5KW光伏储能及微电网发电教学系统

-TYN23 5KW光伏储能及微电网发电教学系统

一、项目概况
1.1 项目背景
某地大学规划建造设计一套小型分布式光伏储能及微电网发电教学系统，一方面可作为学生教学实践的平台，另一方面为校内实验室负荷实行供电，尽量减少对市电的依赖，完成节能减排的目的，同时在设定有示范意义。该光伏储能发电系统运用校内的建筑屋顶建造设计光伏系统，为教学楼内的实验室负荷供电，白天负荷较小，晚上学生自习时负荷较大，总负载不超过5kW；当地日照资源丰富，日照峰值时间3.5-4h，晚间备电时间约1小时,考虑系统容量（KV），光伏结合套件容量（KV）设计为：5kWp,储能系统容量（KV）为：5kWh。
1.2 项目意义
建造设计光伏储能发电系统主要完成目的如下：
 为教学提供实践应用平台；
 为学校实验室负载供电，节省电费支出；
 鼓励低碳技术的应用，节能减排，保护生态环境，在校内启到示范效应；
二、光伏储能发电系统设计
5KW光伏储能发电系统主要采用光伏子单元、储能子单元、电网接入装置和能量管理系统四大部分包括，系统主要设备含有概括：
(1) 储能电池
(2) BMS系统
(3) 电池控制系统
(4) 储能逆变器
(5) 光伏结合套件
(6) 汇流箱
(7) 通讯装置
(8) 防雷及接地装置
(9) 设备之间的连接电缆（含有概括直线DC侧和交流AC侧）
2.1 光储系统拓扑图
图1 ：光伏储能系统拓扑图

图2 ：光伏储能系统接线图 2.2 系统运行原理
控制原则如下：
 白天，光伏系统发电优先给实验室内负载供电，当光伏发电功率（W）大于负荷功率（W）时多余电能储物在蓄电池中，当光伏发电功率（W）小于负荷功率（W）时，储能电池和光伏发电一起给负载供电；
 夜晚，光伏侧直线DC停机，由储能电池经过储能逆变器单独给负载供电，当电池剩余容量（KV）（SOC）放到设定值，系统自动切入电网，由电网给负载供电，按照需求，电网可以经过储能逆变器给电池充电，也可以不充电；  当电网出现故障时，光储系统自动变换至离网运行模式，由光伏电池和储能电池同时向负载供电；  电网可以向储能电池充电，充电功率（W）及充电时间可调；

三、主要设备配备表
表1：该系统配备按照夜晚2小时供电要求，备单元配备如下

序号	设备名称	型号规格	数量	单位	备注
储能系统
1	储能逆变器	SW5048D-ES	1	台	一相交流AC输出，规格限定功率（W）5kW
2	磷酸铁锂锂电池	10kWh	1	套	选用3.2V 100Ah电芯，16节实行串联，含BMS系统及电池模组
光伏系统
1	265Wp多晶硅结合套件（60片）	265Wp	20	块	10串2并,共5.3kWp
2	光伏汇流箱	PVS-4M	1	台	4汇1汇流箱

四、系统主要设备功能功能数值简介

4.1储能逆变器功能简介

4.1.1 设备主电子回路

主电子回路框图
设备主电子回路应用双向PWM逆变电子回路及相应的控制电子回路、保护和监控电子回路。直线DC侧由缓冲电阻、防反二极管和直线DC接触器构成了直线DC侧缓冲电子回路，当初始连接各种电池时对直线DC母线电容实行缓冲。主电子回路电源可有交直两用供电，以使系统在电池或电网有电时全部可以作业。

4.1.2 设备特别点

1）技术领先，全面适用电网或负荷的接入与控制要求

• 设定有并网充放电、单独逆变功能，适合各种应用场合
• 设定有并网和离网并联功能，良好的扩容性
• 可与多种蓄电池连接口，设定有多种充放电作业模式
• 可以就地实时接受系统调度指令和BMS指令，通讯方法有RS485、CAN、以太网
• 无功功率（W）可调，功率（W）因数界限超前0.9至滞后0.9
• 直线DC电压（V）界限，支持低压48V蓄电池写入
• 110%规格限定输出功率（W）可完成长时间运行

2）高效节能，更包括，更好的客户体验

• 正面维护，可靠墙装配，装配维护更便利，降低维护成本
• 防护等级为IP21，设定有防滴水功能，具备防凝露功能
• 高效PWM调制算法，降低开关损耗

3）更多优点

• 双电源冗余供电方案提升系统可靠性
• 完善的保护及故障警报系统，更加安全可靠
• 应用动态图形液晶界面，提供友好的实操体验
• -25℃~+55℃可连续满功率（W）运行
• 适应高海拔恶劣环境，可长期连续、可靠运行
• 支持离网主动运行功能
• 适合共直线DC母线系统和共交流AC母线系统

