SY-SGT02A de laboratorio de enseñanza de generación de energía conectada a la red fotovoltaica

SY-SGT02A plataforma experimental de enseñanza de generación de energía solar fotovoltaica conectada a la red

1. Alcance de la aplicación de la formación del sistema:

Proporciona principalmente investigación y capacitación sobre generación de energía solar como tema principal para escuelas secundarias profesionales, universidades, estudiantes de posgrado y técnicos empresariales.

Plataforma de formación de sistemas de generación de energía fotovoltaica conectada a la red

2. Parámetros técnicos

2,1. Paneles solares

Los paneles solares se ensamblan en forma de matriz, principalmente compuestos por 3 (o más) paneles solares pequeños, que pueden realizar la conexión paralela y la conexión en serie de paneles solares, y luego proporcionan dos tipos de paneles solares con alta corriente o alto voltaje. Método de red.

 Potencia de salida máxima: 100W * 3 bloques

 Tensión de circuito abierto: 35V (conexión paralela)

 Corriente de cortocircuito: 4 * 3.25A (conexión paralela)

2,2. Medidor de iluminancia

 Rango: 0-225Lx, 200-2250Lx, 2000-22500Lx y 20K-225KLx (225000Lx) rango de conmutación automática.

2,3. Indicadores técnicos del módulo de monitoreo ambiental

 Contiene medidor de iluminación, termómetro, higrómetro, sistema de reloj de un solo chip para realizar la visualización de la hora

Ordenador todo en uno de control industrial de 17 pulgadas con función táctil

 C P U: procesador Intel 1037U 1,8 GHz 22nm de doble núcleo TDP 17W de ultra bajo consumo de energía

 Placa base: Intel M11, placa base de estado sólido que ahorra energía, control industrial

 Memoria: 1G DDR3 1333 memoria de ultra alta velocidad, admite memoria de 1333/1066MHz y puede admitir hasta 8GB.

 Disco duro: unidad de estado sólido SSD 24G

 Tarjeta gráfica: tarjeta gráfica integrada Intel HD Graphics core, que proporciona VGA, LVDS, salida de pantalla HDMI dual, LVDS admite 24 bits de doble canal, admite pantalla única, copia de pantalla dual y expansión de pantalla dual.

 Tarjeta de sonido: controlador de audio de alta fidelidad ALC662 integrado de 6 canales

 Tarjeta de red: integra 1 tarjeta de red RTL Gigabit, admite funciones de activación en LAN y PXE.

 Fuente de alimentación: fuente de alimentación externa (voltaje de rango amplio de 100V a 220V, universal)

 Pantalla: pantalla de control industrial LED de 13 pulgadas Resolución: 1024*600

 Pantalla táctil: kit táctil militar de Taiwán con pantalla táctil de 4 hilos, alta transmitancia de luz; rendimiento estable, tacto sensible

 Interfaz de la máquina: 4 * interfaces USB 2,0, dos de las cuales pueden admitir USB3.0 (deben personalizarse),

 1 * Interfaz HDMI: 1 * Interfaz VGA, 1 * Interfaz de red RJ-45, 1 * Línea de salida (verde), 1 * Mic (rojo)

 2 * puertos serie COM, 1*12V DC_JACK interfaz de entrada

estado del sistema:

Controlador solar (con función de alarma):

 Pantalla de datos y visualización de la curva dinámica de voltaje de entrada, corriente y potencia

 Tensión de salida, corriente, visualización de datos de alimentación y visualización de curva dinámica

 Batería: visualización de datos de voltaje y visualización de curva dinámica

2,5 Inversor conectado a la red:

El inversor conectado a la red tiene una DC-DC y DC-AC estructura de conversión de energía de dos etapas. El enlace de conversión de DC-DC ajusta el punto de funcionamiento de la matriz fotovoltaica para hacer un seguimiento del punto de potencia máximo; el enlace del inversor DC-AC principalmente hace que la corriente de salida y el voltaje de la red tengan la misma fase, y al mismo tiempo obtiene el factor de potencia de la unidad.

El panel del sistema está equipado con múltiples puertos de prueba para medir los parámetros relacionados con CC y CA, que pueden medir los cambios de voltaje y corriente DC-DC y los cambios de voltaje y corriente y curva y las comparaciones de forma de onda durante el proceso del inversor DC-AC.

