SGXNY-01型（分布式）3.5KW并网型光伏发电教学系统

时间：2022-11-25 10:48:00

室外3.5KW工程型光电池方阵室内实验及操作平台

一、系统概述
分布式并网光伏电教学系统，主要由光伏组件方阵及其支撑支架、直流汇流箱、防雷系统、并网逆变器、交流配电箱、监控系统及其连接线缆等组成。
在晴朗的白天，装在屋顶上的光伏组件发出的直流电经过并网逆变器逆变成与电网同频率同相位的单相交流电给负载进行供电，在夜晚或阴雨天等太阳光照不足的情况下，系统处于待机状态，负载用电全部来自电网。另外在系统与互联网联网情况下，可以通过系统监控软件来实时查看系统的运行状态和故障信息，或者是选配远程通讯数据采集器，将系统工作数据通过GPRS或以太网，传输到您的手机、平板电脑或任意一台联网的电脑，以便于远程实时掌控电站的信息。

二、系统主要特点
Ø 一站式交钥匙服务；
Ø 系统所选设备及材料质量可靠、价格低廉，使电站最具性价比；
Ø 选用带隔离变压器的并网逆变器，实现直流侧与交流侧的电气隔离，对电网和人身安全提供了强有力的保障；
Ø 多种监控方式可选，并创造性的将物联网技术应用到光伏远程监控中，可以随时随地的通过手持终端（如手机、平板电脑等）或任意一台联网电网，来掌控电站的信息。
Ø 分布式并网光伏电站具有绿色环保、无污染、就地消纳、损耗小等优点；
Ø 并网方式灵活，可以根据实际情况，选择“自发自用；自发自用、余电上网；全部上网”三种并网方式的任意一种，并网流程简单；

三、系统技术参数：

项目	名称	3.5KW 并网型光伏发电教学系统
标配部分	光伏组件	3.5KW（250W多晶硅×16块）
	光伏组件支架	1套（平屋顶支架或瓦片屋顶支架）
	并网逆变器	1台3.5kW（SGD-3.6K-S）
	交流配电箱	1台
	本地监控软件	1套
	电力连接线缆	1套
	辅料	1套
选配部分	GPRS数据采集器	1台
	远程监控软件	1套（安卓、IOS或PC版可选）
	环境监测仪	1台（可监测环境五要素数据：风速、风向、太阳辐射量、环境温度、环境湿度）
	通讯连接线缆	1套
系统性能指标	系统使用寿命	25年以上
	系统占地面积	≥26m2
	系统日均发电量	5.98~15.3度
	系统日均节约标准煤量	2.093~5.355kg
	系统日均节约二氧化碳量	4.62~11.81kg

