5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)系統(tǒng),5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)設(shè)備
2022-07-07 10:27
一、5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)系統(tǒng),5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)設(shè)備,5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)裝置光伏儲能發(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)）
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(jìn)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 |
1、 產(chǎn)品特點：
1）技術(shù)領(lǐng)先，全面滿足電網(wǎng)或負(fù)荷的接入與控制要求具有并網(wǎng)充放電、獨立逆變功能，適合各種應(yīng)用場合具有并網(wǎng)和離網(wǎng)并聯(lián)功能，良好的擴容性可與多種蓄電池接口，具有多種充放電工作模式可以實時接受系統(tǒng)調(diào)度指令和BMS指令，通訊方式有RS485、CAN、以太網(wǎng)無功功率可調(diào)，功率因數(shù)范圍超前0.9至滯后0.9直流電壓范圍，支持低壓48V蓄電池輸入110%額定輸出功率可實現(xiàn)長時間運行。
2）高效節(jié)能，更集成，更好的客戶體驗正面維護(hù)，可靠墻安裝，安裝維護(hù)更方便，降低維護(hù)成本防護(hù)等級為IP21，具有防滴水功能，具備防凝露功能高效PWM調(diào)制算法，降低開關(guān)損耗。
3）更多優(yōu)點
雙電源冗余供電方案提升系統(tǒng)可靠性完善的保護(hù)及故障告警系統(tǒng)，更加安全可靠采用動態(tài)圖形液晶界面，提供友好的操作體驗-25℃~+55℃可連續(xù)滿功率運行適應(yīng)高海拔惡劣環(huán)境，可長期連續(xù)、可靠運行支持離網(wǎng)主動運行功能適合共直流母線系統(tǒng)和共交流母線系統(tǒng)。
2、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
| 直流側(cè) | |
| 最大直流功率 | 5KW |
| 最大直流電壓 | 580V |
| 工作電壓范圍 | 125~550V |
| 最低直流電壓 | 125V |
| 最大直流電流 | 11A |
| 交流側(cè) | |
| 額定功率 | 5KW |
| 最大交流側(cè)功率 | 5.5kVA（長時間運行） |
| 最大交流電流 | 20A |
| 最大總諧波失真 | <3%(額定功率時) |
| 額定電網(wǎng)電壓 | 220V |
| 允許電網(wǎng)電壓范圍 | 180~265V |
| 額定電網(wǎng)頻率 | 50/60Hz |
| 允許電網(wǎng)頻率范圍 | 47~52Hz/57~62Hz |
| 額定功率下的功率因數(shù) | >0.99 |
| 隔離變壓器 | 具備 |
| 直流電流分量 | <0.5%額定輸出電流 |
| 功率因數(shù)可調(diào)范圍 | 0.9（超前）~0.9（滯后） |
| 獨立逆變電壓范圍 | 230V |
| 獨立逆變輸出電壓失真度 | <3%（線性負(fù)載） |
| 帶不平衡負(fù)載能力 | 100% |
| 獨立逆變電壓過渡變動范圍 | 10％以內(nèi)（電阻負(fù)載0%⇔100%） |
| 獨立逆變峰值系數(shù)(CF) | 3:1 |
| 效率 | |
| 最大效率 | 97.6% |
| 保護(hù) | |
| 直流側(cè)斷路設(shè)備 | 斷路器 |
| 直流過壓保護(hù) | 具備 |
| 極性反接保護(hù) | 具備 |
| 絕緣阻抗偵測 | 具備 |
| 交流過壓保護(hù) | 具備 |
| 孤島保護(hù) | 具備 |
| 模塊溫度保護(hù) | 具備 |
| 常規(guī)數(shù)據(jù) | |
| 體積（寬 / 高 / 厚） | 516 × 440 × 184 mm |
| 重量 | 30kg |
| 運行溫度范圍 | -25~+60℃ |
| 停機自耗電 | <5W |
| 冷卻方式 | 自然對流 |
| 防護(hù)等級 | IP65 |
| 相對濕度 （無冷凝） | 0~95%，無冷凝 |
| 最高海拔 | 2000m |
| 顯示屏 | LED&APP |
| BMS通訊方式 | USB2.0、Wifi |
| 序 號 | 項 目 | 參 數(shù) 及 要 求 | |
| 1 | 電池信息 | 電池規(guī)格型號 | 50V100Ah |
| 2 | 標(biāo)稱容量 | 100Ah | |
| 3 | 電池模塊標(biāo)稱電壓 | 50V | |
| 4 | 單體電池標(biāo)稱電壓 | 3.2V | |
| 5 | 電池模塊的單體組合方式 | 16串 | |
| 6 | 電池模塊重量（kg） | ≈65 | |
| 7 | 充電參數(shù) | 最大充電電流（A） | 50 |
| 8 | 電池模塊充電電壓范圍（V） | 40～58.4 | |
| 9 | 電池模塊充電截止電壓 | 58.4V | |
| 10 | 標(biāo)準(zhǔn)充電方法 | 20A均充至58.4V-58.4V浮充 | |
| 11 | 電池模塊充電時間 | 5~6h（20A） | |
