光伏供电装置、光伏供电系统、逆变与负载系统、监控系统四个部分组成。

系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能，应用灵活，即可组合应用，也可独立工作运行。

二、技术参数

 1.光伏供电装置

   光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成。光伏供电装置

   设备尺寸：光伏供电装置1510×1010×1550mm、实训柜1000×800×2000mm；

 2.电池组件

Ø        功率：20W、误差：±5%、

Ø        输出电压：17.2V、

Ø        输出电流：1.17A、

Ø        开路电压：21.4V、

Ø        短路电流：1.27A、

Ø        工作环境温度：45℃±2℃、

Ø        尺寸：230×230×28mm；

3、光伏供电系统

1） 光伏供电系统的组成

光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控制单元、DSP控制单元、接口单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、12V开关电源、网孔架等组成。

2） 控制方式

光伏供电控制单元的追日功能有手动控制盒自动控制两个状态，可以进行手动或自动运行光伏电池组件双轴跟踪、灯状态、灯运动操作。

3） DSP控制单元和接口单元

蓄电池的充电过程及充电保护由DSP控制单元、接口单元及程序完成，蓄电池的放电保护由DSP控制单元、接口单元及继电器完成，当蓄电池放电电压低于规定值，DSP控制单元输出信号驱动继电器工作，继电器常闭触点断开，切断蓄电池的放电回路。

4） 蓄电池组

蓄电池组选用4节阀控密封式铅酸蓄电池，主要参数：

容量   12V 18Ah/20HR

重量   1.9kg

    尺寸   345mm×195mm×20mm

含漏电保护断路器，AC220V 和DC24V状态指示灯、电源插座；

4、逆变与负载系统

 （1） 逆变与负载系统的组成

逆变与负载系统主要由逆变电源控制单元、逆变输出显示单元、逆变器、逆变器参数检测模块、变频器、三相交流电机、发光管舞台灯光模块、警示灯、接线排、断路器、网孔架等组成。

  1） 逆变电源控制单元

逆变电源控制单元面板如图19所示，逆变电源控制单元主要由断路器、+24V开关电源、AC220V电源插座、指示灯、接线端子DT14和DT15等组成。

  2） 逆变输出显示单元

逆变输出显示单元主要由交流电流表、交流电压表、接线端子等组成。

  3） 逆变与负载系统主电路

逆变与负载系统主要由逆变器、交流调速系统、逆变器测试模块、发光管舞台灯光模块和警示灯组成。

逆变器的输入由光伏发电系统或蓄电池提供，逆变器输出单相220V、50Hz的交流电源。交流调速系统由变频器和三相交流电动机组成，逆变器的输出AC220V电源是变频器的输入电源，变频器将单相AC220V变换为三相AC220V供三相交流电动机使用。逆变电源控制单元的AC220V电源由逆变器提供，逆变电源控制单元输出的DC24V供发光管舞台灯光模块使用。逆变器测试模块用于检测逆变器的死区、基波、SPWM波形。

（2） 逆变器

逆变器是将低压直流电源变换成高压交流电源的装置，逆变器的种类很多, 各自的具体工作原理、工作过程不尽相同。本实训装置使用的逆变器由DC-DC升压PWM控制芯片单元、驱动+升压功率MOS管单元、升压变压器、SPWM芯片单元、高压驱动芯片单元、全桥逆变功率MOS管单元、LC滤波器组成。

（3）逆变与负载系统运行参数

Ø        逆变器输入电压：DC12V、

Ø        输入电压范围：DC9.5V-15.5V、

Ø        输出电压：AC220V±5%

Ø        额定输出电流：1.4A

Ø        输出频率：50Hz±0.5Hz

Ø        额定功率：300VA

Ø        输出波形：正弦波

Ø        波形失真：＜5%

Ø        转换效率：＞85%

Ø        实验模块：正弦波逆变器原理模块

5、监控系统

 （1） 监控系统组成

监控系统主要由一体机、键盘、鼠标、接线排、电源插座、通信线、微软操作系统软件、力控组态软件组成。

 （2） 监控系统功能

     1） 通信

监控系统与控制器、PLC、仪表进行通信。

     2） 界面

Ø        监控系统具有主界面，光伏供电系统界面，风力供电系统界面，逆变与负载系统界面，风光互补能量转换界面，分别显示各自的运行状态参数。

Ø        光伏供电系统界面设置相应的按钮，实现光伏电池方阵自动跟踪。

Ø        风力供电系统界面设置相应的按钮，实现风力发电机侧风偏航控制。

Ø        具有光伏发电采集报表和风力发电集报表，记录光伏输出电压、电流，风力发电机的输出电压、电流；逆变与负载系统的逆变输出电压、电流、功率等数据并打印数据报表。

三、 主要实验实训内容

1)、       离网型光伏发电系统规划；

2)、       根据功率要求，光伏电池组件的选择、安装和连接；

3)、       基于MCU的光伏电池组件最大功率跟踪程序设计；

4)、       蓄电池容量匹配计算与选型；

5)、       蓄电池充放电参数设置、保护参数设置；

6)、       逆变器参数设置；

7)、       监控系统组态及操作；

8)、       光伏供电系统的调试；

9)、       电能质量的监测、调试和分析。

10)、     并网发电实验