一、系統概述
TYT-31分布式風光互補離并網發電教學實驗平臺|太陽能技術及應用實訓裝置，主要由光伏組件方陣及其支撐支架、直流匯流箱、防雷系統、并網逆變器、交流配電箱、監控系統及其連接線纜等組成。
在晴朗的白天，裝在屋頂上的光伏組件發出的直流電經過并網逆變器逆變成與電網同頻率同相位的單相交流電給負載進行供電，在夜晚或陰雨天等太陽光照不足的情況下，系統處于待機狀態，負載用電全部來自電網。您可以通過系統監控軟件來實時查看系統的運行狀態和故障信息，或者是選配遠程通訊數據采集器，將系統工作數據通過GPRS或以太網，傳輸到您的手機、平板電腦或任意一臺聯網的電腦，以便于您遠程實時掌控電站的信息。
二、系統主要特點
三、系統技術參數：
項目 | 名稱 | 5kW 并網發電教學系統 | |
標配部分 | 光伏組件 | 5 kW（250W多晶硅×20塊） | |
光伏組件支架 | 1套（平屋頂支架或瓦片屋頂支架） | ||
并網逆變器 | 1臺5kW（DSG-5K-TG） | ||
交流配電箱 | 1臺 | ||
本地監控軟件 | 1套 | ||
電力連接線纜 | 1套 | ||
輔料 | 1套 | ||
選配部分 | GPRS數據采集器 | 1臺 | |
遠程監控軟件 | 1套（安卓、IOS或PC版可選） | ||
環境監測儀 | 1臺（可監測環境五要素數據：風速、風向、太陽輻射量、環境溫度、環境濕度） | ||
通訊連接線纜 | 1套 | ||
系統性能指標 | 系統使用壽命 | 25年以上 | |
系統占地面積 | ≥26m2 | ||
系統日均發電量 | 5.98~15.3度 | ||
系統日均節約標準煤量 | 2.093~5.355kg | ||
系統日均節約二氧化碳量 | 4.62~11.81kg | ||
四、系統原理圖：
4.1 自發自用，余電上網模式
4.2 自發自用，全部上網模式
4.2 風光互補離網工作模式
離網與并網模式之間可一鍵切換，操作簡單便捷，或者將5KW太陽能電池，分成2路分別供給離網發電和并網發電。
風力發電作為單獨發電系統，配合風光互補控制系統完成風力發電相關實驗項目
五、主要單元參數
5.1 太陽能電池組件
5.2 光伏并網逆變器
采用數字化高精度DSP控制，高效率方案、高穩定度設計，*的MPPT,實時跟蹤光伏方陣的zui大輸出功率，zui大轉化效率可達到97.5%，MPPT追蹤效率高達99.9%。正弦波輸出，自動同步電網，電流諧波含量小，對電網無污染，無沖擊；防孤島運行控制，全面的保護和報警功能，具有良好的人機交互LCD界面，配備wifi模塊，實現遠程數據監視。
5.2.1 產品特點
5.2.2 智能監控系統
教學系統所采用的逆變器外配Wifi卡，PMB能保存傳感器的所有重要數據。同時配備RS485、RS232、USB和以太網標準接口。可以選擇使用wifi-kit和GPRS-kit。免費的監控軟件能夠通過電腦及移動終端清晰直觀的查看輸出數據，您可以在任何時候查看光伏電站的太陽能產量和公共電網的供電量情況。
兩個RJ45插頭用于多點通信，也就是說，通過這兩個插頭和電纜，zui多可連接 50 臺逆變器到一個上位機上，上位機可以在同一時間通過一個單一的信號電纜與這些逆變器通信，通過這些插頭，用戶可以從這些逆變器中得到數據，并且可以配置參數。
5.2.3 界面友好，便于操作
系統采用的逆變器擁有精美的顯示屏，顯示機器所有相關的運行信息和設置，三個LED燈分別指示機器的運行狀況，通信狀態和是否有錯誤信息，用戶可以一目了然的了解機器的實時運行狀況。
物件/編號 | 描 述 |
A | LED燈（黃）–數據通信 |
B | LED燈（綠）–工作 |
C | LED燈（紅）–報錯 |
D | 向上鍵 |
E | 向下鍵 |
F | 取消鍵 |
G | 確認鍵 |
5.2.4 并網逆變器參數
5.2.5 支架
系統支架設計容量為5KW，采用標準工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，結構美觀，強度高，由20塊250Wp太陽能光伏組件，成40度斜面，固定于C型鋼架上，（此圖僅供參考）
5.2.6 電纜
5.2.7光電聯接方式： 20塊250W太陽能組件，每10塊串聯，分2組輸送至室內實驗臺
5.2.8 斷路器
5.2.9 電表：
5.2.10 雙向計量電度表：
5.3 風力發電機
電機材料：鋁合金&不銹鋼5.4 模擬風洞（鼓風機）
5.5 風光互補控制器
5.6 離網逆變器
