低碳智慧綜合能源實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

1.    搭建光伏交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)；

2.    搭建充電樁模塊；

3.    搭建模塊化蓄電池系統(tǒng)；

4.    搭建混合儲(chǔ)能多端口調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

5.    搭建蓄熱蓄冷裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

2    實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能

1.  可模擬光伏微電網(wǎng)能源系統(tǒng)，多能互補(bǔ)并離網(wǎng)智能運(yùn)行；

2.   可根據(jù)系統(tǒng)需求調(diào)整蓄熱裝置；

3.   可以充放電與電池保護(hù)；

4.   充放電量統(tǒng)計(jì)；

5.   運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、儲(chǔ)存，并對主要參數(shù)進(jìn)行測量、監(jiān)控、記錄；

6.   故障報(bào)警、運(yùn)行保護(hù)等。

3    場地需求

1.    占地面積 40 ㎡（5m*8m）；

2.   具備上下水；

3.   安裝：單臺(tái)設(shè)備最大重量≤500kg。

微電網(wǎng)控制策略為：

(1)  離網(wǎng)運(yùn)行

a.  光伏≥負(fù)荷，光伏能量提供負(fù)荷，多余存儲(chǔ)電池中，充滿棄光。

b.  光伏≤負(fù)荷，優(yōu)先光伏供電，不足時(shí)儲(chǔ)能電池提供能量。

c.  光伏+儲(chǔ)能電池≤負(fù)荷，優(yōu)先光伏和儲(chǔ)能電池供電，儲(chǔ)能電池低于15%時(shí)負(fù)載切除。

(2)  并網(wǎng)運(yùn)行

a.  光伏≥負(fù)荷，光伏能量提供負(fù)荷，多余存儲(chǔ)電池中，電池充滿余電返送至交流母線。

b.  光伏≤負(fù)荷，優(yōu)先光伏供電，不足時(shí)儲(chǔ)能電池提供能量。

c.  光伏+儲(chǔ)能電池≤負(fù)荷，優(yōu)先光伏和儲(chǔ)能電池供電，儲(chǔ)能電池低于 15%時(shí)通過電網(wǎng)提供 差額功率給直流負(fù)荷。

d.  夜間補(bǔ)電時(shí)段，22:00-06:00 ，進(jìn)行夜間儲(chǔ)能電池充電控制，充電功率可設(shè)置。

4.1  光伏發(fā)電

(1)  光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

光伏發(fā)電采用高效單晶組件組成光伏陣列，安裝位于廠房屋頂，采用分布式發(fā)電集中并網(wǎng)。光伏轉(zhuǎn)換系統(tǒng)原理如圖 2 所示，太陽能電池板利用光伏效應(yīng)發(fā)電，控制系統(tǒng)一方面把調(diào)整后的電能直接送往負(fù)載或充電樁。另一方面把多余的電能送往存儲(chǔ)系統(tǒng)。光伏發(fā)電量不能滿足負(fù)載需要時(shí)，控制器把儲(chǔ)存的電能送往負(fù)載或充電樁，保證了整個(gè)系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

(2)  系統(tǒng)構(gòu)成說明

1.    光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池板、控制系統(tǒng)和逆變器組成。

2.    太陽電池板：將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。

a)    太陽電池組件：光伏組件利用光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，采用單晶硅光伏電池組件DSPV800-240W ，光伏陣列的總功率為 10kW。

b)   接線盒：連接和保護(hù)太陽能光伏組件，將太陽能電池產(chǎn)生的電力與外部線路連接，傳導(dǎo)光伏組件所產(chǎn)生的電流。

c)    支架：支撐電池板并調(diào)整傾斜角度。

3.   控制系統(tǒng)：根據(jù)日照強(qiáng)度及負(fù)載的變化，不斷對系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行切換和調(diào)節(jié)。

a)   控制器：對信號(hào)的采集如電池電量顯示、充電/放電電流顯示、溫度顯示，光控+延時(shí)， 自動(dòng)電壓識(shí)別、故障狀態(tài)顯示等功能。

b)  主控芯片：對采集到的電壓電流進(jìn)行計(jì)算，通過最大功率跟蹤算法確定 PWM 脈沖占空比，輸出PWM 脈沖信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路處理后作用于開關(guān)管。

4.   逆變器：把直流電變成標(biāo)準(zhǔn)的 380V 電接入用戶側(cè)電網(wǎng)。

一般由濾波器、Boost 電路、逆變橋和保護(hù)電路組成，在光伏陣列輸入側(cè)還具備最大功率 跟蹤功能，能夠有效提升光伏陣列效率。

(3)  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

a)    了解光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成、原理和工作特性。

b)   分析氣象條件對光伏發(fā)電的影響。

c)    分析電池板傾斜角度對發(fā)電的影響。