-TYN23 5KW光伏儲能及微電網(wǎng)發(fā)電教學系統(tǒng)

一、項目概況
1.1 項目背景
某地大學規(guī)劃建造設計一套小型分布式光伏儲能及微電網(wǎng)發(fā)電教學系統(tǒng)，一方面可作為學生教學實踐的平臺，另一方面為校內(nèi)實驗室負荷實行供電，盡量減少對市電的依賴，完成節(jié)能減排的目的，同時在設定有示范意義。該光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)運用校內(nèi)的建筑屋頂建造設計光伏系統(tǒng)，為教學樓內(nèi)的實驗室負荷供電，白天負荷較小，晚上學生自習時負荷較大，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1小時,考慮系統(tǒng)容量（KV），光伏結合套件容量（KV）設計為：5kWp,儲能系統(tǒng)容量（KV）為：5kWh。
1.2 項目意義
建造設計光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)主要完成目的如下：
 為教學提供實踐應用平臺；
 為學校實驗室負載供電，節(jié)省電費支出；
 鼓勵低碳技術的應用，節(jié)能減排，保護生態(tài)環(huán)境，在校內(nèi)啟到示范效應；
二、光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)設計
5KW光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)主要采用光伏子單元、儲能子單元、電網(wǎng)接入裝置和能量管理系統(tǒng)四大部分包括，系統(tǒng)主要設備含有概括：
(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) 光伏結合套件
(6) 匯流箱
(7) 通訊裝置
(8) 防雷及接地裝置
(9) 設備之間的連接電纜（含有概括直線DC側和交流AC側）
2.1 光儲系統(tǒng)拓撲圖
圖1 ：光伏儲能系統(tǒng)拓撲圖

圖2 ：光伏儲能系統(tǒng)接線圖 2.2 系統(tǒng)運行原理
控制原則如下：
 白天，光伏系統(tǒng)發(fā)電優(yōu)先給實驗室內(nèi)負載供電，當光伏發(fā)電功率（W）大于負荷功率（W）時多余電能儲物在蓄電池中，當光伏發(fā)電功率（W）小于負荷功率（W）時，儲能電池和光伏發(fā)電一起給負載供電；
 夜晚，光伏側直線DC停機，由儲能電池經(jīng)過儲能逆變器單獨給負載供電，當電池剩余容量（KV）（SOC）放到設定值，系統(tǒng)自動切入電網(wǎng)，由電網(wǎng)給負載供電，按照需求，電網(wǎng)可以經(jīng)過儲能逆變器給電池充電，也可以不充電；  當電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，光儲系統(tǒng)自動變換至離網(wǎng)運行模式，由光伏電池和儲能電池同時向負載供電；  電網(wǎng)可以向儲能電池充電，充電功率（W）及充電時間可調(diào)；

三、主要設備配備表
表1：該系統(tǒng)配備按照夜晚2小時供電要求，備單元配備如下

序號	設備名稱	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	一相交流AC輸出，規(guī)格限定功率（W）5kW
2	磷酸鐵鋰鋰電池	10kWh	1	套	選用3.2V 100Ah電芯，16節(jié)實行串聯(lián)，含BMS系統(tǒng)及電池模組
光伏系統(tǒng)
1	265Wp多晶硅結合套件（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)主要設備功能功能數(shù)值簡介

4.1儲能逆變器功能簡介

4.1.1 設備主電子回路

主電子回路框圖
設備主電子回路應用雙向PWM逆變電子回路及相應的控制電子回路、保護和監(jiān)控電子回路。直線DC側由緩沖電阻、防反二極管和直線DC接觸器構成了直線DC側緩沖電子回路，當初始連接各種電池時對直線DC母線電容實行緩沖。主電子回路電源可有交直兩用供電，以使系統(tǒng)在電池或電網(wǎng)有電時全部可以作業(yè)。

4.1.2 設備特別點

1）技術領先，全面適用電網(wǎng)或負荷的接入與控制要求

• 設定有并網(wǎng)充放電、單獨逆變功能，適合各種應用場合
• 設定有并網(wǎng)和離網(wǎng)并聯(lián)功能，良好的擴容性
• 可與多種蓄電池連接口，設定有多種充放電作業(yè)模式
• 可以就地實時接受系統(tǒng)調(diào)度指令和BMS指令，通訊方法有RS485、CAN、以太網(wǎng)
• 無功功率（W）可調(diào)，功率（W）因數(shù)界限超前0.9至滯后0.9
• 直線DC電壓（V）界限，支持低壓48V蓄電池寫入
• 110%規(guī)格限定輸出功率（W）可完成長時間運行

2）高效節(jié)能，更包括，更好的客戶體驗

• 正面維護，可靠墻裝配，裝配維護更便利，降低維護成本
• 防護等級為IP21，設定有防滴水功能，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
• 完善的保護及故障警報系統(tǒng)，更加安全可靠
• 應用動態(tài)圖形液晶界面，提供友好的實操體驗
• -25℃~+55℃可連續(xù)滿功率（W）運行
• 適應高海拔惡劣環(huán)境，可長期連續(xù)、可靠運行
• 支持離網(wǎng)主動運行功能
• 適合共直線DC母線系統(tǒng)和共交流AC母線系統(tǒng)