離網逆變電源在系統當中，是將直流電轉換成交流電的設備，所轉換的交流電可以驅動家用電器產品，如電風扇，洗衣機，電燈，節能燈等，阻性負載、感性負載等
輸出電壓：220VAC特殊功能：完善的旁路功能，可以實現市電→光伏或光伏→市電之間的無縫切換，可優選光伏優先或市電優先。
5.7 鉛酸蓄電池
在風、光離網發電系統中，蓄電池的作用主要是儲存能量，在晚上或多云等氣候情況下，風力發電機和光伏陣列不能提供足夠的能量時，蓄電池供給負載，保證系統的正常運行。
該系統所采用的鉛酸蓄電池規格如下：
5.7.1 放電特性
鉛酸蓄電池具有的良好的放電特性，尤其是大電流放電的特性更為*。電池放電的容量取決于放電電流，終止電壓和放電時間。
不同放電率的放電性能和終止電壓選擇如下圖：
放電時間
溫 度（℃）
5.7.2 自放電特性
鉛酸蓄電池儲存時的自放電特性如下圖：
自放電特性
5.7.3 充電特性
鉛酸蓄電池要求采用限流恒壓的充電方法進行充電。在環境度為25℃的條件下，浮充電壓為13.6±0.1V 臺X臺數，充電開始時的電流應限制在0.25C10A的范圍內。
恒壓充電特性(25℃)如下圖：
充電時間
在不同的環境溫度下，適宜的電池充電恒壓值可按下所示，找出整組電池的恒壓浮充電壓值(電池充電電壓X電池組中的電池臺數)。
電池浮充電電壓與環境溫度的關系
六、主要實驗實訓內容
6、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換組合原理。
實驗3、陣列電池zui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、陣列結構件組合安裝原理。
實驗6、zui大功率跟蹤器與光伏轉換提效實驗。
實驗7、在不同天氣和日照強度下光波對光伏轉換效率的影響實驗。
實驗8、在不同季節環境溫度變換下對光伏能量轉換的影響實驗。
6、2、光伏并網同步逆變電源實驗
實驗1、逆變電源單元組成原理。
實驗2、逆變電源MPPT的zui大功率跟蹤控制方法的實驗。
實驗3、逆變電源輸出功率與光伏能量變換的實驗。
實驗4、MPPT與電子跟蹤器有效結合和分離控制方面的比較實驗。
實驗5、逆變器并入的電網供電中斷，逆變器應在2s內停止向電網供電，同時發出警示信號的防孤島效應保護試驗。
實驗6、逆變電源直流輸入欠電壓控制實驗。
6、3、光伏并網發電系統軟件實驗
實驗1、在工控一體機上位軟件里查看單站監控項目
實驗2、在移動設備監控軟件里查看單站電量記錄項目：
實驗3、在上位軟件里查看單站故障記錄項目：
6、4、風力發電機運行過程與風能量變換演示實驗
實驗1、風力發電基礎理論原理性實驗
實驗2、風力發電系統設計實驗
實驗3、風力發電控制技術實驗
實驗4、風力發電相關測量技術實驗
實驗5、風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗
實驗6、發電機轉速與輸出電壓關系實驗
實驗7、發電機轉速與輸出電流關系實驗
實驗8、發電機轉速與輸出頻率關系實驗
實驗9、風速即轉速與出功率關系實驗
實驗10、變頻器調速實驗
七、主要設備清單
序號 | 名 稱 | 型 號 | 數 量 | 單 位 | 價 格 |
1 | 風光互補(離)并網發電系統（主控制臺） | TYT31 | 1 | 臺 | |
2 | 太陽能電池板 | YL-250W | 20 | 塊 | |
3 | 并網逆變器（5KW 二代機） | OM-5KTL2 | 1 | 套 | |
4 | Omniksol-WIFI KIT 通訊模塊 | 外置模塊 | 1 | 只 | |
5 | 交流漏電開關 | 正泰/施奈德 | 組 | ||
6 | 單項電子電能表 | DDS607 | 1 | 臺 | |
7 | 雙向計量電度表 （光伏） | 1 | 臺 | ||
8 | 工控一體機 | 13寸 | 1 | 臺 | |
9 | 風力發電機 | 48V/1KW | 1 | 臺 | |
10 | 風光互補控制器 | 48V/1KW | 1 | 臺 | |
11 | 模擬風洞（鼓風機） | 380V/5.5KW | 1 | 臺 | |
12 | 5.5KW 矢量變頻器 | 三相四線 | 1 | 臺 | |
13 | 離網逆變器（輸入DC48V，輸出AC220V） | 5KW | 1 | 臺 | |
14 | 網速測量儀 | 1 | 臺 | ||
15 | 太陽能電池板支架 | 5KW | 1 | 套 | |
16 | 交流配電箱 | 1 | 只 | ||
17 | 上位軟件 | 1 | 套 | ||
18 | 使用手冊 | 1 | 本 | ||