四、系统原理图：
4.1 自发自用，余电上网模式

4.2 自发自用，全部上网模式

4.2 自发自用，自发自用模式

五、主要单元参数
5.1 太阳能电池组件
Ø 组件型号：YL250P-29b 多晶
Ø 最大功率（W）：250
Ø 开路电压（V）：38.4
Ø 短路电流（A）：8.81
Ø 最大功率点的工作电压（V）：29.9
Ø 最大功率点的工作电流（Ａ）：8.36
Ø 转化效率：17.12%
Ø 开路电压温度系数：-0.292%/K
Ø 短路电流温度系数：+0.045%/K
Ø 功率温度系统：-0.408%/K
Ø 最大系统电压（V）：1000
Ø 保险丝额定电流（A）：20
Ø 组件尺寸（长×宽×高）：1650×990×40mm
Ø 重量：19.1kg
Ø 框架：阳极氧化铝
Ø 玻璃：白色钢化安全玻璃3.2mm
Ø 电池片封装：EVA
Ø 背板：复合薄膜
Ø 太阳能电池片：6×10片多晶硅太阳能电池片（156mm×156mm）
Ø 接线盒
1) 6个旁路二极管
2) 绝缘材料：PPO
3) 防水等级：IP65
Ø 连接器
1) 常规额定电流：30A
2) 耐电压：DC1000V
3) 接触电阻：<2mΩ
4) 绝缘电阻：＞500MΩ
5) 适用单芯电缆截面：2.5-6mm2
6) 电缆外径范围：Φ5mm～Φ 7mm
7) 环境温度：-40℃～+ 105℃
8) 防护等级：IP67
9) 安全等级：Ⅱ
10) 壳体：PC料，黑色
11) 接触件：紫铜CN，镀锡SN
12) 接线方式：压接
Ø 锁紧系统：嵌入式常规额定电流：30A
1) 耐电压：DC1000V
2) 接触电阻：<2mΩ
3) 绝缘电阻：＞500MΩ
4) 适用单芯电缆截面：2.5mm2, 4mm2, 6mm2或14AWG, 12AWG, 10AWG
5) 电缆外径范围：Φ5mm～Φ 7mm
6) 环境温度：-40℃～+ 105℃
7) 防护等级：IP67
8) 安全等级：Ⅱ
9) 壳体：PC料，黑色
10) 接触件：紫铜CN，镀锡SN
11) 接线方式：压接
12) 锁紧系统：嵌入式
13) 重量：约0.025Kg
Ø 电缆
1) 长度：450mm,
2) 规格：1×4mm²
3) 颜色：红、黑
Ø 温度范围系数：-40°C to+85°C
Ø 抗冰雹系数：最大直径25mm,撞击速度23m/s(51.2mph)
Ø 最大表面负荷：7200pa
5.2 光伏并网逆变器
采用数字化高精度DSP控制，高效率方案、高稳定度设计，先进的MPPT,实时跟踪光伏方阵的最大输出功率，最大转化效率可达到97.5%，MPPT追踪效率高达99.9%。正弦波输出，自动同步电网，电流谐波含量小，对电网无污染，无冲击；防孤岛运行控制，全面的保护和报警功能，具有良好的人机交互LCD界面，配备wifi模块，实现远程数据监视。
5.2.1 产品特点
Ø 无变压器设计，最大效率可达97.5%，欧洲效率可达96.6%
Ø 极高的MPP跟踪精度（>99.9%）
Ø 较宽的直流电压输入范围（80-500Vdc），广泛兼容各种类型的太阳能组件
Ø 接线、安装简单，易于操作
Ø IP65设计，适合室内外各种环境下的安装

5.2.2 创新的智能监控系统
教学系统所采用的逆变器内置Wifi卡，PMB能保存传感器的所有重要数据。同时配备RS485、RS232、USB和以太网标准接口。可以选择使用wifi-kit和GPRS-kit。免费的监控软件能够通过电脑及移动终端清晰直观的查看输出数据，您可以在任何时候查看光伏电站的太阳能产量和公共电网的供电量情况。

两个RJ45插头用于多点通信，也就是说，通过这两个插头和电缆，最多可连接 50 台逆变器到一个上位机上，上位机可以在同一时间通过一个单一的信号电缆与这些逆变器通信，通过这些插头，用户可以从这些逆变器中得到数据，并且可以配置参数。
5.2.3 界面友好，便于操作
系统采用的逆变器拥有精美的显示屏，显示机器所有相关的运行信息和设置，三个LED灯分别指示机器的运行状况，通信状态和是否有错误信息，用户可以一目了然的了解机器的实时运行状况。