4.1.3 設備技術功能數(shù)值參考規(guī)格

直線DC側
最大直線DC功率（W）	5KW
最大直線DC電壓（V）	580V
作業(yè)電壓（V）界限	125~550V
最低直線DC電壓（V）	125V
最大直線DC電流（A）	11A
交流AC側
規(guī)格限定功率（W）	5KW
最大交流AC側功率（W）	5.5kVA（長時間運行）
最大交流AC電流（A）	20A
最大總諧波失真	<3%(規(guī)格限定功率（W）時)
規(guī)格限定電網(wǎng)電壓（V）	220V
允許電網(wǎng)電壓（V）界限	180~265V
規(guī)格限定電網(wǎng)頻率	50/60Hz
允許電網(wǎng)頻率界限	47~52Hz/57~62Hz
規(guī)格限定功率（W）下的功率（W）因數(shù)	>0.99
隔離變壓器	具備
直線DC電流（A）分量	<0.5%規(guī)格限定輸出電流（A）
功率（W）因數(shù)可調(diào)界限	0.9（超前）~0.9（滯后）
單獨逆變電壓（V）界限	230V
單獨逆變輸出電壓（V）失真度	<3%（線性負載）
帶不平衡負載能力	100%
單獨逆變電壓（V）過渡變動界限	10％以內(nèi)（電阻負載0%⇔100%）
單獨逆變峰值系數(shù)(CF)	3:1
效率
最大效率	97.6%
保護
直線DC側斷路設備	斷路器
直線DC過壓保護	具備
極性反接保護	具備
絕緣阻抗偵測	具備
交流AC過壓保護	具備
孤島保護	具備
模型塊溫度（℃）保護	具備
常規(guī)數(shù)值
體積（寬 / 高 / 厚）	516 × 440 × 184 mm
重量（kg）	30kg
運行溫度（℃）界限	-25~+60℃
停機自耗電	<5W
冷卻方法	自然對流
防護等級	IP65
相對濕度 （無冷凝）	0~95%，無冷凝
最高海拔	2000m
顯露屏	LED&APP
BMS通訊方法	USB2.0、Wifi

4.1.3 作業(yè)邏輯架構

a.——并網(wǎng)發(fā)電、離網(wǎng)備用功能
電網(wǎng)供電時，儲能逆變器并網(wǎng)作業(yè)在恒壓模式，維持蓄電池SOC在一定水平，光伏逆變器并網(wǎng)發(fā)電
微網(wǎng)供電時，儲能逆變器作業(yè)在單獨逆變模式建網(wǎng)，光伏逆變器并網(wǎng)作業(yè)，光伏發(fā)電大于負載時，光伏優(yōu)先供負載供電，剩余電力給電池充電；光伏發(fā)電小于負載時，儲能和光伏一起合作為負載供電。
可選用電網(wǎng)優(yōu)先或微網(wǎng)優(yōu)先，按照選用的模式實行供電邏輯變換
觸摸屏控制啟動、停止和功能數(shù)值設定
b. ——電網(wǎng)（或柴油機）、微網(wǎng)變換功能
電網(wǎng)供電時，當電池組SOC超過設定值時，儲能逆變器和光伏逆變器不作業(yè)；當電池組SOC不足時，儲能逆變器單獨逆變建網(wǎng)，光伏逆變器并網(wǎng)作業(yè)，給電池組充電。
微網(wǎng)供電時，儲能逆變器作業(yè)在單獨逆變模式建網(wǎng)，光伏逆變器并網(wǎng)作業(yè)，光伏發(fā)電大于負載時，光伏優(yōu)先供負載供電，剩余電力給電池充電；光伏發(fā)電小于負載時，儲能和光伏一起合作為負載供電。
可選用電網(wǎng)優(yōu)先或微網(wǎng)優(yōu)先，按照選用的模式實行供電邏輯變換
觸摸屏控制啟動、停止和功能數(shù)值設定

4.2磷酸鐵鋰電池功能簡介
4.2.1磷酸鋰電池簡介
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構造崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質，因此擁有良好的安全性。
1．安全性領先
材料/電芯級6重安全裝置，開關盒系統(tǒng)級雙重保護線路，保證系統(tǒng)安全性；從電芯到系統(tǒng)設定有全球級安全性權威認證：UL1642、UN38.3、UL1973、VDE、JET。

內(nèi)置可靠的安全閥，當過充電或溫度（℃）急劇上升時，伴隨者副反應發(fā)生，單體內(nèi)壓多加到一定值，安全閥自動開啟泄氣，防止電池鼓脹或爆炸 ；
隔膜應用耐高溫陶瓷涂布技術，防止由枝晶或電池遭沖擊時造成的內(nèi)部短路，高溫時切斷鋰離子傳輸通道。
內(nèi)置正極保險絲（即正極經(jīng)過熔絲與外殼相連），當電池短路或過充電等意外時，內(nèi)置正極保險絲熔斷，起保護作用；
負極設定有過充電的保護裝置OSD，過充電等濫用現(xiàn)象下，單體內(nèi)部氣壓上升，誘發(fā)OSD變形，充電電流（A）迂回至殼體線路，促使正極保險絲熔斷，切斷充電線路；
正極性金屬鋁方形外殼，設定有良好的導熱散熱功能，又能阻止表面腐蝕，在長期使用時避免電解質的泄漏；
殼體內(nèi)置放針刺保護層（NSD），當外殼被尖銳硬物刺穿時，NSD層提前與殼體形成線路，降低電芯短路風險。
線路斷路器可避免電池組因外部短路造成的損害。
2．優(yōu)異的電化學功能
循環(huán)壽命長、耐受性強，良好的高低溫功能；
圓形電芯設計，極高的電解液量和電解液保持率（相對比軟包電池），保證單體電芯在25℃下，@0.5C1C、DOD100%、 EOL80%循環(huán)次數(shù)高于4000次，同款設備已大批量應用在電動車領域，其功能也獲取多家車企的檢驗，該設備儲能領域應用，建議放電倍率在0.5C以下，預期其循環(huán)壽命遠高于6000次。