4.1.3 设备技术功能数值参考规格

直线DC侧
最大直线DC功率（W）	5KW
最大直线DC电压（V）	580V
作业电压（V）界限	125~550V
最低直线DC电压（V）	125V
最大直线DC电流（A）	11A
交流AC侧
规格限定功率（W）	5KW
最大交流AC侧功率（W）	5.5kVA（长时间运行）
最大交流AC电流（A）	20A
最大总谐波失真	<3%(规格限定功率（W）时)
规格限定电网电压（V）	220V
允许电网电压（V）界限	180~265V
规格限定电网频率	50/60Hz
允许电网频率界限	47~52Hz/57~62Hz
规格限定功率（W）下的功率（W）因数	>0.99
隔离变压器	具备
直线DC电流（A）分量	<0.5%规格限定输出电流（A）
功率（W）因数可调界限	0.9（超前）~0.9（滞后）
单独逆变电压（V）界限	230V
单独逆变输出电压（V）失真度	<3%（线性负载）
带不平衡负载能力	100%
单独逆变电压（V）过渡变动界限	10％以内（电阻负载0%⇔100%）
单独逆变峰值系数(CF)	3:1
效率
最大效率	97.6%
保护
直线DC侧断路设备	断路器
直线DC过压保护	具备
极性反接保护	具备
绝缘阻抗侦测	具备
交流AC过压保护	具备
孤岛保护	具备
模型块温度（℃）保护	具备
常规数值
体积（宽 / 高 / 厚）	516 × 440 × 184 mm
重量（kg）	30kg
运行温度（℃）界限	-25~+60℃
停机自耗电	<5W
冷却方法	自然对流
防护等级	IP65
相对湿度 （无冷凝）	0~95%，无冷凝
最高海拔	2000m
显露屏	LED&APP
BMS通讯方法	USB2.0、Wifi

4.1.3 作业逻辑架构

a.——并网发电、离网备用功能
电网供电时，储能逆变器并网作业在恒压模式，维持蓄电池SOC在一定水平，光伏逆变器并网发电
微网供电时，储能逆变器作业在单独逆变模式建网，光伏逆变器并网作业，光伏发电大于负载时，光伏优先供负载供电，剩余电力给电池充电；光伏发电小于负载时，储能和光伏一起合作为负载供电。
可选用电网优先或微网优先，按照选用的模式实行供电逻辑变换
触摸屏控制启动、停止和功能数值设定
b. ——电网（或柴油机）、微网变换功能
电网供电时，当电池组SOC超过设定值时，储能逆变器和光伏逆变器不作业；当电池组SOC不足时，储能逆变器单独逆变建网，光伏逆变器并网作业，给电池组充电。
微网供电时，储能逆变器作业在单独逆变模式建网，光伏逆变器并网作业，光伏发电大于负载时，光伏优先供负载供电，剩余电力给电池充电；光伏发电小于负载时，储能和光伏一起合作为负载供电。
可选用电网优先或微网优先，按照选用的模式实行供电逻辑变换
触摸屏控制启动、停止和功能数值设定

4.2磷酸铁锂电池功能简介
4.2.1磷酸锂电池简介
磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样构造崩塌发热或是形成强氧化性物质，因此拥有良好的安全性。
1．安全性领先
材料/电芯级6重安全装置，开关盒系统级双重保护线路，保证系统安全性；从电芯到系统设定有全球级安全性权威认证：UL1642、UN38.3、UL1973、VDE、JET。

内置可靠的安全阀，当过充电或温度（℃）急剧上升时，伴随者副反应发生，单体内压多加到一定值，安全阀自动开启泄气，防止电池鼓胀或爆炸 ；
隔膜应用耐高温陶瓷涂布技术，防止由枝晶或电池遭冲击时造成的内部短路，高温时切断锂离子传输通道。
内置正极保险丝（即正极经过熔丝与外壳相连），当电池短路或过充电等意外时，内置正极保险丝熔断，起保护作用；
负极设定有过充电的保护装置OSD，过充电等滥用现象下，单体内部气压上升，诱发OSD变形，充电电流（A）迂回至壳体线路，促使正极保险丝熔断，切断充电线路；
正极性金属铝方形外壳，设定有良好的导热散热功能，又能阻止表面腐蚀，在长期使用时避免电解质的泄漏；
壳体内置放针刺保护层（NSD），当外壳被尖锐硬物刺穿时，NSD层提前与壳体形成线路，降低电芯短路风险。
线路断路器可避免电池组因外部短路造成的损害。
2．优异的电化学功能
循环寿命长、耐受性强，良好的高低温功能；
圆形电芯设计，极高的电解液量和电解液保持率（相对比软包电池），保证单体电芯在25℃下，@0.5C1C、DOD100%、 EOL80%循环次数高于4000次，同款设备已大批量应用在电动车领域，其功能也获取多家车企的检验，该设备储能领域应用，建议放电倍率在0.5C以下，预期其循环寿命远高于6000次。