6 niveles de función de búsqueda de energía

En el proceso de ajuste automático, verá que la luz BAJA parpadea sin parar, la energía comenzará a partir de 0, aumentará la potencia de salida al punto de potencia máximo, reiniciará hasta 6 veces y luego ingresará al estado de bloqueo de energía, y la luz ST será larga cuando esté bloqueada. Brillante.

Al realizar un procedimiento de búsqueda de energía de nivel 6, el tiempo necesario es de 10 minutos.

 Conéctese directamente a los paneles solares (no es necesario conectar las baterías)

 Rango de voltaje estándar de CA: 90V ~ 140V/180V ~ 260VAC

 Rango de frecuencia de CA: 55Hz ~ 63Hz/45Hz ~ 53Hz

 Potencia de salida conectada a la red: 300W

 Distorsión armónica total de la corriente de salida: THDIAC <5%

 Diferencia de fase: <1%

 Protección contra el efecto Isla: VAC;f AC

 Protección contra cortocircuitos de salida: límite de corriente

 Modo de visualización: LED

 Consumo de energía en espera: <2W

 Consumo de energía por la noche: <1W

 Rango de temperatura ambiente: -25 ℃ ~ 60 ℃

 Humedad ambiente: 0 ~ 99% (diseño de tipo interior)

Seguimiento automático de puntos de alimentación (MPPT) de alto rendimiento

Potente algoritmo MPPT para optimizar la recolección de energía de los paneles solares, puede capturar y bloquear con precisión el punto de potencia de salida máxima, de modo que la generación de energía se puede aumentar considerablemente a más del 25%.

Gráfico de seguimiento MPPT

Potencia de salida: (transmisión de potencia inversa)

Tecnología de transmisión inversa de energía eficiente, una de las tecnologías patentadas, cuando el inversor está en el modo de salida conectado a la red, la energía se transmite en la dirección opuesta y la carga en el circuito se detecta y se utiliza automáticamente en prioridad, Y la potencia no utilizada se transmite a la red en la dirección inversa Suministro a otros lugares para su uso, la tasa de transmisión de potencia puede alcanzar el 99,9%. Aumenta la eficiencia de salida en el sistema de aplicación de generación de energía fotovoltaica.

Tabla de pruebas de componentes de onda conectados a cuadrícula

Sistema inteligente de medición y control integral en el aula (este sistema adopta un diseño integrado, que requiere que las funciones anteriores se concentren en un controlador central, y el montaje de varios módulos está prohibido para garantizar la seguridad personal de los usuarios y los indicadores de rendimiento de la seguridad del equipo):

(1) Funciones que debe realizar el osciloscopio virtual:

Función de medición de forma de onda de 2 canales de 50MHz;

(2) función del analizador lógico de 2 vías;

(3) Salida del generador de señal de forma de onda arbitraria de 1 canal;

El muestreo en tiempo real de alta velocidad de

200MSa/s, el ancho de banda de 50MHz y la medición de la forma de onda cumplen plenamente los requisitos de los experimentos de enseñanza, y la forma de onda es suave y sin distorsiones.

(4) Generador de señal de pulso PWM de 2 vías: se puede ajustar la frecuencia y el ciclo de trabajo.

(5) Función multímetro

1. La función de medición de resistencia del multímetro;

2. La función de medición de voltaje de CC del multímetro;

3. La función de medición del voltaje de CA del multímetro;

4. La función de medición de corriente alterna del multímetro;

(6) Función de interfaz hombre-máquina

* 1. La interfaz hombre-máquina muestra la forma de onda medida y muestra el valor de medición correspondiente;

* 2. Al hacer clic en el botón de interfaz, la forma de onda medida se puede insertar en la plantilla de informe del experimento;

* 3. Los resultados de los informes de experimentos de los estudiantes se pueden cargar en la carpeta de la computadora del maestro designado haciendo clic en el botón de la interfaz;

(7) Función de monitoreo de seguridad de laboratorio

1. Medición de parámetros ambientales: Puede medir y mostrar temperatura y humedad, concentración de CO2 y PM2.5 al mismo tiempo;

2. Medición de parámetros eléctricos: puede medir el voltaje y la corriente de la consola y calcular la potencia;

3. Protección de sobretensión, sobretensión y subtensión (se puede ajustar el umbral);

4. Protección de seguridad: dispositivo de monitoreo de seguridad ambiental de laboratorio (PM2.5, humo, gas combustible, temperatura y humedad y alarma de concentración anormal de CO2 (alarma contra incendios);