3．剩余容量（KV）無瞬間跌落特性
EOL低于50%，放電功能仍能預測；
圓形電芯設計極高的電解液保持率，電池生命周期內(nèi)不存在電解液的干涸（與軟包電池相比），即使容量（KV）衰減到50%，剩余容量（KV）不會出現(xiàn)"瞬間跌落"現(xiàn)象。意味著更長的資產(chǎn)運用率和更高的投資回報率。

4．系統(tǒng)適用性強
圓形鋁殼電芯、標準化模組、通用型機架設計，方便規(guī)?；a(chǎn)組裝，靈活的系統(tǒng)結合，可適用各種定制化需要；
寬廣的系統(tǒng)電壓（V）界限，經(jīng)過不一樣的串聯(lián)結合可提供不一樣電壓（V）等級的電池系統(tǒng)。
寬廣的系統(tǒng)容量（KV）界限，通用型機架式并聯(lián)結合可提供容量（KV）多樣式電池系統(tǒng)?？梢杂袔资叩綆渍椎慕缦薰┻x用。
5．系統(tǒng)易于裝配、維護
系統(tǒng)部位件模型塊化設計，標準機架裝配，全部接線端子前端設計，易于裝配維護。
4.2.2磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)功能數(shù)值

序 號	項 目		參 數(shù) 及 要 求
1	電池信息	電池規(guī)格型號	50V100Ah
2		標稱容量（KV）	100Ah
3		電池模型塊標稱電壓（V）	50V
4		單體電池標稱電壓（V）	3.2V
5		電池模型塊的單體結合方法	16串
6		電池模型塊重量（kg）（kg）	≈65
7	充電功能數(shù)值	最大充電電流（A）（A）	50
8		電池模型塊充電電壓（V）界限（V）	40～58.4
9		電池模型塊充電截止電壓（V）	58.4V
10		標準充電方法	20A均充至58.4V-58.4V浮充
11		電池模型塊充電時間	5~6h（20A）
12	放電功能數(shù)值	最大放電電流（A）（A）	100
13		電池模型塊放電電壓（V）界限（V）	40～58.4
14		電池模型塊放電截止電壓（V）	40V
15		單體電池放電截止電壓（V）	2.5V
16	短路保護功能數(shù)值	短路保護電流（A）(A)	250A
17		短路保護延遲時間(us)	500
18		短路保護恢復方法	連接充電器
19	自耗及休眠功能數(shù)值	作業(yè)時電子回路內(nèi)部消耗(mA)	≤70
20		休眠時內(nèi)部消耗(uA)	≤2000
21	外殼	外殼材料	鍍鋅鐵板,表面噴塑
22	電池組 外觀尺寸	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	設備重量（kg）		150KG （含電池）
27	數(shù)值測量精確度	電壓（V）(mV)	5
28		電流（A）（mA）	100
29		溫度（℃）（℃）	1
30		容量（KV）（mAh）	100
31	作業(yè)及存貯	作業(yè)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（V）管理、總電壓（V）管理、充放電溫度（℃）管理、充放電流（A）管理、電池均衡管理、過充保護、過放保護、過溫保護、過流保護、短路保護等。

BMS簡介

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)、機儲物柜BMS (Rack BMS)、系統(tǒng)BMS(System BMS),每級BMS主要功能如下：

• 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（V）、溫度（℃）和單個托盤的總電壓（V）， 并經(jīng)過CAN協(xié)議向上級BMS就地實時傳遞以上信息，能夠控制單體電芯的電壓（V）均衡性。
• Rack BMS (RBMS，機架級，控制10個或多個TBMS，內(nèi)置在開關盒內(nèi))： 檢驗測試整組電池的總電壓（V）、總電流（A），并經(jīng)過CAN協(xié)議向上級BMS就地實時傳遞以上信息。 能夠顯露電池充放電時容量（KV）、健康狀態(tài)，對功率（W）的預測、內(nèi)阻的計算。控制繼電開關和盤級單元電壓（V）的均衡性。
• System BMS (SBMS,系統(tǒng)級，最多控制48個RBMS)： 收集下級RBMS信息，能夠就地實時對電池剩余容量（KV）、健康狀況實行預估，功率（W）的預測、內(nèi)阻的計算。經(jīng)過RS-485或Modbus-TCP/IP 的方法與上位和外部系統(tǒng)實行通信。
• 每級BMS完成功能如下

功能		System BMS	Rack BMS	Tray BMS
檢驗測試	Rack 電壓（V）/電流（A）	-	○	-
	Cell 電壓（V）/溫度（℃）	-	-	○
	Module 電壓（V）	-	-	○
計算	容量（KV）估計	○	○	-
	健康狀況估計	○	○	-
	功率（W）預測	○	○	-
	電阻計算	○	○	-
控制	風扇控制	-	-	○
	開關控制	-	○	-
	電壓（V）平衡	-	○	○
通信	CAN	○	○	○
	RS-485 or Modbus-TCP/IP	○	-	-

4.3 PVS-4M匯流箱功能簡介

為了減少光伏陣列到直線DC變換器之間的連接線，便利維護，提升系統(tǒng)的可靠性，需要光伏陣列與直線DC變換器之間配備光伏陣列匯流箱。

本項目使用的匯流箱為我公司自主研發(fā)設備，已在多個電站運用，效果極佳，光伏陣列匯流箱型號為PVS-2M。光伏組串寫入路數(shù)為2路,輸出路數(shù)為1路：