3．剩余容量（KV）无瞬间跌落特性
EOL低于50%，放电功能仍能预测；
圆形电芯设计极高的电解液保持率，电池生命周期内不存在电解液的干涸（与软包电池相比），即使容量（KV）衰减到50%，剩余容量（KV）不会出现"瞬间跌落"现象。意味着更长的资产运用率和更高的投资回报率。

4．系统适用性强
圆形铝壳电芯、标准化模组、通用型机架设计，方便规模化生产组装，灵活的系统结合，可适用各种定制化需要；
宽广的系统电压（V）界限，经过不一样的串联结合可提供不一样电压（V）等级的电池系统。
宽广的系统容量（KV）界限，通用型机架式并联结合可提供容量（KV）多样式电池系统。可以有几十千瓦到几兆的界限供选用。
5．系统易于装配、维护
系统部位件模型块化设计，标准机架装配，全部接线端子前端设计，易于装配维护。
4.2.2磷酸铁锂电池系统功能数值

序 号	项 目		参 数 及 要 求
1	电池信息	电池规格型号	50V100Ah
2		标称容量（KV）	100Ah
3		电池模型块标称电压（V）	50V
4		单体电池标称电压（V）	3.2V
5		电池模型块的单体结合方法	16串
6		电池模型块重量（kg）（kg）	≈65
7	充电功能数值	最大充电电流（A）（A）	50
8		电池模型块充电电压（V）界限（V）	40～58.4
9		电池模型块充电截止电压（V）	58.4V
10		标准充电方法	20A均充至58.4V-58.4V浮充
11		电池模型块充电时间	5~6h（20A）
12	放电功能数值	最大放电电流（A）（A）	100
13		电池模型块放电电压（V）界限（V）	40～58.4
14		电池模型块放电截止电压（V）	40V
15		单体电池放电截止电压（V）	2.5V
16	短路保护功能数值	短路保护电流（A）(A)	250A
17		短路保护延迟时间(us)	500
18		短路保护恢复方法	连接充电器
19	自耗及休眠功能数值	作业时电子回路内部消耗(mA)	≤70
20		休眠时内部消耗(uA)	≤2000
21	外壳	外壳材料	镀锌铁板,表面喷塑
22	电池组 外观尺寸	高度（mm）	175
23		宽度（mm）	482(带挂耳总宽度)，440（箱体）
24		长度（mm）	593（箱体深度）
25	机箱尺寸	长*宽*高	600*620*890mm
26	设备重量（kg）		150KG （含电池）
27	数值测量精确度	电压（V）(mV)	5
28		电流（A）（mA）	100
29		温度（℃）（℃）	1
30		容量（KV）（mAh）	100
31	作业及存贮	作业温度（℃）	充电：0～45℃；放电：-20～60℃
32		存贮温度（℃）	-10～35℃
33		相对湿度	5%～85%
34	管理系统（BMS）	管理系统功能	单体电压（V）管理、总电压（V）管理、充放电温度（℃）管理、充放电流（A）管理、电池均衡管理、过充保护、过放保护、过温保护、过流保护、短路保护等。

BMS简介

磷酸铁锂电池系统的BMS系统分三级管理，分别为托盘BMS(Tray BMS)、机储物柜BMS (Rack BMS)、系统BMS(System BMS),每级BMS主要功能如下：

• Tray BMS (TBMS，托盘级，控制20个单体电芯，内置在模组内) : 监测单体电芯的电压（V）、温度（℃）和单个托盘的总电压（V）， 并经过CAN协议向上级BMS就地实时传递以上信息，能够控制单体电芯的电压（V）均衡性。
• Rack BMS (RBMS，机架级，控制10个或多个TBMS，内置在开关盒内)： 检验测试整组电池的总电压（V）、总电流（A），并经过CAN协议向上级BMS就地实时传递以上信息。 能够显露电池充放电时容量（KV）、健康状态，对功率（W）的预测、内阻的计算。控制继电开关和盘级单元电压（V）的均衡性。
• System BMS (SBMS,系统级，最多控制48个RBMS)： 收集下级RBMS信息，能够就地实时对电池剩余容量（KV）、健康状况实行预估，功率（W）的预测、内阻的计算。经过RS-485或Modbus-TCP/IP 的方法与上位和外部系统实行通信。
• 每级BMS完成功能如下