物件/编号	描述
A	LED灯（黄）–数据通信
B	LED灯（绿）–工作
C	LED灯（红）–报错
D	向上键
E	向下键
F	取消键
G	确认键

5.2.4 并网逆变器参数
Ø 直流侧参数
1) 最大输入功率：4500W
2) PV短路电流：20A
3) 最大输入电流：20A
4) 满载MPP电压范围：180-450V
5) 最大输入电压：500V
6) 最小输入电压：150V
7) 启动电压：170V
8) 最大功率跟踪数：1
9) 防逆流功能：有，配套防逆流传感器
Ø 交流侧参数
1) 额定交流功率：4000W
2) 最大输出电流：19A
3) 连接方式：单相
4) 额定输出电压：220Vac,230Vac（电网匹配）
5) 输出电压范围：185v-276v
6) 额定输出频率：50Hz/60Hz
7) 总电流波形畸变率：＜3%
8) 功率因数：≥0.99
9) 最大功率跟踪效率：99.9%
10) 安全等级：一级
11) 防护等级：IP65
Ø 参考标准
1) 安规标准：EN 62109, AS/NZS 3100
2) 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
3) 并网标准：VDE 0126-1-1, RD1699, EN5, C10/11, G83/2, UTE C15-712-1, AS4777, CQC, CEI 0-21
Ø 支架

1) 斜面式，标准工程用C型镀锌钢
2) 支架材料：工程用镀锌方钢，含标准件，接地孔等所需的全部部件，含支架基建底座。
3) 方阵点地面积：安装于楼顶或地面点地约 23平方米
Ø 电缆
1) 规格：阻燃电力电缆 4mm2 ,颜色：黑色，红色，光伏专用
Ø 光电联接方式：14块250W太阳能组件，每7块串联，分2组输送至室内实验台
Ø 断路器
1) 断路器品牌：正泰交流，正品施奈德：交流/直流