• 該匯流箱設定有以下特別點：
  • 冷軋鐵板，防護等級IP65，適用室外裝配的要求，可直接掛在電池支撐架上；
  • 可同時接入2路光伏組串，每路光伏組串的最大開路電壓（V）可達DC1000V；
  • 每路光伏組串寫入線路的正負極全部配備高壓直線DC熔絲，其耐壓值可達DC1000V，規(guī)格限定電流（A）為15A；
  • 直線DC匯流輸出的正極對地、負極對地、正負極之間配備有光伏專用防雷器；
  • 直線DC匯流的輸出端配備有可分斷的直線DC斷路器；
  • 防雷器失效報警；
  • 直線DC拉弧檢驗測試及切斷輸出功能。

五、監(jiān)控及通訊裝置

系統(tǒng)配備1 套監(jiān)控裝置，配備光伏并網(wǎng)系統(tǒng)專用互聯(lián)網(wǎng)版監(jiān)測系統(tǒng)，應用 USB2.0 或 Wifi通訊方法，可以連續(xù)每天 24 小時對全部的系統(tǒng)運行狀態(tài)和數(shù)值實行監(jiān)測。

5.1 監(jiān)控系統(tǒng)功能

1. 就地實時顯露電站的當前發(fā)電總功率（W）、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（W）彎曲線圖；
2. 可查看運行功能數(shù)值，主要含有概括：

a. 直線DC電壓（V）
b. 直線DC電流（A）
c. 交流AC電壓（V）
d. 交流AC電流（A）
e. 逆變器機內(nèi)溫度（℃）
f. 時鐘
g. 頻率
h. 當前發(fā)電功率（W）
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（W）彎曲線圖

3. 監(jiān)控全部設備的運行狀態(tài)，應用聲光報警方法提醒設備出現(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含有概括以下內(nèi)容：

a. 電網(wǎng)電壓（V）過高
b. 電網(wǎng)電壓（V）過低
c. 電網(wǎng)頻率過高
d. 電網(wǎng)頻率過低
e. 直線DC電壓（V）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

4. 監(jiān)控系統(tǒng)設定有包括環(huán)境監(jiān)測功能，能完成環(huán)境監(jiān)測功能，主要含有概括日照強度、風速、風向、和溫度（℃）等參量。
5. 可每隔5 分鐘存儲一次電站全部運行數(shù)值，含有概括環(huán)境數(shù)值。故障數(shù)值需要就地實時存儲。
6. 能夠分別以日、月、年為單位記錄和存儲數(shù)值、運行事件、警告、故障信息等。
7. 可以連續(xù)存儲20 年以上的電站全部的運行數(shù)值和全部的故障紀錄。
8. 可經(jīng)過監(jiān)控系統(tǒng)對逆變器實行控制，可以以電子表格的形式存儲運行數(shù)值，并可以圖表的形式顯露電站的運行現(xiàn)象。
9. BMS系統(tǒng)終端可查看數(shù)值信息內(nèi)容

單體電壓（V）管理、總電壓（V）管理、充放電溫度（℃）管理、充放電流（A）管理、電池均衡管理、過充保護、過放保護、過溫保護、過流保護、短路保護等。

5.2 監(jiān)控系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)所應用的逆變器配備Wifi卡，PMB能存檔傳感器的全部重要數(shù)值。同時配備裝備RS485、RS232、USB和以太網(wǎng)標準連接口?？梢赃x用使用wifi和USB2.0免費的監(jiān)控系統(tǒng)能夠經(jīng)過電腦及位移終端清晰直觀的查看輸出數(shù)值，您可以在任何時候查看光伏電站的太陽能產(chǎn)量和共同共用電網(wǎng)的供電量現(xiàn)象。

• 數(shù)值收集和控制

（1）逆變器監(jiān)控
收集的基礎數(shù)值：當前總功率（W）、發(fā)電量、二氧化碳減排量、直線DC電壓（V）、直線DC電流（A）、直線DC功率（W）、交流AC電壓（V）、電流（A）、逆變器機內(nèi)溫度（℃）等。

（2）匯流箱監(jiān)控
收集的基礎數(shù)值： 光伏陣列每路電流（A）或每個光伏陣列電流（A）。
報警數(shù)值：設備可提供的全部報警數(shù)值。
（3）光伏陣列監(jiān)控
收集的基礎數(shù)值有高度角、方位角、運行狀態(tài)、報警數(shù)值。