功能		System BMS	Rack BMS	Tray BMS
检验测试	Rack 电压（V）/电流（A）	-	○	-
	Cell 电压（V）/温度（℃）	-	-	○
	Module 电压（V）	-	-	○
计算	容量（KV）估计	○	○	-
	健康状况估计	○	○	-
	功率（W）预测	○	○	-
	电阻计算	○	○	-
控制	风扇控制	-	-	○
	开关控制	-	○	-
	电压（V）平衡	-	○	○
通信	CAN	○	○	○
	RS-485 or Modbus-TCP/IP	○	-	-

4.3 PVS-4M汇流箱功能简介

为了减少光伏阵列到直线DC变换器之间的连接线，便利维护，提升系统的可靠性，需要光伏阵列与直线DC变换器之间配备光伏阵列汇流箱。

本项目使用的汇流箱为我公司自主研发设备，已在多个电站运用，效果极佳，光伏阵列汇流箱型号为PVS-2M。光伏组串写入路数为2路,输出路数为1路：

• 该汇流箱设定有以下特别点：
  • 冷轧铁板，防护等级IP65，适用室外装配的要求，可直接挂在电池支撑架上；
  • 可同时接入2路光伏组串，每路光伏组串的最大开路电压（V）可达DC1000V；
  • 每路光伏组串写入线路的正负极全部配备高压直线DC熔丝，其耐压值可达DC1000V，规格限定电流（A）为15A；
  • 直线DC汇流输出的正极对地、负极对地、正负极之间配备有光伏专用防雷器；
  • 直线DC汇流的输出端配备有可分断的直线DC断路器；
  • 防雷器失效报警；
  • 直线DC拉弧检验测试及切断输出功能。

五、监控及通讯装置

系统配备1 套监控装置，配备光伏并网系统专用互联网版监测系统，应用 USB2.0 或 Wifi通讯方法，可以连续每天 24 小时对全部的系统运行状态和数值实行监测。

5.1 监控系统功能

1. 就地实时显露电站的当前发电总功率（W）、日总发电量、累计总发电量、累计CO2 总减排量以及每天发电功率（W）弯曲线图；
2. 可查看运行功能数值，主要含有概括：

a. 直线DC电压（V）
b. 直线DC电流（A）
c. 交流AC电压（V）
d. 交流AC电流（A）
e. 逆变器机内温度（℃）
f. 时钟
g. 频率
h. 当前发电功率（W）
i. 日发电量
j. 累计发电量
k. 累计CO2 减排量
l. 每天发电功率（W）弯曲线图

3. 监控全部设备的运行状态，应用声光报警方法提醒设备出现故障，可查看故障原因及故障时间，监控的故障信息至少因含有概括以下内容：

a. 电网电压（V）过高
b. 电网电压（V）过低
c. 电网频率过高
d. 电网频率过低
e. 直线DC电压（V）过高
f. 逆变器过载
g. 逆变器过热
h. 逆变器短路
i. DSP 故障
J. 通讯失败

4. 监控系统设定有包括环境监测功能，能完成环境监测功能，主要含有概括日照强度、风速、风向、和温度（℃）等参量。
5. 可每隔5 分钟存储一次电站全部运行数值，含有概括环境数值。故障数值需要就地实时存储。
6. 能够分别以日、月、年为单位记录和存储数值、运行事件、警告、故障信息等。
7. 可以连续存储20 年以上的电站全部的运行数值和全部的故障纪录。
8. 可经过监控系统对逆变器实行控制，可以以电子表格的形式存储运行数值，并可以图表的形式显露电站的运行现象。
9. BMS系统终端可查看数值信息内容

单体电压（V）管理、总电压（V）管理、充放电温度（℃）管理、充放电流（A）管理、电池均衡管理、过充保护、过放保护、过温保护、过流保护、短路保护等。

5.2 监控系统简介

系统所应用的逆变器配备Wifi卡，PMB能存档传感器的全部重要数值。同时配备装备RS485、RS232、USB和以太网标准连接口。可以选用使用wifi和USB2.0免费的监控系统能够经过电脑及位移终端清晰直观的查看输出数值，您可以在任何时候查看光伏电站的太阳能产量和共同共用电网的供电量现象。

• 数值收集和控制

（1）逆变器监控
收集的基础数值：当前总功率（W）、发电量、二氧化碳减排量、直线DC电压（V）、直线DC电流（A）、直线DC功率（W）、交流AC电压（V）、电流（A）、逆变器机内温度（℃）等。

（2）汇流箱监控
收集的基础数值： 光伏阵列每路电流（A）或每个光伏阵列电流（A）。
报警数值：设备可提供的全部报警数值。
（3）光伏阵列监控
收集的基础数值有高度角、方位角、运行状态、报警数值。

