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LGX-CN5KW型 5KW光伏儲能發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)

一、概述

該光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)利用校內(nèi)的建筑屋頂建設(shè)光伏系統(tǒng)，為教學(xué)樓內(nèi)的實驗室負荷供電，白天負荷較小，晚上學(xué)生自習時負荷較大，總負載不超過5kW；當?shù)厝照召Y源豐富，日照峰值時間3.5-4h，晚間備電時間約2小時,考慮系統(tǒng)容量，光伏組件容量設(shè)計為：5kWp,儲能系統(tǒng)容量為：10kWh。

二、光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計

5KW光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏子單元、儲能子單元、電網(wǎng)接入裝置和能量管理系統(tǒng)四大部分構(gòu)成。

系統(tǒng)主要設(shè)備包括：

1、儲能電池

2、BMS系統(tǒng)

3、電池控制系統(tǒng)

4、儲能逆變器

5、光伏組件

6、匯流箱

7、通訊裝置

8、防雷及接地裝置

9、設(shè)備之間的連接電纜（包括直流側(cè)和交流側(cè)）

三、主要設(shè)備配置表

表1：該系統(tǒng)配置按照夜晚2小時供電要求，備單元配置如下

序號	設(shè)備名稱	型號規(guī)格	數(shù)量	單位	備注
儲能系統(tǒng)
1	儲能逆變器	SW5048D-ES	1	臺	單相交流輸出，額定功率5kW
2	磷酸鐵鋰鋰電池	10kWh	1	套	選用3.2V 100Ah電芯，16節(jié)進行串聯(lián)，含BMS系統(tǒng)及電池模組
光伏系統(tǒng)
1	265Wp多晶硅組件（60片）	265Wp	20	塊	10串2并,共5.3kWp
2	光伏匯流箱	PVS-4M	1	臺	4匯1匯流箱

四、系統(tǒng)主要設(shè)備功能參數(shù)介紹

（一）儲能逆變器功能介紹

產(chǎn)品主電路采用雙向PWM逆變電路及相應(yīng)的控制電路、保護和監(jiān)控電路。直流側(cè)由緩沖電阻、防反二極管和直流接觸器組成了直流側(cè)緩沖電路，當初始連接各種電池時對直流母線電容進行緩沖。主電路電源可有交直兩用供電，以使系統(tǒng)在電池或電網(wǎng)有電時都可以工作。

（二）磷酸鐵鋰電池性能介紹

磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性。

（三） PVS-4M匯流箱性能介紹

為了減少光伏陣列到直流變換器之間的連接線，方便維護，提高系統(tǒng)的可靠性，需要光伏陣列與直流變換器之間配置光伏陣列匯流箱。

（四）雙軸跟蹤支架及控制系統(tǒng)

采用西門子 S7-1200 系列主機，高精度、高穩(wěn)定數(shù)字化控制方案設(shè)計，先進的天文算法,實時追蹤太陽使光伏方陣時刻保持最大輸出功率，提高光伏發(fā)電轉(zhuǎn)化效率。風速測量裝置在正常天氣情況下保持靜默感知運行，遇到大風天氣或風速達到一定等級則會自動運行，并通過控制主機使支架系統(tǒng)自動放平減小風阻、保護支架系統(tǒng)在暴風雨天氣能夠安全運行。

五、監(jiān)控及通訊裝置

系統(tǒng)配置1 套監(jiān)控裝置，配置光伏并網(wǎng)系統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)版監(jiān)測軟件，采用 USB2.0 或 Wifi通訊方式，可以連續(xù)每天 24 小時對所有的系統(tǒng)運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。

1、實時顯示電站的當前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計總發(fā)電量、累計CO2 總減排量以及每天發(fā)電功率曲線圖；

2、可查看運行參數(shù)。

3、監(jiān)控所有設(shè)備的運行狀態(tài)，采用聲光報警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時間。

4、監(jiān)控軟件具有集成環(huán)境監(jiān)測功能，能實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測功能，主要包括日照強度、風速、風向、和溫度等參量。

5、可每隔5 分鐘存儲一次電站所有運行數(shù)據(jù)，包括環(huán)境數(shù)據(jù)。故障數(shù)據(jù)需要實時存儲。

6、能夠分別以日、月、年為單位記錄和存儲數(shù)據(jù)、運行事件、警告、故障信息等。

7、可以連續(xù)存儲20 年以上的電站所有的運行數(shù)據(jù)和所有的故障紀錄。

8、可通過監(jiān)控軟件對逆變器進行控制，可以以電子表格的形式存儲運行數(shù)據(jù)，并可以圖表的形式顯示電站的運行情況。

9、BMS系統(tǒng)終端可查看數(shù)據(jù)信息內(nèi)容

六、環(huán)境監(jiān)測儀

本系統(tǒng)配置 1套環(huán)境監(jiān)測儀(如下圖所示)，用來監(jiān)測現(xiàn)場的環(huán)境情況：

該裝置由風速傳感器、風向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成，適用于氣象、軍事、航空、海港、環(huán)保、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等部門測量水平風參量及太陽輻射能量的測量?？蓽y量環(huán)境溫度、風速、風向和輻射強度等參量，其 RS485 通訊接口可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測系統(tǒng)，實時記錄環(huán)境數(shù)據(jù)。

七、主要教學(xué)實訓(xùn)內(nèi)容

1、光伏能量變換實驗

實驗1、光伏陣列單元組成原理

實驗2、太陽能光電池能量轉(zhuǎn)換組合原理

實驗3、陣列電池最大功率跟蹤器原理

實驗4、陣列匯流與防雷接地原理

實驗5、陣列結(jié)構(gòu)件組合安裝原理

實驗6、在不同天氣和日照強度下光強度對光伏轉(zhuǎn)換效率的影響實驗

實驗7、在不同季節(jié)環(huán)境溫度變換下對光伏能量轉(zhuǎn)換的影響實驗

2、光伏儲能系統(tǒng)應(yīng)用與教學(xué)

實驗1、光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)分析

實驗2、光儲系統(tǒng)匯流、防雷原理學(xué)習與實踐

實驗3、鋰電池組在光儲系統(tǒng)中的應(yīng)用與電能管理

實驗4、（BMS）鋰電池組管理系統(tǒng)在光儲系統(tǒng)中的應(yīng)用

實驗5、（EMS）能量管理系統(tǒng)在光儲系統(tǒng)的應(yīng)用與重要性

實驗6、（EMS）能量管理系統(tǒng)在中小型微電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

實驗7、直流變換器在光儲系統(tǒng)的應(yīng)用與重要性

實驗8、儲能逆變器的原理分析

實驗9、儲能逆變器與普通逆變器應(yīng)用比較

實驗10、光儲微網(wǎng)系統(tǒng)在無電地區(qū)、海島應(yīng)用及設(shè)計

實驗11、光儲微網(wǎng)系統(tǒng)在多能互補、自發(fā)自用等聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)中的應(yīng)用

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