（4）氣象監(jiān)測儀監(jiān)控
收集的基礎數(shù)值有環(huán)境溫度（℃） 、光照強度、風速、風向等。
統(tǒng)一的設備維護管理
系統(tǒng)平臺提供監(jiān)控設備使用狀況功能，顯露逆變器等設備的運行現(xiàn)象、電流（A）和電壓（V）、設備的故障信息，提供自動報警顯露并存儲，并而且對重要儀表統(tǒng)一管理，提醒維修人員及時更換備件、及時維護，延長儀表的使用壽命。
數(shù)值存儲和顯露
調(diào)度中心負責就地實時收集重要參量并實行定期存儲，實操員可查詢歷史數(shù)值庫的數(shù)值，并而且以報表和彎曲線、棒圖等形式的展示，同時可以打印數(shù)值，為技術員解析系統(tǒng)運行狀況提供科學的依據(jù)。
系統(tǒng)報警與警報通知
當系統(tǒng)任何節(jié)點、任務模型塊出現(xiàn)故障或異常，在處置整理系統(tǒng)就地實時的或歷史的數(shù)值過程中發(fā)現(xiàn)異常、故障時，系統(tǒng)自動給出各種報警提醒，含有預設的語音報警、報警簡報窗口顯露、報警總表顯露、報警即時打印、報警畫面、圖元變色等。
系統(tǒng)產(chǎn)生的報警信息存檔，含有概括警報時間、站點信息、警報類別、警報描述等。同時可以按時間、地域信息、報警類別、描述等做復雜的關鍵字結合查詢和實行復雜的統(tǒng)計。
警報通知向使用者提供故障設備的警報以及設備在故障前的預警功能。
（6）分布式光伏擬真規(guī)劃系統(tǒng)
基礎簡介：
基于Unity3D系統(tǒng)，使用C#語言實行研發(fā)，應用My Sql作為后臺數(shù)值庫，經(jīng)過FTP協(xié)議與數(shù)值庫實行通信。系統(tǒng)使用者經(jīng)過使用光伏、風力、地熱、生物質4種能源設計多能互補方案，完成區(qū)域能源的供能構造改造方案設計，并集合區(qū)域的氣候數(shù)值，模仿區(qū)域內(nèi)就地實時能耗與供能數(shù)值，從而優(yōu)化出合理的能源構造。
二、用戶管理功能：
注冊：支持學生或教師按照學校名稱和手機號碼注冊用戶
登錄：支持學生或教師按照手機號碼或用戶名登錄系統(tǒng)。
找回密碼：支持學生或教師按照手機號碼找回密碼
權限管理：支持主用戶添加或刪除子用戶
用戶信息管理：支持用戶信息查看，含有概括用戶名、學校、真實姓名、學號、上級用戶等
異地登錄：同一個賬號24小時內(nèi)只能在同一臺電腦上登錄，無法在其他電腦上登錄。
三、結合套件數(shù)值庫
支持查看市面上超過15家光伏結合套件廠商的實際數(shù)值
涵蓋了至少500種規(guī)格型號的光伏結合套件數(shù)值。
每種光伏結合套件的型號常規(guī)功能數(shù)值均可查看：價格、功率（W）、結合套件類型、峰值電壓（V）、開路電壓（V）、最大允許電壓（V）、電壓（V）溫度（℃）系數(shù)、峰值電流（A）、短路電流（A）、電流（A）溫度（℃）系數(shù)、光電轉化效率、長度、重量（kg）等
四、逆變器數(shù)值庫
支持查看市面上超過6家逆變器廠商的實際數(shù)值。
涵蓋了至少40種規(guī)格型號的逆變器數(shù)值。
每種型號的逆變器常規(guī)功能數(shù)值均可查看：價格、最大直線DC寫入、規(guī)格限定交流AC輸出、最大效率、歐洲效率、最小電壓（V）、mppt電壓（V）、MPPT數(shù)量、最大直線DC電壓（V）、最大直線DC電流（A）、尺寸、重量（kg）等。
五、氣象數(shù)值庫
支持查看全國超過32個城市的模仿地圖氣候數(shù)值。
支持查看2013-2016年的精確到天的模仿地圖氣候數(shù)值，可自由設定日期實行查看。
每個城市的氣候數(shù)值均可查看：平均氣溫、最高最低氣溫、濕度、降水量、輻照量、氣壓、風速、土地濕度攝氏度等。
六、3D地圖功能
6.1 模型
支持教師經(jīng)過3D地圖上的模仿能耗布置相應學習掌控把握任務，同時可以修改多種功能數(shù)值以最大化的適應不一樣實際現(xiàn)象，最后可以按照學生完成現(xiàn)象實行相應的評定分數(shù)。
按照項目及學習掌控把握任務需要規(guī)劃設計的區(qū)域面積大小，選用對應面積以及地形相似度高的區(qū)域，并定期更新可用的區(qū)域3d地圖
載入在3D地圖上的是真實的地形地貌，含有設計成虛擬的地形地貌、3D地圖模型、山川、河流與樹木；
支持修改光伏發(fā)電的相關評定分數(shù)功能數(shù)值：整機效率、最佳傾角、除結合套件和逆變器以外的其他成本功能數(shù)值等。
支持修改風力發(fā)電的相關評定分數(shù)功能數(shù)值：整機效率、風力波動（自定義風速的每小時波動數(shù)值以體現(xiàn)出風力發(fā)電機組隨著每小時風速數(shù)值的改變，發(fā)電量在1天24小時內(nèi)隨機波動的特別點；）
支持修改地熱能的相關評定分數(shù)功能數(shù)值：換熱能力、熱協(xié)調(diào)功能數(shù)值、成本單價
支持修改生物質能的相關評定分數(shù)功能數(shù)值：生物質年供應、整機效率、生物質殘余物平均能源折算系數(shù)、生物質平均谷草比系數(shù)、生物質殘余物能源運用可獲取系數(shù)、建造設計成本、燃料成本、運維成本等。同時可自動按照公司計算得出每年最大可建造設計的電站功率（W）作為評定分數(shù)準則。
（最大生物質電站功率（W）=年供應量*1000*平均能源折算系數(shù)*谷草比系數(shù)*殘余物能源運用可獲取系數(shù)/ 3600/365/24）
設計區(qū)域內(nèi)的5種用能建筑模型（底層住宅、交通樞紐、酒店、小高層、寫字樓），經(jīng)過設定每個建筑模型的最大功率（W）、制冷制熱能耗占比、每小時實際用電系數(shù)、日能耗時長，可以獲取區(qū)域內(nèi)建筑每小時、每天、全年的耗電現(xiàn)象以及制冷制熱能耗需求；
可選用全國隨意地區(qū)（精確城市）、隨意氣候時段作為區(qū)域能源模仿的目標區(qū)域，經(jīng)過對比數(shù)值庫可以得出當?shù)亟?jīng)緯度、光伏結合套件全年最高、最低作業(yè)溫度（℃），并可以自動計算最大、最小電壓（V）、最大開路電壓（V）、最大直線DC電流（A）等數(shù)值
可以自行對比同一模型不一樣規(guī)劃方案的優(yōu)劣，經(jīng)過對比傾角偏差、結合套件逆變器功率（W）比、間距誤差、逆變器數(shù)量、生物質電站容量（KV）、淺層地熱容量（KV）、風力電站布置、外部電力寫入、外部電力波動、建造設計總成本等，可以對同一模型下的方案實行自動評定分數(shù)
命名：教師可以自行命名模型的名字
刪除：教師可以對模型實行刪除實操