（4）气象监测仪监控
收集的基础数值有环境温度（℃） 、光照强度、风速、风向等。
统一的设备维护管理
系统平台提供监控设备使用状况功能，显露逆变器等设备的运行现象、电流（A）和电压（V）、设备的故障信息，提供自动报警显露并存储，并而且对重要仪表统一管理，提醒维修人员及时更换备件、及时维护，延长仪表的使用寿命。
数值存储和显露
调度中心负责就地实时收集重要参量并实行定期存储，实操员可查询历史数值库的数值，并而且以报表和弯曲线、棒图等形式的展示，同时可以打印数值，为技术员解析系统运行状况提供科学的依据。
系统报警与警报通知
当系统任何节点、任务模型块出现故障或异常，在处置整理系统就地实时的或历史的数值过程中发现异常、故障时，系统自动给出各种报警提醒，含有预设的语音报警、报警简报窗口显露、报警总表显露、报警即时打印、报警画面、图元变色等。
系统产生的报警信息存档，含有概括警报时间、站点信息、警报类别、警报描述等。同时可以按时间、地域信息、报警类别、描述等做复杂的关键字结合查询和实行复杂的统计。
警报通知向使用者提供故障设备的警报以及设备在故障前的预警功能。
（6）分布式光伏拟真规划系统
基础简介：
基于Unity3D系统，使用C#语言实行研发，应用My Sql作为后台数值库，经过FTP协议与数值库实行通信。系统使用者经过使用光伏、风力、地热、生物质4种能源设计多能互补方案，完成区域能源的供能构造改造方案设计，并集合区域的气候数值，模仿区域内就地实时能耗与供能数值，从而优化出合理的能源构造。
二、用户管理功能：
注册：支持学生或教师按照学校名称和手机号码注册用户
登录：支持学生或教师按照手机号码或用户名登录系统。
找回密码：支持学生或教师按照手机号码找回密码
权限管理：支持主用户添加或删除子用户
用户信息管理：支持用户信息查看，含有概括用户名、学校、真实姓名、学号、上级用户等
异地登录：同一个账号24小时内只能在同一台电脑上登录，无法在其他电脑上登录。
三、结合套件数值库
支持查看市面上超过15家光伏结合套件厂商的实际数值
涵盖了至少500种规格型号的光伏结合套件数值。
每种光伏结合套件的型号常规功能数值均可查看：价格、功率（W）、结合套件类型、峰值电压（V）、开路电压（V）、最大允许电压（V）、电压（V）温度（℃）系数、峰值电流（A）、短路电流（A）、电流（A）温度（℃）系数、光电转化效率、长度、重量（kg）等
四、逆变器数值库
支持查看市面上超过6家逆变器厂商的实际数值。
涵盖了至少40种规格型号的逆变器数值。
每种型号的逆变器常规功能数值均可查看：价格、最大直线DC写入、规格限定交流AC输出、最大效率、欧洲效率、最小电压（V）、mppt电压（V）、MPPT数量、最大直线DC电压（V）、最大直线DC电流（A）、尺寸、重量（kg）等。
五、气象数值库
支持查看全国超过32个城市的模仿地图气候数值。
支持查看2013-2016年的精确到天的模仿地图气候数值，可自由设定日期实行查看。
每个城市的气候数值均可查看：平均气温、最高最低气温、湿度、降水量、辐照量、气压、风速、土地湿度摄氏度等。
六、3D地图功能
6.1 模型
支持教师经过3D地图上的模仿能耗布置相应学习掌控把握任务，同时可以修改多种功能数值以最大化的适应不一样实际现象，最后可以按照学生完成现象实行相应的评定分数。
按照项目及学习掌控把握任务需要规划设计的区域面积大小，选用对应面积以及地形相似度高的区域，并定期更新可用的区域3d地图
载入在3D地图上的是真实的地形地貌，含有设计成虚拟的地形地貌、3D地图模型、山川、河流与树木；
支持修改光伏发电的相关评定分数功能数值：整机效率、最佳倾角、除结合套件和逆变器以外的其他成本功能数值等。
支持修改风力发电的相关评定分数功能数值：整机效率、风力波动（自定义风速的每小时波动数值以体现出风力发电机组随着每小时风速数值的改变，发电量在1天24小时内随机波动的特别点；）
支持修改地热能的相关评定分数功能数值：换热能力、热协调功能数值、成本单价
支持修改生物质能的相关评定分数功能数值：生物质年供应、整机效率、生物质残余物平均能源折算系数、生物质平均谷草比系数、生物质残余物能源运用可获取系数、建造设计成本、燃料成本、运维成本等。同时可自动按照公司计算得出每年最大可建造设计的电站功率（W）作为评定分数准则。
（最大生物质电站功率（W）=年供应量*1000*平均能源折算系数*谷草比系数*残余物能源运用可获取系数/ 3600/365/24）
设计区域内的5种用能建筑模型（底层住宅、交通枢纽、酒店、小高层、写字楼），经过设定每个建筑模型的最大功率（W）、制冷制热能耗占比、每小时实际用电系数、日能耗时长，可以获取区域内建筑每小时、每天、全年的耗电现象以及制冷制热能耗需求；
可选用全国随意地区（精确城市）、随意气候时段作为区域能源模仿的目标区域，经过对比数值库可以得出当地经纬度、光伏结合套件全年最高、最低作业温度（℃），并可以自动计算最大、最小电压（V）、最大开路电压（V）、最大直线DC电流（A）等数值
可以自行对比同一模型不一样规划方案的优劣，经过对比倾角偏差、结合套件逆变器功率（W）比、间距误差、逆变器数量、生物质电站容量（KV）、浅层地热容量（KV）、风力电站布置、外部电力写入、外部电力波动、建造设计总成本等，可以对同一模型下的方案实行自动评定分数
命名：教师可以自行命名模型的名字
删除：教师可以对模型实行删除实操