Ø 电表：单项电子电能表 DDS607 5（20）A

Ø 双向计量电度表：

1) 适用范围：计量单相两线交流有功电能，适用于执行单费率电价的太阳能和光伏发电的用户双向计量 5（20）A
2) 主要功能
u •液晶LCD数字显示
u •正反向双向计量，正向电量6位整数1位小数（999999.9）反向电量5位整数1位小数（F99999.9）。
六、主要实验实训内容
6、1、光伏能量变换实验
实验1、光伏阵列单元组成原理。
实验2、太阳能光电池能量转换组合原理。
实验3、阵列电池最大功率跟踪器原理。
实验4、阵列汇流与防雷接地原理。
实验5、阵列结构件组合安装原理。
实验6、最大功率跟踪器与光伏转换提效实验。
实验7、在不同天气和日照强度下光波对光伏转换效率的影响实验。
实验8、在不同季节环境温度变换下对光伏能量转换的影响实验。
6、2、光伏并网同步逆变电源实验
实验1、逆变电源单元组成原理。
实验2、逆变电源MPPT的最大功率跟踪控制方法的实验。
实验3、逆变电源输出功率与光伏能量变换的实验。
实验4、MPPT与电子跟踪器有效结合和分离控制方面的比较实验。
实验5、逆变器并入的电网供电中断，逆变器应在2s内停止向电网供电，同时发出警示信号的防孤岛效应保护试验。
实验6、逆变电源直流输入欠电压控制实验。
6、3、光伏并网发电系统软件实验
实验1、在工控一体机上位软件里查看单站监控项目
² 当前功率 KW、当日电量 KWh、当月电量 KWh、当前电量 KWh、总电量 KWh
² 累计减少砍伐树木（棵）、累计减排二氧化碳（吨）、收益（元）需要设置
² 每日/周功率曲线、电量曲线
实验2、在移动设备监控软件里查看单站电量记录项目：
² 当前功率 KW、当日电量 KWh、当月电量 KWh、当前电量 KWh、总电量 KWh
² 累计减少砍伐树木（棵）、累计减排二氧化碳（吨）、收益（元）需要设置
² 每日/周功率曲线、电量曲线
实验3、在上位软件里查看单站故障记录项目：
² 直流过压、直流欠压、直流过流
² 交流过压、交流欠压、交流过流
² 系统过载、频率异常、孤岛保护、ADC异常（快速检测并网电压，电流）、IPM故障、过流保护、过温保护、温度异常、DSP异常（数字信号处理器，将模拟信号转为数字信号）
6.4在线教育课程开放平台（具有软件著作权，配1个登录帐号）:
1）本系统是互通教学多元化管理平台，将用户传统的各个平台系统实施整合，集中互通管理，解决多平台、多账号难以管理、数据库分散无法集中统计等问题。系统包含了：在线教务管理系统、在线课程资源管理平台、在线习题库平台、在线考试考核平台、线上视频课程管理平台及线上虚拟仿真教学管理平台，真正意义的一站互通数据集中统计！
2）课程资源：多个微课视频实拍采集教学视频素材，后期影视包装，片头10秒左右，片尾5秒左右，视频尺寸不低于1920*1080，视频格式MP4、FLV等；多个虚拟仿真内容采用unity引擎开发，在pc端win系统上运行（win7、win8、win10，注不包含win xp）软件。
3）为了教学的统一性要求在线教育平台与实训装置是同一个生产商！
4）微课内容不少于10课时.
6.5新能源系统教学软件
一、软件要求
1、通过该软件可以系统性学习太阳能光伏硅材料、电池片、光伏组件、光伏组件附属材料、光伏应用产品等全部系列光伏知识内容。
2、配备文字与动画展示并介绍从原材料至成品包括中间环节加工工艺等与使用方法。
3、多媒体系统自带语音讲解，图、文、声并茂展示讲解、与系统所述文字同步播放，帮助教师对光伏发电课程教案的快速编写，提高学生对新能源专业知识快速掌握和快速学习。
4、软件组成
(1)太阳能光伏硅材料讲解与展示系统
主要功能
1、展示各种太阳能光伏电池使用的硅材料实物；
2、配备文字与动画展示各种材料的生产工艺与使用方法
3、功能列表（约11课时）
u 光伏硅产品基本情况介绍
u 硅单质性质：包括硅的物理性质、化学性质、硅的分类与应用
u 硅化合物性质：包括二氧化硅、一氧化硅、硅的卤化物、三氯氢硅、硅烷等
u 硅的生长原理及定型
u 硅的提纯方法：包括化学提纯与物理提纯方法
u 多晶硅的制备及其缺陷和杂质：包括冶金硅级制备、高纯多晶硅制备、铸造多晶硅制备
u 单晶硅的制备及其缺陷和杂质：包括单晶硅生长、单晶硅的杂质与缺陷
u 单晶硅与多晶硅加工方法
u 硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料
u 硅材料的测试与分析方法：包括导电型号测量、电阻率测量、少子寿命测量、霍尔系数的测定、迁移率的测量、化学性能分析、晶体结构分析等
u 硅材料测试与分析依据标准（GB标准、UL标准、IEC标准、SEMI标准）
(2)太阳能光伏电池片讲解与展示系统
主要功能
1、展示各种太阳能光伏电池片；
2、配备文字与动画展示各种电池片的生产工艺与使用方法
3、功能列表（约9课时）
u 太阳能电池片基本情况介绍
u 太阳能电池片基本结构分析
u 太阳能电池片分类
u 晶体硅太阳能电池片生产工艺：包括生产方法与生产设备介绍
u 晶体硅太阳能电池片生产主要原材料
u 太阳能电池片测试技术与方法：包括测试方法与测试设备介绍
u 太阳能电池片测试依据标准
(3)太阳能光伏组件讲解与展示系统
1、展示各种太阳能光伏光伏组件；