6.2 方案
支持學生經(jīng)過設定3D地圖上的各種能源搭配的方案來解答教師給出的學習掌控把握任務，并給出相應的數(shù)值報表
在3d地圖上，按照模仿的每小時用能數(shù)值，合理布置"光伏發(fā)電""風力發(fā)電""生物質發(fā)電""淺層地熱設施"設定各種產(chǎn)能模型塊的產(chǎn)能功能數(shù)值，適用區(qū)域用能需求，以完成需求側區(qū)域能源規(guī)劃方案的設計；
使用光伏、風力、生物質、地熱4種新能源并集合外部電力寫入以實行能源供應模仿并能自動計算產(chǎn)能。
按照設施地區(qū)經(jīng)緯度與氣候功能數(shù)值，經(jīng)過選用不一樣型號規(guī)格的逆變器與光伏結合套件，來完成光伏結合套件方陣的設計，主要含有功能數(shù)值有：方陣行數(shù)、方陣列數(shù)、結合套件裝配方法設計、傾角設計、逆變器數(shù)量、結合套件間距設計、組串串并聯(lián)的數(shù)量等完成區(qū)域光伏電站設定
按照每小時的用電現(xiàn)象，完成戶式/小型分布式光伏電站的模仿設計，并按照所選光伏結合套件與逆變器估算該電站的建造設計成本以及模仿該分布式電站與負載的合并運行現(xiàn)象
可設定不一樣容量（KV）大小的風機，模仿風力發(fā)電功率（W）
按照模仿時段內(nèi)的氣溫數(shù)值，判別當日是否存在制冷制熱需求，并按照當日的冷熱程度模仿制冷制熱能耗現(xiàn)象。
模仿淺層地熱換熱能力與埋管面積的關系；同時學生按照模仿數(shù)值需要，設定生物質能建造設計所需面具，以適用模仿建筑制冷制熱能耗需求；
學習掌控把握生物質發(fā)電過程中，經(jīng)過生物質能電站的一系列功能數(shù)值，強化學生對于生物質能轉化公式學習掌控把握。（最大生物質電站功率（W）=年供應量*1000*平均能源折算系數(shù)*谷草比系數(shù)*殘余物能源運用可獲取系數(shù)/ 3600/365/24）
模仿白天時段，光伏發(fā)電設施每小時發(fā)電數(shù)值，體現(xiàn)出白天每小時光伏發(fā)電量隨光照強度改變、夜晚光伏沒有發(fā)電的量的特別點；
按照逆變器、光伏結合套件的價格，風機機組價格，地熱電站價格，生物質電站價格對所設計的多能互補方案的建造設計總成本自動統(tǒng)計
在初始化并部署完成后，展示整個區(qū)域能源狀態(tài)，并按照預設值實行計算和輸出，按照輸出成果形成各類報表。含有概括總數(shù)值和日數(shù)值；
能源數(shù)值報表中，經(jīng)過模仿時間過程，以及設計好的方案，可以顯露各種能源的產(chǎn)能現(xiàn)象，含有概括：總產(chǎn)能、光伏發(fā)電量、風力發(fā)電量、淺層地熱能量、生物質能發(fā)電量以及外部電力寫入等。
按照用能模型塊預設的用能功能數(shù)值，模仿計算出用能現(xiàn)象就地實時彎曲線與各類產(chǎn)能設施的產(chǎn)能占比，并同步圖表顯露，含有概括總能耗、一般能耗、制冷制熱能耗等，有助于學生實行相應能源的設計配比。
命名：學生可自行對設計方案實行命名或重命名
刪除：教師或學生可刪除方案
七、其他
1.小工量具：
光伏陣列間距計算器：可經(jīng)過計算器自動計算出最佳傾角下的方陣最佳間距。涵蓋了全國32個城市?？刹樵兊臄?shù)值有：經(jīng)緯度、不一樣光伏陣列傾角下的日平均輻射、年度總太陽輻射等。同時按照選用的結合套件尺寸，按照傾角自動計算出方陣最佳間距。
2.參考計算公示：D=0.707H/tan[arcsin(0.648cosα-0.399sinα）]
（7）新能源教學系統(tǒng)擬真系統(tǒng)（設定有系統(tǒng)著作權）
一、多媒體教學系統(tǒng)基礎簡介
1、經(jīng)過該系統(tǒng)可以系統(tǒng)性學習掌控把握太陽能光伏硅材料、電池片、光伏結合套件、光伏結合套件附屬材料、光伏應用設備等全部系列光伏知識內(nèi)容。
2、配備裝備文字與動畫展示并簡介從原材料至成品含有概括中間環(huán)節(jié)加工工序技藝等與使用方法。
3、多媒體系統(tǒng)自帶語音講解，圖、文、聲并茂展示講解、與系統(tǒng)所述文字同步播放，幫助教師對光伏發(fā)電課程教案的快速編寫，提升學生對新能源專業(yè)知識快速掌控把握和快速學習掌控把握。
4、多媒體系統(tǒng)構成
(1)太陽能光伏硅材料講解與展示系統(tǒng)
主要功能
1、可以展示各種太陽能光伏電池使用的硅材料實物；
2、配備裝備文字與動畫展示各種材料的生產(chǎn)工序技藝與使用方法
3、目錄（約11課時）
光伏硅設備基礎現(xiàn)象簡介
硅單質性質：含有概括硅的物理性質、化學性質、硅的分類與應用
硅化合物性質：含有概括二氧化硅、一氧化硅、硅的鹵化物、三氯氫硅、硅烷等
硅的生長原理及定型
硅的提純方法：含有概括化學提純與物理提純方法
多晶硅的制備及其缺陷和雜質：含有概括冶金硅級制備、高純多晶硅制備、鑄造多晶硅制備
單晶硅的制備及其缺陷和雜質：含有概括單晶硅生長、單晶硅的雜質與缺陷
單晶硅與多晶硅加工方法
硅薄膜材料：含有概括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料
硅材料的測量試驗與解析方法：含有概括導電型號測量、電阻率測量、少子壽命測量、霍爾系數(shù)的測量、遷移率的測量、化學功能解析、晶體構造解析等
硅材料測量試驗與解析依據(jù)標準（GB標準、UL標準、IEC標準、SEMI標準）
(2)太陽能光伏電池片講解與展示系統(tǒng)
主要功能
1、可以展示各種太陽能光伏電池片；
2、配備裝備文字與動畫展示各種電池片的生產(chǎn)工序技藝與使用方法
3、目錄（約9課時）
太陽能電池片基礎現(xiàn)象簡介
太陽能電池片基礎構造解析