6.2 方案
支持学生经过设定3D地图上的各种能源搭配的方案来解答教师给出的学习掌控把握任务，并给出相应的数值报表
在3d地图上，按照模仿的每小时用能数值，合理布置"光伏发电""风力发电""生物质发电""浅层地热设施"设定各种产能模型块的产能功能数值，适用区域用能需求，以完成需求侧区域能源规划方案的设计；
使用光伏、风力、生物质、地热4种新能源并集合外部电力写入以实行能源供应模仿并能自动计算产能。
按照设施地区经纬度与气候功能数值，经过选用不一样型号规格的逆变器与光伏结合套件，来完成光伏结合套件方阵的设计，主要含有功能数值有：方阵行数、方阵列数、结合套件装配方法设计、倾角设计、逆变器数量、结合套件间距设计、组串串并联的数量等完成区域光伏电站设定
按照每小时的用电现象，完成户式/小型分布式光伏电站的模仿设计，并按照所选光伏结合套件与逆变器估算该电站的建造设计成本以及模仿该分布式电站与负载的合并运行现象
可设定不一样容量（KV）大小的风机，模仿风力发电功率（W）
按照模仿时段内的气温数值，判别当日是否存在制冷制热需求，并按照当日的冷热程度模仿制冷制热能耗现象。
模仿浅层地热换热能力与埋管面积的关系；同时学生按照模仿数值需要，设定生物质能建造设计所需面具，以适用模仿建筑制冷制热能耗需求；
学习掌控把握生物质发电过程中，经过生物质能电站的一系列功能数值，强化学生对于生物质能转化公式学习掌控把握。（最大生物质电站功率（W）=年供应量*1000*平均能源折算系数*谷草比系数*残余物能源运用可获取系数/ 3600/365/24）
模仿白天时段，光伏发电设施每小时发电数值，体现出白天每小时光伏发电量随光照强度改变、夜晚光伏没有发电的量的特别点；
按照逆变器、光伏结合套件的价格，风机机组价格，地热电站价格，生物质电站价格对所设计的多能互补方案的建造设计总成本自动统计
在初始化并部署完成后，展示整个区域能源状态，并按照预设值实行计算和输出，按照输出成果形成各类报表。含有概括总数值和日数值；
能源数值报表中，经过模仿时间过程，以及设计好的方案，可以显露各种能源的产能现象，含有概括：总产能、光伏发电量、风力发电量、浅层地热能量、生物质能发电量以及外部电力写入等。
按照用能模型块预设的用能功能数值，模仿计算出用能现象就地实时弯曲线与各类产能设施的产能占比，并同步图表显露，含有概括总能耗、一般能耗、制冷制热能耗等，有助于学生实行相应能源的设计配比。
命名：学生可自行对设计方案实行命名或重命名
删除：教师或学生可删除方案
七、其他
1.小工量具：
光伏阵列间距计算器：可经过计算器自动计算出最佳倾角下的方阵最佳间距。涵盖了全国32个城市。可查询的数值有：经纬度、不一样光伏阵列倾角下的日平均辐射、年度总太阳辐射等。同时按照选用的结合套件尺寸，按照倾角自动计算出方阵最佳间距。
2.参考计算公示：D=0.707H/tan[arcsin(0.648cosα-0.399sinα）]
（7）新能源教学系统拟真系统（设定有系统著作权）
一、多媒体教学系统基础简介
1、经过该系统可以系统性学习掌控把握太阳能光伏硅材料、电池片、光伏结合套件、光伏结合套件附属材料、光伏应用设备等全部系列光伏知识内容。
2、配备装备文字与动画展示并简介从原材料至成品含有概括中间环节加工工序技艺等与使用方法。
3、多媒体系统自带语音讲解，图、文、声并茂展示讲解、与系统所述文字同步播放，帮助教师对光伏发电课程教案的快速编写，提升学生对新能源专业知识快速掌控把握和快速学习掌控把握。
4、多媒体系统构成
(1)太阳能光伏硅材料讲解与展示系统
主要功能
1、可以展示各种太阳能光伏电池使用的硅材料实物；
2、配备装备文字与动画展示各种材料的生产工序技艺与使用方法
3、目录（约11课时）
光伏硅设备基础现象简介
硅单质性质：含有概括硅的物理性质、化学性质、硅的分类与应用
硅化合物性质：含有概括二氧化硅、一氧化硅、硅的卤化物、三氯氢硅、硅烷等
硅的生长原理及定型
硅的提纯方法：含有概括化学提纯与物理提纯方法
多晶硅的制备及其缺陷和杂质：含有概括冶金硅级制备、高纯多晶硅制备、铸造多晶硅制备
单晶硅的制备及其缺陷和杂质：含有概括单晶硅生长、单晶硅的杂质与缺陷
单晶硅与多晶硅加工方法
硅薄膜材料：含有概括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料
硅材料的测量试验与解析方法：含有概括导电型号测量、电阻率测量、少子寿命测量、霍尔系数的测量、迁移率的测量、化学功能解析、晶体构造解析等
硅材料测量试验与解析依据标准（GB标准、UL标准、IEC标准、SEMI标准）
(2)太阳能光伏电池片讲解与展示系统
主要功能
1、可以展示各种太阳能光伏电池片；
2、配备装备文字与动画展示各种电池片的生产工序技艺与使用方法
