一、光伏發(fā)電設備裝配與調(diào)節(jié)測試實驗系統(tǒng)-設備簡介：
本裝置由光源模仿跟蹤裝置、光源模仿跟蹤控制系統(tǒng)、能量變換控制存儲系統(tǒng)、離網(wǎng)逆變負載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)五個部分構(gòu)成，各功能部分經(jīng)過通訊電纜和連接電纜實行連接，形成一套能夠展示并動手設計、裝配、調(diào)節(jié)測試的太陽能光伏發(fā)電工廠應用的設備。
二、技術(shù)功能數(shù)值：
1、設備尺寸：4500×800×2000mm
2、場地面積：16平方米
3、設備構(gòu)成部分：光源模仿跟蹤裝置、光源模仿控制系統(tǒng)、能量變換控制存儲系統(tǒng)、離網(wǎng)逆變負載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、輔助儀表器具設備。
4、光源模仿跟蹤裝置：
光源模仿跟蹤裝置及控制系統(tǒng)由光源模仿跟蹤裝置和光源模仿跟蹤控制系統(tǒng)構(gòu)成，如圖2所示。該系統(tǒng)由太陽能電池結(jié)合套件、模仿太陽光燈、太陽能模仿追日跟蹤傳感器、太陽能板二維動作機構(gòu)、直線DC電機、減慢速度箱、GE可編程序控制器、按鈕和繼電器等低壓電器等構(gòu)成。

圖2（a）光源模仿跟蹤裝置

光源模仿跟蹤裝置技術(shù)功能數(shù)值：
1）太陽能電池規(guī)格： 20W/18V*4
2）模仿光源功率（W）：300W*3
3）跟蹤方法：單軸，俯仰180°
4）跟蹤精確度：< ±1.5°
5）日跟蹤驅(qū)動功耗：< 1W（按照光照強度作業(yè)）
6）作業(yè)電壓（V）：DC24V
7）抗風等級：10級
8）機械壽命：>25年
9）外觀尺寸： 1100mm*1240mm*1710mm
5、光源模仿跟蹤控制系統(tǒng)：
光源模仿跟蹤控制系統(tǒng)控制燈光來模仿太陽光源（晨日太陽、午日太陽、夕日太陽）的運行軌跡以及太陽光的入射角度，太陽能電池板上的模仿追日跟蹤傳感器收集模仿太陽光照度信息及位置信息，控制兩維動作機構(gòu)，使太陽能電池板始終正對著模仿太陽光源，以提升太陽能電池的發(fā)電效率。

圖3光源模仿跟蹤控制系統(tǒng)

光源模仿跟蹤控制系統(tǒng)技術(shù)功能數(shù)值：
1）GE-plc ：IC200UDR020
2）PLC規(guī)格限定電壓（V）：24V
3）作業(yè)環(huán)境：溫度（℃） -10-40℃ 濕度≤80%
4）外觀尺寸： 800mm*780mm*2000mm
6、能量變換控制存儲系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要采用直線DC電壓（V）收集模型塊、溫度（℃）收集模型塊、IGBT驅(qū)動模型塊、直線DC電流（A）收集模型塊、繼電器驅(qū)動模型塊、蓄電池組、直線DC負載、通信模型塊、人機界面HMI、空氣開關(guān)、直線DC電壓（V）表、直線DC電流（A）表等模型塊構(gòu)成。能量變換控制存儲系統(tǒng)是將太陽能電池板發(fā)出的電量提供給直線DC負載和蓄電池，或者輸送給逆變器使用。該系統(tǒng)設定有溫度（℃）檢驗測試，充、放電檢驗測試、PWM脈寬調(diào)制、最大功率（W）點跟蹤（MPPT）功能以及過沖、過放等保護功能。

圖4能量變換控制存儲系統(tǒng)

能量變換控制存儲系統(tǒng)技術(shù)功能數(shù)值：
1）功率（W）：200W
2）蓄電池容量（KV）：12V20AH，4節(jié)
3）控制器規(guī)格限定輸出電壓（V）、電流（A）：24V/10A
4）作業(yè)環(huán)境：溫度（℃） -10-40℃ 濕度≤80%
5）外觀尺寸： 800mm*610mm*2000mm
7、離網(wǎng)逆變負載系統(tǒng)：由直線DC電壓（V）收集模型塊、直線DC電流（A）收集模型塊、IGBT驅(qū)動模型塊、繼電器驅(qū)動模型塊、LCD人機對話模型塊、通信模型塊、一相逆變器-主電子回路單元模型塊、頻率收集模型塊、直線DC電壓（V）表、直線DC電流（A）表、交流AC電壓（V）表、交流AC電流（A）表、交流AC諧波表、空氣開關(guān)、低壓電器、交流AC負載等構(gòu)成。
該系統(tǒng)將太陽能電池板產(chǎn)生的直線DC電或蓄電池釋放的直線DC電經(jīng)過逆變器SPWM調(diào)制轉(zhuǎn)化為一相220V交流AC電，供交流AC負載使用。系統(tǒng)設定有寫入過、欠壓保護，輸出過載、短路保護，過熱保護等功能。設定有逆變輸出的電壓（V）幅度、頻率、功率（W）因數(shù)、諧波檢驗測試和調(diào)節(jié)功能。

圖5 離網(wǎng)逆變負載系統(tǒng)