太陽能電池片分類
晶體硅太陽能電池片生產(chǎn)工序技藝：含有概括生產(chǎn)方法與生產(chǎn)設備簡介
晶體硅太陽能電池片生產(chǎn)主要原材料
太陽能電池片測量試驗技術與方法：含有概括測量試驗方法與測量試驗設備簡介
太陽能電池片測量試驗依據(jù)標準
(3)太陽能光伏結合套件講解與展示系統(tǒng)
1、可以展示各種太陽能光伏光伏結合套件；
2、配備裝備文字與動畫展示各種光伏結合套件的生產(chǎn)工序技藝與使用方法
3、目錄（約10課時）
太陽能電池結合套件基礎簡介
太陽能電池結合套件的分類及各種結合套件的優(yōu)缺點
太陽能電池結合套件的生產(chǎn)工序技藝簡介及相關設備
太陽電池結合套件的評定標準
太陽能電池結合套件的測量試驗方法與測量試驗設備
太陽能電池結合套件的發(fā)展方向
(4)太陽能光伏結合套件附屬材料講解與展示系統(tǒng)
主要功能
1、可以展示各種太陽能光伏光伏結合套件附屬材料；
2、配備裝備文字與動畫展示各種光伏結合套件附屬材料的生產(chǎn)工序技藝與使用方法
3、目錄（約7課時）
太陽能結合套件附屬設施現(xiàn)象簡介
太陽能結合套件對鋼化玻璃的具體要求
太陽能結合套件對支撐架鋁型材的具體要求
太陽能結合套件對EVA封膠的具體要求
太陽能結合套件對TPT背板的具體要求
太陽能結合套件附屬設施檢驗測試方法
太陽能結合套件附屬設施測量試驗標準
* 二、展示與講解內(nèi)容目錄（圖、文、聲并茂）：
2.1 太陽能光伏應用設備講解與展示系統(tǒng)（約5課時）
2.1.1 太陽能發(fā)電系統(tǒng)：
2.1.2 家用太陽能發(fā)電機直線DC系統(tǒng)多媒體電視機
2.1.3 太陽能便攜電源：
2.1.4 太陽能殺蟲燈
2.1.5 太陽能警示燈
2.1.6 太陽能野營燈
2.2 太陽能光伏發(fā)電基礎原理
2.3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)構成部分簡介
2.4 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設計方法
2.5 太陽能光伏電站施工建造設計方法
2.5.1、項目前期考察
2.5.2、項目建造設計前期圖紙文檔實訓指導書及批復文件
第一階段：可研階段
第二階段：獲取省級/市級相關部門的批復文件
第三階段：獲取開工許可
2.5.3、項目施工圖設計
2.5.4、項目實施建造設計
2.5.5、帶電前的必備條件
2.6太陽能光伏并網(wǎng)電站簡介
2.6.1、光伏并網(wǎng)電站簡要描述
2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設備構成
2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設備功能
2.7 家用型太陽能電站建造設計方案
2.7.1、項目基礎簡介
2.7.2、方案設計 （附詳細方案設計）
（一）用戶負載信息
（二）系統(tǒng)方案設計
（三）效益計算：
2.8 逆變器基礎原理簡介
2.9 控制器基礎原理簡介
主要作用：
在小型光伏系統(tǒng)中，用來保護蓄電池；在大中型系統(tǒng)中，起平衡光伏系統(tǒng)能量、保護蓄電池及整個系統(tǒng)正常運行等；
光伏控制器應設定有以下功能：
①防止蓄電池過充電和過放電，延長蓄電池壽命；
②防 止太陽能電池板或電池方陣、蓄電池極性接反；
③防止負載、控制器、逆變器和其他設備內(nèi) 部短路；
④設定有防雷擊引起的擊穿保護；
⑤設定有溫度（℃）補償?shù)墓δ?br /> ⑥顯露光伏發(fā)電系統(tǒng)的 各種作業(yè)狀態(tài)，含有概括：蓄電池（組）電壓（V）、負載狀態(tài)、電池方陣作業(yè)狀態(tài)、輔助電源狀態(tài)、 環(huán)境溫度（℃）狀態(tài)、故障報警等。
光伏控制器按電子回路方法的不一樣，可分為并聯(lián)型、串聯(lián)型、脈寬調(diào)制型、多路控制型等；
按結合套件寫入功率（W）分：小功率（W）型、 中功率（W）型、大功率（W）型及專用控制器（如草坪燈控制器）等；
光伏控制器功能特別點：
1.小功率（W）光伏控制器
控制器的主要開關器件；
運用脈沖寬度調(diào)制（PWM)控制技術；
設定有單路、雙路負載輸出和多種作業(yè)模式；
設定有多種保護功能；
系統(tǒng)作業(yè)狀況、蓄電池的剩余電量等的改變；
設定有溫度（℃）補償功能
2、中功率（W）光伏控制器
負載電流（A）大于15A的控制器為中功率（W）控制器。
系統(tǒng)狀態(tài)顯露；
可編程設定負載的控制方法；
多種保護功能；
浮充電壓（V）的溫度（℃）補償功能；
設定有快速充電功能；
普通充放電作業(yè)模式、光控開/關、光控開/時控關作業(yè)模式
3、大功率（W）光伏控制器
大功率（W）光伏控制器應用微電腦芯片控制系統(tǒng)，控制功能更強，可完成復雜過程控制。
光伏控制器主要技術功能數(shù)值：
系統(tǒng)電壓（V）、最大充電電流（A）、太陽電池方陣寫入路數(shù)、電子回路自身損耗、充滿斷開或過壓關斷電壓（V）（HVD) 、欠壓斷開或欠壓關斷電壓（V）（LVD)、蓄電池充電浮充電壓（V）、溫度（℃）補償、使用或作業(yè)環(huán)境溫度（℃）界限、其他保護功能
控制器的規(guī)格限定負載電流（A）：
即控制器輸出到直線DC負載或逆變器的直線DC輸出電流（A）。該數(shù)值要適用負載或逆變器的 寫入要求。
六、環(huán)境監(jiān)測儀
本系統(tǒng)配備 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)境現(xiàn)象：