3、目录（约9课时）
太阳能电池片基础现象简介
太阳能电池片基础构造解析
太阳能电池片分类
晶体硅太阳能电池片生产工序技艺：含有概括生产方法与生产设备简介
晶体硅太阳能电池片生产主要原材料
太阳能电池片测量试验技术与方法：含有概括测量试验方法与测量试验设备简介
太阳能电池片测量试验依据标准
(3)太阳能光伏结合套件讲解与展示系统
1、可以展示各种太阳能光伏光伏结合套件；
2、配备装备文字与动画展示各种光伏结合套件的生产工序技艺与使用方法
3、目录（约10课时）
太阳能电池结合套件基础简介
太阳能电池结合套件的分类及各种结合套件的优缺点
太阳能电池结合套件的生产工序技艺简介及相关设备
太阳电池结合套件的评定标准
太阳能电池结合套件的测量试验方法与测量试验设备
太阳能电池结合套件的发展方向
(4)太阳能光伏结合套件附属材料讲解与展示系统
主要功能
1、可以展示各种太阳能光伏光伏结合套件附属材料；
2、配备装备文字与动画展示各种光伏结合套件附属材料的生产工序技艺与使用方法
3、目录（约7课时）
太阳能结合套件附属设施现象简介
太阳能结合套件对钢化玻璃的具体要求
太阳能结合套件对支撑架铝型材的具体要求
太阳能结合套件对EVA封胶的具体要求
太阳能结合套件对TPT背板的具体要求
太阳能结合套件附属设施检验测试方法
太阳能结合套件附属设施测量试验标准
* 二、展示与讲解内容目录（图、文、声并茂）：
2.1 太阳能光伏应用设备讲解与展示系统（约5课时）
2.1.1 太阳能发电系统：
2.1.2 家用太阳能发电机直线DC系统多媒体电视机
2.1.3 太阳能便携电源：
2.1.4 太阳能杀虫灯
2.1.5 太阳能警示灯
2.1.6 太阳能野营灯
2.2 太阳能光伏发电基础原理
2.3 太阳能光伏发电系统构成部分简介
2.4 太阳能光伏发电系统设计方法
2.5 太阳能光伏电站施工建造设计方法
2.5.1、项目前期考察
2.5.2、项目建造设计前期图纸文档实训指导书及批复文件
第一阶段：可研阶段
第二阶段：获取省级/市级相关部门的批复文件
第三阶段：获取开工许可
2.5.3、项目施工图设计
2.5.4、项目实施建造设计
2.5.5、带电前的必备条件
2.6太阳能光伏并网电站简介
2.6.1、光伏并网电站简要描述
2.6.2、光伏并网电站设备构成
2.6.2、光伏并网电站设备功能
2.7 家用型太阳能电站建造设计方案
2.7.1、项目基础简介
2.7.2、方案设计 （附详细方案设计）
（一）用户负载信息
（二）系统方案设计
（三）效益计算：
2.8 逆变器基础原理简介
2.9 控制器基础原理简介
主要作用：
在小型光伏系统中，用来保护蓄电池；在大中型系统中，起平衡光伏系统能量、保护蓄电池及整个系统正常运行等；
光伏控制器应设定有以下功能：
①防止蓄电池过充电和过放电，延长蓄电池寿命；
②防 止太阳能电池板或电池方阵、蓄电池极性接反；
③防止负载、控制器、逆变器和其他设备内 部短路；
④设定有防雷击引起的击穿保护；
⑤设定有温度（℃）补偿的功能
⑥显露光伏发电系统的 各种作业状态，含有概括：蓄电池（组）电压（V）、负载状态、电池方阵作业状态、辅助电源状态、 环境温度（℃）状态、故障报警等。
光伏控制器按电子回路方法的不一样，可分为并联型、串联型、脉宽调制型、多路控制型等；
按结合套件写入功率（W）分：小功率（W）型、 中功率（W）型、大功率（W）型及专用控制器（如草坪灯控制器）等；
光伏控制器功能特别点：
1.小功率（W）光伏控制器
控制器的主要开关器件；
运用脉冲宽度调制（PWM)控制技术；
设定有单路、双路负载输出和多种作业模式；
设定有多种保护功能；
系统作业状况、蓄电池的剩余电量等的改变；
设定有温度（℃）补偿功能
2、中功率（W）光伏控制器
负载电流（A）大于15A的控制器为中功率（W）控制器。
系统状态显露；
可编程设定负载的控制方法；
多种保护功能；
浮充电压（V）的温度（℃）补偿功能；
设定有快速充电功能；
普通充放电作业模式、光控开/关、光控开/时控关作业模式
3、大功率（W）光伏控制器
大功率（W）光伏控制器应用微电脑芯片控制系统，控制功能更强，可完成复杂过程控制。
光伏控制器主要技术功能数值：
系统电压（V）、最大充电电流（A）、太阳电池方阵写入路数、电子回路自身损耗、充满断开或过压关断电压（V）（HVD) 、欠压断开或欠压关断电压（V）（LVD)、蓄电池充电浮充电压（V）、温度（℃）补偿、使用或作业环境温度（℃）界限、其他保护功能
控制器的规格限定负载电流（A）：
即控制器输出到直线DC负载或逆变器的直线DC输出电流（A）。该数值要适用负载或逆变器的 写入要求。
六、环境监测仪
本系统配备 1套环境监测仪(如下图所示)，用来监测现场的环境现象：