5. Función de ahorro de energía: cuando nadie experimenta durante mucho tiempo, el interruptor principal se apagará automáticamente para lograr efectos de seguridad y ahorro de energía;

2,6 Sistema de control inteligente para el uso seguro de la electricidad en un laboratorio basado en Internet de las cosas

1. Características

Cuando el sistema de control inteligente detecta que hay una fuga eléctrica o una descarga eléctrica, el sistema de control inteligente se desconectará en 0,1 segundos para garantizar la seguridad personal y de la propiedad; el sistema de control inteligente en sí tiene una luz indicadora de fallas, Y el usuario puede juzgar de acuerdo con la luz indicadora de falla del sistema de control inteligente El estado de falla actual es fácil de manejar; el sistema de control inteligente tiene una función de candado, y cuando se requiere mantenimiento, bloquearlo en la posición de candado para evitar que otros se enciendan, lo que hace que el mantenimiento sea más seguro. Puede recopilar datos del dispositivo de salida en el sitio y cargarlos en la nube a través de una variedad de métodos de comunicación de Internet de las cosas para realizar el monitoreo remoto de los dispositivos locales.

2. Función

Basado en el sistema de control inteligente para un uso seguro de la electricidad en el laboratorio de Internet de las cosas, puede recopilar, contar, almacenar, analizar, consultar, etc. datos de electricidad. Utilice la tecnología de visualización de datos front-end para mostrar datos de consumo de energía en tiempo real en la plataforma y proporcione la función de consulta de información de consumo de energía visual en forma de gráficos; use la tecnología de base de datos para monitorear el estado de operación de los equipos y líneas de consumo de energía en tiempo real, y brinde alarmas oportunas para condiciones anormales, así Prevenir incendios eléctricos; Utilice la tecnología de ubicación de fallas del sistema de energía para descubrir y localizar con precisión los puntos de falla de energía, generar automáticamente informes de fallas y ayudar a los usuarios en la reparación de fallas del sistema de energía en primer lugar; use la tecnología de monitoreo de calidad de energía para analizar y evaluar problemas de calidad de energía en tiempo real, Y proporcionar soluciones de gobernanza personalizadas para ayudar a los usuarios a obtener energía eléctrica de alta calidad; utilizar tecnología de big data y modelos matemáticos de la industria para contar, analizar y extraer datos básicos de consumo de electricidad, y explorar potenciales de ahorro de energía basados en datos para proporcionar soluciones de optimización de eficiencia energética. Para satisfacer las necesidades del sistema de administración de energía para módulos de energía inteligentes visibles, seguros, confiables, de alta calidad y económicos.

3. El sistema de control inteligente para el uso seguro de la electricidad en el laboratorio basado en Internet de las cosas está compuesto por un dispositivo ejecutivo y una máquina de red. Los parámetros técnicos son:

(1) Parámetros técnicos del actuador

(1) Número de polos: 3P + N

(2) Características de los viajes: C (5-10) en D (10-14) en

(3) Corriente nominal: en 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A

(4) Tensión nominal: Ue AC 230V/400V

(5) Frecuencia nominal f: 50Hz

(6) Capacidad nominal de rotura de cortocircuitos: Icu10kA

(7) Corriente con calificación de grado de marco: Inm63A

(8) Protección de pérdida de fase: modo de protección contra quemaduras del dispositivo

(9) Protección contra fugas: modo de protección contra daños por componentes

(10) Protección contra sobrecarga: modo contra quemaduras por sobrecorriente

(11) Protección contra cortocircuitos: modo de línea táctil contra quemaduras

(12) Protección del candado: fácil mantenimiento y seguridad

(13) Protección contra sobretemperaturas: puede controlar la temperatura de la línea

(14) Protección contra sobretensiones y subtensiones: evita accidentes personales y daños en el equipo mecánico

(15) Se desconecta en 0,1 segundos cuando se produce una fuga eléctrica o una descarga eléctrica