該裝置由風速傳感器、風向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支撐架構成，適用來氣象、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。可測量環(huán)境溫度（℃）、風速、風向和輻射強度等參量，其 RS485 通訊連接口可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測系統(tǒng)，就地實時記錄環(huán)境數(shù)值。
七、主要教學實驗內(nèi)容
7.1 光伏能量變換實驗
實驗1、光伏陣列單元構成原理
實驗2、太陽能光電池能量變換結合原理
實驗3、陣列電池最大功率（W）跟蹤器原理
實驗4、陣列匯流與防雷接地原理
實驗5、陣列構造件結合裝配原理
實驗6、在不一樣天氣和日照強度下光強度對光伏變換效率的影響實驗
實驗7、在不一樣季節(jié)環(huán)境溫度（℃）變換下對光伏能量變換的影響實驗
7.2 光伏儲能系統(tǒng)應用與教學
實驗1、光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)原理構造解析
實驗2、光儲系統(tǒng)匯流、防雷原理學習掌控把握與實踐
實驗3、鋰電池組在光儲系統(tǒng)中的應用與電能管理
實驗4、（BMS）鋰電池組管理系統(tǒng)在光儲系統(tǒng)中的應用
實驗5、（EMS）能量管理系統(tǒng)在光儲系統(tǒng)的應用與重要性
實驗6、（EMS）能量管理系統(tǒng)在中小型微電網(wǎng)系統(tǒng)中的應用
實驗7、直線DC變換器在光儲系統(tǒng)的應用與重要性
實驗8、儲能逆變器的原理解析
實驗9、儲能逆變器與普通逆變器應用對比
實驗10、光儲微網(wǎng)系統(tǒng)在無電地區(qū)、海島應用及設計
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)中的應用
八、系統(tǒng)基礎配備表

序號	名 稱	型 號	數(shù)量	單位	備 注
1	光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)控制儲物柜	-TYN13	1	臺
2	250W太陽能電池板	ZM250	20	塊	和上套系統(tǒng)共用
3	光伏儲能逆變器		1	臺
4	Ezconverter 通訊模型塊		1	臺
5	48V磷酸鐵鋰電池含有BMS		1	組
6	光伏匯流箱		1	臺
7	風速風向儀 （可選）	環(huán)境監(jiān)測	1	臺
8	電線、電纜		1	套
9	單項電子電能表	DDS607	1	臺
10	光伏專用雙向計量電度表	上/下行	1	臺
11	計算機數(shù)值 （可選或自配）		1	臺
12	監(jiān)控系統(tǒng)（上位機）		1	套
13	使用手冊		1	本