2、配备文字与动画展示各种光伏组件的生产工艺与使用方法
3、功能列表（约10课时）
u 太阳能电池组件基本介绍
u 太阳能电池组件的分类及各种组件的优缺点
u 太阳能电池组件的生产工艺介绍及相关设备
u 太阳电池组件的评定标准
u 太阳能电池组件的测试方法与测试设备
u 太阳能电池组件的发展方向
(4)太阳能光伏组件附属材料讲解与展示系统
主要功能
1、展示各种太阳能光伏光伏组件附属材料；
2、配备文字与动画展示各种光伏组件附属材料的生产工艺与使用方法
3、功能列表（约7课时）
u 太阳能组件附属设施情况介绍
u 太阳能组件对钢化玻璃的具体要求
u 太阳能组件对支架铝型材的具体要求
u 太阳能组件对EVA封胶的具体要求
u 太阳能组件对TPT背板的具体要求
u 太阳能组件附属设施检测方法
u 太阳能组件附属设施测试标准
二、展示与讲解功能内容（要求图、文、声并茂）
2.1 太阳能光伏应用产品讲解与展示系统（约5课时）
2.1.1 太阳能发电系统：
2.1.2 家用太阳能发电机直流系统多媒体电视机
2.1.3 太阳能便携电源：
2.1.4 太阳能杀虫灯
2.1.5 太阳能警示灯
2.1.6 太阳能野营灯
2.2 太阳能光伏发电基本原理
2.3 太阳能光伏发电系统组成部分介绍
2.4 太阳能光伏发电系统设计方法
2.5 太阳能光伏电站施工建设方法
2.5.1、项目前期考察
2.5.2、项目建设前期资料及批复文件
第一阶段：可研阶段
第二阶段：获得省级/市级相关部门的批复文件
第三阶段：获得开工许可
2.5.3、项目施工图设计
2.5.4、项目实施建设
2.5.5、带电前的必备条件
2.6太阳能光伏并网电站介绍
2.6.1、光伏并网电站简要描述
2.6.2、光伏并网电站设备组成
2.6.2、光伏并网电站设备功能
2.7 家用型太阳能电站建设方案
2.7.1、项目概述
2.7.2、方案设计（附详细方案设计）
（一）用户负载信息
（二）系统方案设计
（三）效益计算：
2.8 逆变器基本原理介绍
2.9 控制器基本原理介绍
6.6 实验室智慧用电安全控制系统
智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定7大保护功能；电源具有一键锁定功能，处理故障时，防止漏电保护器合闸，造成触电危险；电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过远程清除故障后，才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，没有网络的情况下，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。
1、智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时监控设备运行情况，提供Zigbee、CAN等多种通信模式，具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC端进行授权之后，设备可启动使用，PC端可分时预约设备的启动和停止！
2、手机APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；用电数据界面能智能查找近2年用电数据，设置界面能设置限定电能值、负载值、设备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中远程控制智能开关的通断。
3、PC端软件：每个设备状态信息显示，具有多个子界面，具有故障分析，用电能效分析、集中管理、个人中心资料管理、用户报警定位跟踪与信息统计；具有管理员信息修改与权限管理等功能。可一键开启和关闭所有设备，可单独控制每台设备的开关！
4、后台系统：包含账号管理、设备管理、报修管理、用户管理，设备管理：①、包含监控管理：实时视频监控每个教室，可一键预览所有设备的在线和运行情况，分析设备使用率及运行时间！②、包含设备节点：可显示设备所在位置、编码名称、挂载情况、用户编辑、用户查询等。
5、报修管理：用户可进行远程报修，反应设备故障信息，编辑报修情况，后台可进行远程维护，及时跟进，以有效解决用户设备维护。
6、用户管理：可连通手机号，对账户进行一对一的安全加密，实名认证，防止账户泄密、防盗，现场数据连接云平台后台数据库管理。
现场需对功能逐一演示，提供有效、权威的证明文件，佐证该产品的可靠、安全、先进性。
提供实验室智慧用电安全控制系统的专利证明材料；

七、主要设备清单

序号	名称	型号	数量	单位	备注
1	3.5KW光伏发电系统（主控制台）	SG-3.5KW	1	台
2	太阳能电池板	YL-250W	14	块
3	并网逆变器（4KW 二代机）	SGD-3.6	1	套
4	Omniksol-WIFI KIT 通讯模块	外置模块	1	只
5	交流漏电开关	正泰/施奈德		组
6	单项电子电能表	DDS607	1	台
7	双向计量电度表（光伏专用）		1	台
8	工控一体机	13寸	1	台
9	太阳能电池板支架	3.5KW	1	套
10	交流配电箱		1	只
11	上位软件		1	套
12	使用手册		1	本

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