		1	KW
3	并网逆变器	1.2KW	1	台
4	离网逆变器（正弦波）	1000W	1	套
5	储能蓄电池	100Ah	4	只
6	方阵支架		1	套
7	蓄电池柜/支架		1	套
8	电线、电缆		1	套
9	实验附件		1	套
10	工控触摸一体机	10/13寸	1	台	用户选配
11	监控软件		1	套
12	操作手册		1	本