離網(wǎng)逆變負載系統(tǒng)技術(shù)功能數(shù)值：
1）規(guī)格限定寫入電壓（V）：DC24V；
2）規(guī)格限定輸出電壓（V）：220V±10%、50Hz±1Hz；
3）規(guī)格限定功率（W）：200VA；
4）輸出功率（W）因數(shù)：≥0.80（感性負載、容性負載）；
5）逆變效率：≥80%；
6）電壓（V）調(diào)節(jié)率：線性負載≤3%，非線性負載≤5%。
7）外觀尺寸： 800mm*610mm*2000mm
8、監(jiān)控系統(tǒng)：由通訊管理機、顯露器、打印機、組態(tài)系統(tǒng)等構(gòu)成。
主要功能：
1）顯露充電電壓（V）、充電電流（A）、功率（W）、運行狀態(tài)；
2）顯露蓄電池電壓（V）、蓄電池放電電流（A）、蓄電池放電功率（W）、蓄電池運行狀態(tài)；
3）顯露負載電壓（V）、負載電流（A）、負載功率（W）、負載狀態(tài)；
4）顯露當前溫度（℃）、溫度（℃）補償系數(shù)，各種功能數(shù)值保護、就地實時數(shù)值顯露與處置整理、詳細的事故記錄、報警功能數(shù)值設定、對用戶提供權(quán)限管理、密碼登錄等。

監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)功能數(shù)值：
1）組態(tài)系統(tǒng)：POWER9000
2）外觀尺寸： 800mm*900mm*2000mm
三、內(nèi)容描述：
1、系統(tǒng)設計與制圖：
按照大賽提供的相關(guān)設備和任務書中的功能要求，在計算機數(shù)值上運用CAD等相關(guān)系統(tǒng)完成設計任務。
▲ 相關(guān)課程理論計算；
▲ 系統(tǒng)整體設計；
▲ 各結(jié)合套件單元功能數(shù)值配備；
▲ 系統(tǒng)結(jié)合套件的接線；
▲ 系統(tǒng)結(jié)合套件的接線編號圖。
2、系統(tǒng)的裝配與調(diào)節(jié)測試：
1）光伏電池單元的裝配與調(diào)節(jié)測試裝配
調(diào)節(jié)測試
▲ 按照任務書選用適當組數(shù)的電池主件，搭建成最合適的電池結(jié)合套件方陣；
▲ 按照任務書要求裝配最合適的光伏電池結(jié)合套件方陣的支撐架；
▲ 按照任務書要求裝配模仿光源。
▲ 按照按照任務書要求，編程控制PLC完成模仿太陽的動作軌跡；
▲ 編程控制PLC完成太陽能電池板追日功能，使得輸出功率（W）最大；
2）光伏控制單元的裝配與調(diào)節(jié)測試
裝配
▲ 按照任務書要求，實行控制開關(guān)、儀表的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行匯流單元的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行光伏控制器的裝配與接線；
調(diào)節(jié)測試
▲ 按照任務書要求，實行控制器的功能數(shù)值設定與調(diào)節(jié)測試；
▲ 完成對蓄電池的充放電控制；
▲ 完成太陽能電池板的伏安特性彎曲線測量試驗和測繪制作；
▲ 完成恒電壓（V）（CVT）跟蹤和最大功率（W）點跟蹤（MPPT）；
▲ 實行對蓄電池的過沖、過放、過流等保護調(diào)節(jié)測試；
▲ 按照任務書要求，提供直線DC負載電源。
3）儲能單元的裝配與調(diào)節(jié)測試
選型
▲ 按照任務書要求，實行蓄電池功能數(shù)值的選型
裝配
▲ 按照任務書要求，實行控制開關(guān)、儀表的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行蓄電池的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，解析蓄電池的保護電子回路并調(diào)節(jié)測試。
4）一相離網(wǎng)逆變單元的裝配與調(diào)節(jié)測試
裝配
▲ 按照任務書要求，實行控制開關(guān)、儀表的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行一相離網(wǎng)逆變器的裝配與接線；
調(diào)節(jié)測試
▲ 按照任務書要求，一相正弦波離網(wǎng)逆變器控制方法調(diào)節(jié)測試；
▲ 按照任務書要求，輸出過載、短路保護調(diào)節(jié)測試；
▲ 離網(wǎng)逆變器輸出電壓（V）、電流（A）檢驗測試與調(diào)節(jié)；
▲ 離網(wǎng)逆變器輸出的功率（W）因數(shù)檢驗測試與調(diào)節(jié)；
▲ 離網(wǎng)逆變器輸出的頻率檢驗測試與調(diào)節(jié)；
▲ 離網(wǎng)逆變器輸出的諧波檢驗測試與調(diào)節(jié)；
5）負載單元的裝配與調(diào)節(jié)測試
裝配
▲ 按照任務書要求，實行控制開關(guān)、儀表的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行直線DC負載、一相交流AC負載的裝配與接線；
運行與測量試驗
▲ 直線DC負載的電流（A）、電壓（V）檢驗測試；
▲ 交流AC負載的電流（A）、電壓（V）檢驗測試；
▲ 負載運行狀況測量試驗。
6）監(jiān)控單元的裝配與調(diào)節(jié)測試
裝配
▲ 按照任務書要求，實行監(jiān)控單元的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行監(jiān)控單元與其他單元之間的通訊裝配與接線；
調(diào)節(jié)測試
▲ 按照任務書要求，在監(jiān)控單元上完成組態(tài)界面測繪制作、功能數(shù)值配備；
▲ 完成監(jiān)控單元與各監(jiān)控單元的通信調(diào)節(jié)測試。
四、伏發(fā)電設備裝配與調(diào)節(jié)測試實驗系統(tǒng)-設備表單：