(16) Indicador de fallos, fácil de comprobar el estado de funcionamiento

★(17) Función de candado, mantenimiento más conveniente

(2) Parámetros técnicos de la máquina de red

(1) chip de control principal STM32F103C8T6 incorporado

(2) Oscilador externo de cristal pasivo de 8M

(3) Usa SP3485 como el chip de comunicación 485

(4) 485 protección contra sobretensiones

(5) Interfaz estándar RS485, puede ser directamente dispositivo serie

(6) Terminal de datos inteligente, conveniente para realizar la función de transmisión de datos

★(7) Proporcionar un potente software de gestión de centros para facilitar la gestión de equipos

★(8) Proporcionar una actualización de software conveniente y un servicio de actualización de firmware

★(9) Proporcionar una copia de seguridad de los datos de la base de datos para una fácil visualización de los datos históricos

(10) Tamaño: 89mm * 67,5mm * 20,5mm

(11) Peso: 70g

(12) Fuente de alimentación: AC220V

(13) Consumo de energía: 1,5 W

(14) Temperatura de trabajo: -25 °C - + 70 °C

(15) Humedad de trabajo: 95%

(16) La velocidad máxima de transmisión de enlace descendente de la versión WiFi: 64kbps

(17) Velocidad máxima de transmisión de enlace ascendente de la versión WiFi: 32kbps

3. Proyectos de formación docente e investigadora

2,1. Experimento de conversión de energía fotovoltaica

Experimento 1. Principio de composición de la unidad de matriz fotovoltaica.

Experimento 2. Principio de combinación de conversión de energía de células solares fotovoltaicas.

Experimento 3. El principio del rastreador electrónico de máxima potencia de matriz.

Experimento 4, el principio de la confluencia de matrices y la conexión a tierra de protección contra rayos.

Experimento 5, piezas estructurales de matriz, principio de instalación anticorrosión.

Experimento 6. Experimento de mejora de la eficiencia de conversión fotovoltaica y rastreador de máxima potencia.

Experimento 7. Experimentos sobre la influencia de las ondas de luz en la eficiencia de conversión fotovoltaica bajo diferentes intensidades climáticas y de luz solar.

Experimento 8. Experimentos sobre la influencia de los cambios en la órbita solar en la conversión de energía fotovoltaica en diferentes estaciones.

Experimento 9. El experimento sobre la influencia de la conversión de energía fotovoltaica bajo el cambio de temperatura ambiente en diferentes estaciones.

Experimento 10, el experimento de conversión de energía después de que las matrices bajas, medias y altas se combinan mediante interruptores.

Experimento 11, el experimento de efecto real del sensor de luz y el sensor de velocidad del viento.

2,2. Experimento de fuente de alimentación del inversor síncrono

Experimento 1. Principio de composición de la unidad de potencia del inversor.

Experimento 2. El experimento del método de control de seguimiento de potencia máxima de la fuente de alimentación del inversor MPPT.

Experimento 3. El experimento de la potencia de salida del inversor y la conversión de energía fotovoltaica.

Experimento 4. Experimentos comparativos sobre la combinación eficaz y el control de separación de MPPT y el rastreador electrónico.

Experimento 5. Experimentos comparativos sobre la forma de onda, el contenido armónico y el factor de potencia de la salida de corriente alterna por la fuente de alimentación del inversor en días soleados, nublados y lluviosos.

Experimento 6. Se interrumpe la fuente de alimentación de la red donde está integrado el inversor. El inversor debe dejar de suministrar energía a la red dentro de 2 segundos y, al mismo tiempo, enviar una señal de advertencia para la prueba de protección contra el efecto de aterrizaje.

Experimento 7. Experimento de control de subvoltaje de entrada de CC del inversor.

Experimento 8. El voltaje de entrada es el valor nominal y el experimento de prueba de ruido se lleva a cabo a una distancia de 1m de la posición horizontal del equipo cuando la carga está completamente cargada.