| 12 | 放電參數(shù) | 最大放電電流（A） | 100 |
| 13 | 電池模塊放電電壓范圍（V） | 40～58.4 | |
| 14 | 電池模塊放電截止電壓 | 40V | |
| 15 | 單體電池放電截止電壓 | 2.5V | |
| 16 | 短路保護(hù)參數(shù) | 短路保護(hù)電流(A) | 250A |
| 17 | 短路保護(hù)延遲時間(us) | 500 | |
| 18 | 短路保護(hù)恢復(fù)方式 | 連接充電器 | |
| 19 | 自耗及休眠參數(shù) | 工作時電路內(nèi)部消耗(mA) | ≤70 |
| 20 | 休眠時內(nèi)部消耗(uA) | ≤2000 | |
| 21 | 外殼 | 外殼材質(zhì) | 鍍鋅鋼板,表面噴塑 |
| 22 |
電池組 外形尺寸 |
高度（mm） | 175 |
| 23 | 寬度（mm） | 482(帶掛耳總寬度)，440（箱體） | |
| 24 | 長度（mm） | 593（箱體深度） | |
| 25 | 機箱尺寸 | 長*寬*高 | 600*620*890mm |
| 26 | 設(shè)備重量 | 150KG （含電池） | |
| 27 | 數(shù)據(jù)測量精度 | 電壓(mV) | 5 |
| 28 | 電流（mA） | 100 | |
| 29 | 溫度（℃） | 1 | |
| 30 | 容量（mAh） | 100 | |
| 31 | 工作及存貯 | 工作溫度 | 充電：0～45℃；放電：-20～60℃ |
| 32 | 存貯溫度 | -10～35℃ | |
| 33 | 相對濕度 | 5%～85% | |
| 34 | 管理系統(tǒng)（BMS） | 管理系統(tǒng)功能 | 單體電壓管理、總電壓管理、充放電溫度管理、充放電流管理、電池均衡管理、過充保護(hù)、過放保護(hù)、過溫保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)等。 |
BMS介紹
磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)的BMS系統(tǒng)分三級管理，分別為托盤BMS(Tray BMS)、機柜BMS (Rack BMS)、系統(tǒng)BMS(System BMS),每級BMS主要功能如下：
a) Tray BMS (TBMS，托盤級，控制20個單體電芯，內(nèi)置在模組內(nèi)) : 監(jiān)測單體電芯的電壓、溫度和單個托盤的總電壓， 并通過CAN協(xié)議向上級BMS實時傳遞以上信息，能夠控制單體電芯的電壓均衡性。
b) Rack BMS (RBMS，機架級，控制10個或多個TBMS，內(nèi)置在開關(guān)盒內(nèi))： 檢測整組電池的總電壓、總電流，并通過CAN協(xié)議向上級BMS實時傳遞以上信息。 能夠顯示電池充放電時容量、健康狀態(tài)，對功率的預(yù)測、內(nèi)阻的計算�？刂评^電開關(guān)和盤級單元電壓的均衡性。
c) System BMS (SBMS,系統(tǒng)級，最多控制48個RBMS)： 收集下級RBMS信息，能夠?qū)崟r對電池剩余容量、健康狀況進(jìn)行預(yù)估，功率的預(yù)測、內(nèi)阻的計算。通過RS-485或Modbus-TCP/IP 的方式與上位和外部系統(tǒng)進(jìn)行通信。
d) 每級BMS實現(xiàn)功能如下
| 功能 | System BMS | Rack BMS | Tray BMS | |
| 檢測 | Rack 電壓/電流 | - | ○ | - |
| Cell 電壓/溫度 | - | - | ○ | |
| Module 電壓 | - | - | ○ | |
| 計算 | 容量估計 | ○ | ○ | - |
| 健康狀況估計 | ○ | ○ | - | |
| 功率預(yù)測 | ○ | ○ | - | |
| 電阻計算 | ○ | ○ | - | |
| 控制 | 風(fēng)扇控制 | - | - | ○ |
| 開關(guān)控制 | - | ○ | - | |
| 電壓平衡 | - | ○ | ○ | |
| 通信 | CAN | ○ | ○ | ○ |
| RS-485 or Modbus-TCP/IP | ○ | - | - | |
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(jìn)行監(jiān)測。
1、監(jiān)控軟件功能
實時顯示電站的當(dāng)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；
可查看運行參數(shù)，主要包括：
a. 直流電壓
b. 直流電流
c. 交流電壓
d. 交流電流
e. 逆變器機內(nèi)溫度
f. 時鐘
g. 頻率
h. 當(dāng)前發(fā)電功率
i. 日發(fā)電量
j. 累計發(fā)電量
k. 累計CO2 減排量
l. 每天發(fā)電功率曲線圖
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，監(jiān)控的故障信息至少因包括以下內(nèi)容：
a. 電網(wǎng)電壓過高
b. 電網(wǎng)電壓過低
c. 電網(wǎng)頻率過高
d. 電網(wǎng)頻率過低
e. 直流電壓過高
f. 逆變器過載
g. 逆變器過熱
h. 逆變器短路
i. DSP 故障
J. 通訊失敗