该装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支撑架构成，适用来气象、军事、航空、海港、环保、工业、农业、交通等部门测量水平风参量及太阳辐射能量的测量。可测量环境温度（℃）、风速、风向和辐射强度等参量，其 RS485 通讯连接口可接入并网监控装置的监测系统，就地实时记录环境数值。
七、主要教学实验内容
7.1 光伏能量变换实验
实验1、光伏阵列单元构成原理
实验2、太阳能光电池能量变换结合原理
实验3、阵列电池最大功率（W）跟踪器原理
实验4、阵列汇流与防雷接地原理
实验5、阵列构造件结合装配原理
实验6、在不一样天气和日照强度下光强度对光伏变换效率的影响实验
实验7、在不一样季节环境温度（℃）变换下对光伏能量变换的影响实验
7.2 光伏储能系统应用与教学
实验1、光伏储能发电系统原理构造解析
实验2、光储系统汇流、防雷原理学习掌控把握与实践
实验3、锂电池组在光储系统中的应用与电能管理
实验4、（BMS）锂电池组管理系统在光储系统中的应用
实验5、（EMS）能量管理系统在光储系统的应用与重要性
实验6、（EMS）能量管理系统在中小型微电网系统中的应用
实验7、直线DC变换器在光储系统的应用与重要性
实验8、储能逆变器的原理解析
实验9、储能逆变器与普通逆变器应用对比
实验10、光储微网系统在无电地区、海岛应用及设计
实验11、光储微网系统在多能互补、自发自用等联网型微电网中的应用
八、系统基础配备表

序号	名 称	型 号	数量	单位	备 注
1	光伏储能发电系统控制储物柜	-TYN13	1	台
2	250W太阳能电池板	ZM250	20	块	和上套系统共用
3	光伏储能逆变器		1	台
4	Ezconverter 通讯模型块		1	台
5	48V磷酸铁锂电池含有BMS		1	组
6	光伏汇流箱		1	台
7	风速风向仪 （可选）	环境监测	1	台
8	电线、电缆		1	套
9	单项电子电能表	DDS607	1	台
10	光伏专用双向计量电度表	上/下行	1	台
11	计算机数值 （可选或自配）		1	台
12	监控系统（上位机）		1	套
13	使用手册		1	本