2,3. Experimento de software de sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red

Experimento 1. Ver elementos de supervisión de una sola estación en el software del host:

◆ Voltaje DC VDC, corriente DC A, potencia de entrada KW

◆ Voltaje CA VCC, corriente CA A, potencia de salida KW

◆ Generación de energía diaria KWh, horas de funcionamiento diarias h min, generación de energía total KWh, horas de funcionamiento totales h, reducción de emisiones de CO2 Kg

◆ Estado de ejecución del sistema normal/anormal

◆ Temperatura de funcionamiento del sistema Normal/anormal

◆ El sistema monitorea el estado de la PC, normal/anormal

◆ Curva de prueba de potencia del sistema

Experimento 2. Compruebe los elementos del registro de energía de una sola estación en el software del host:

◆ Máquina número de dispositivo número 1:

Grado diario de generación de energía, horas de funcionamiento diarias h min, grado total de generación de energía, horas de funcionamiento totales h

Experimento 3. Ver elementos de registro de fallos de una sola estación en el software del host:

◆ Máquina número de dispositivo número 1:

sobretensión de CC, subtensión de CC, sobrecorriente de CC

sobretensión de CA, subtensión de CA, sobrecorriente de CA

Sobrecarga del sistema, anormalidad de frecuencia, protección de islas, anormalidad de ADC (detecta rápidamente el voltaje y la corriente conectados a la red), falla de IPM, protección contra sobrecorriente, protección contra sobrecalentamiento, anormalidad de temperatura, anormalidad de DSP (procesador de señal digital, convierte la señal analógica en señal digital)

4. Condiciones técnicas de funcionamiento (salida monofásica)

◆ Voltaje de salida de la matriz fotovoltaica 17,5 ~ 40VDC

◆ Voltaje de salida conectado a la red de 180 ~ 260VAC

◆ Rango de frecuencia conectado a la red 47,8 ~ 51,2Hz

◆ Eficiencia 94.5%

◆ Factor de potencia> 0,99

◆ Seguimiento de potencia máxima de 10,8 ~ 28VDC

◆ Entorno de trabajo: Temperatura-20 °C ~ 50 °C

◆ Humididad relativa ﹤ 90 ﹪(25 ℃)

◆ Función de protección: protección contra rayos, polaridad inversa, cortocircuito, fugas, sobrecalentamiento, efecto isla, protección contra sobrecarga, sobretensión y subtensión de la red, protección contra sobrefrecuencia y subfrecuencia de la red, protección contra fallas de tierra, etc.

3. Composición de la unidad del sistema

3,1. Unidad de matriz fotovoltaica: construya una plataforma o balcón de aproximadamente 3 metros cuadrados al aire libre, instale soportes y coloque una matriz fotovoltaica con una potencia máxima total de 300W. Cuando las condiciones lo permiten, la matriz fotovoltaica puede elegir tres tipos diferentes de células solares para experimentos (silicio monocristalino, silicio policristalino, silicio amorfo).

3,2. Unidad de control del inversor: de acuerdo con las necesidades del experimento, el sistema puede realizar como máximo 3 unidades de diferentes modelos y orígenes conectados a la red a través de la apertura y cierre de la unidad del interruptor Los inversores funcionan al mismo tiempo, equipados con canales conectados a la red simultáneos, Que puede satisfacer las necesidades de experimentos comparativos y recopilación de datos variados.

3,3. Unidad de control del interruptor: los cables de entrada de todas las unidades internas y externas del sistema están conectados a sus respectivos terminales de puente a través del interruptor de aislamiento. Para proteger la instrumentación y la seguridad personal.

3,4. Unidad de conexión de matriz cuadrada: en el panel de cableado, los cables de la unidad más pequeña están conectados a sus respectivos terminales de puente a través del interruptor de aislamiento. De acuerdo con las necesidades del experimento, los puentes se pueden usar para combinar libremente diferentes voltajes de circuito abierto de 17.5-60VDC, sistema de potencia máxima de 50 ~ 300W.

3,5. Unidad de visualización: tensión y corriente de matriz cuadrada. Voltaje CA inverso, corriente, frecuencia, potencia, potencia reactiva. Voltaje de CA directo, corriente, frecuencia. Temperatura de trabajo del equipo, temperatura de la serie de baterías, temperatura y humedad de laboratorio, reloj de sincronización de experimentos, medición inversa de electricidad, medición directa de electricidad.

3,6. Unidad de monitoreo conectada a la cuadrícula: el dispositivo de monitoreo incluye un host de monitoreo, software de monitoreo y equipo de visualización. Este sistema utiliza un PC de control industrial de alto rendimiento como anfitrión de monitoreo del sistema, configura el software de monitoreo de versiones multimáquina del sistema fotovoltaico conectado a la red y adopta el método de comunicación RS485 para obtener los parámetros de funcionamiento y los datos de trabajo de todos los inversores conectados a la red en tiempo real.