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(fēng)速、風(fēng)向、和溫度等參量。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。 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。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(jì)錄。可通過監(jiān)控軟件對逆變器進(jìn)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。
BMS系統(tǒng)終端可查看數(shù)據(jù)信息內(nèi)容
單體電壓管理、總電壓管理、充放電溫度管理、充放電流管理、電池均衡管理、過充保護(hù)、過放保護(hù)、過溫保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)等。
2、監(jiān)控系統(tǒng)介紹
系統(tǒng)所采用的逆變器配置Wifi卡，PMB能保存?zhèn)鞲衅鞯乃兄匾獢?shù)據(jù)。同時配備RS485、RS232、USB和以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)接口�？梢赃x擇使用wifi和USB2.0免費的監(jiān)控軟件能夠通過電腦及移動終端清晰直觀的查看輸出數(shù)據(jù)，您可以在任何時候查看光伏電站的太陽能產(chǎn)量和公共電網(wǎng)的供電量情況。
數(shù)據(jù)采集和控制
1）逆變器監(jiān)控
采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：當(dāng)前總功率、發(fā)電量、二氧化碳減排量、直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、電流、逆變器機內(nèi)溫度等。
2）匯流箱監(jiān)控
采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 光伏陣列每路電流或每個光伏陣列電流。
報警數(shù)據(jù)：設(shè)備可提供的所有報警數(shù)據(jù)。
3）光伏陣列監(jiān)控
采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有高度角、方位角、運行狀態(tài)、報警數(shù)據(jù)。
4）氣象監(jiān)測儀監(jiān)控
采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有環(huán)境溫度 、光照強度、風(fēng)速、風(fēng)向等。
統(tǒng)一的設(shè)備維護(hù)管理
軟件平臺提供監(jiān)控設(shè)備使用狀況功能，顯示逆變器等設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況、電流和電壓、設(shè)備的故障信息，提供自動報警顯示并存儲，并且對重要儀表統(tǒng)一管理，提示維修人員及時更換備件、及時維護(hù)，延長儀表的使用壽命。
數(shù)據(jù)存儲和顯示
調(diào)度中心負(fù)責(zé)實時采集重要參量并進(jìn)行定期存儲，操作員可查詢歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，并且以報表和曲線、棒圖等形式的展示，同時可以打印數(shù)據(jù)，為技術(shù)員分析系統(tǒng)運行狀況提供科學(xué)的依據(jù)。
系統(tǒng)報警與告警通知
當(dāng)系統(tǒng)任何節(jié)點、任務(wù)模塊出現(xiàn)故障或異常，在處理系統(tǒng)實時的或歷史的數(shù)據(jù)過程中發(fā)現(xiàn)異常、故障時，系統(tǒng)自動給出各種報警提示，包含預(yù)設(shè)的語音報警、報警簡報窗口顯示、報警總表顯示、報警即時打印、報警畫面、圖元變色等。
系統(tǒng)產(chǎn)生的報警信息保存，包括告警時間、站點信息、告警類別、告警描述等。同時可以按時間、地域信息、報警類別、描述等做復(fù)雜的關(guān)鍵字組合查詢和進(jìn)行復(fù)雜的統(tǒng)計。
告警通知向使用者提供故障設(shè)備的告警以及設(shè)備在故障前的預(yù)警功能。
四、5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)系統(tǒng),5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)設(shè)備,5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)裝置環(huán)境監(jiān)測儀：
該裝置由風(fēng)速傳感器、風(fēng)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(fēng)參量及太陽輻射能量的測量�？蓽y量環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)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)。
五、5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)系統(tǒng),5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)設(shè)備,5KW光伏儲能發(fā)電教學(xué)裝置主要教學(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(xí)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
