低碳智慧综合能源实验平台

低碳智慧综合能源实验平台

1.    搭建光伏交直流微电网系统；

2.    搭建充电桩模块；

3.    搭建模块化蓄电池系统；

4.    搭建混合储能多端口调节系统；

5.    搭建蓄热蓄冷装置、数据采集系统。

2    实验平台功能

1.  可模拟光伏微电网能源系统，多能互补并离网智能运行；

2.   可根据系统需求调整蓄热装置；

3.   可以充放电与电池保护；

4.   充放电量统计；

5.   运行数据实时显示、储存，并对主要参数进行测量、监控、记录；

6.   故障报警、运行保护等。

3    场地需求

1.    占地面积 40 ㎡（5m*8m）；

2.   具备上下水；

3.   安装：单台设备最大重量≤500kg。

微电网控制策略为：

(1)  离网运行

a.  光伏≥负荷，光伏能量提供负荷，多余存储电池中，充满弃光。

b.  光伏≤负荷，优先光伏供电，不足时储能电池提供能量。

c.  光伏+储能电池≤负荷，优先光伏和储能电池供电，储能电池低于15%时负载切除。

(2)  并网运行

a.  光伏≥负荷，光伏能量提供负荷，多余存储电池中，电池充满余电返送至交流母线。

b.  光伏≤负荷，优先光伏供电，不足时储能电池提供能量。

c.  光伏+储能电池≤负荷，优先光伏和储能电池供电，储能电池低于 15%时通过电网提供 差额功率给直流负荷。

d.  夜间补电时段，22:00-06:00 ，进行夜间储能电池充电控制，充电功率可设置。

4.1  光伏发电

(1)  光伏发电系统结构

光伏发电采用高效单晶组件组成光伏阵列，安装位于厂房屋顶，采用分布式发电集中并网。光伏转换系统原理如图 2 所示，太阳能电池板利用光伏效应发电，控制系统一方面把调整后的电能直接送往负载或充电桩。另一方面把多余的电能送往存储系统。光伏发电量不能满足负载需要时，控制器把储存的电能送往负载或充电桩，保证了整个系统工作的连续性和稳定性。

(2)  系统构成说明

1.    光伏发电系统由太阳能电池板、控制系统和逆变器组成。

2.    太阳电池板：将太阳能转换为电能。

a)    太阳电池组件：光伏组件利用光伏效应将光能转换为电能，采用单晶硅光伏电池组件DSPV800-240W ，光伏阵列的总功率为 10kW。

b)   接线盒：连接和保护太阳能光伏组件，将太阳能电池产生的电力与外部线路连接，传导光伏组件所产生的电流。

c)    支架：支撑电池板并调整倾斜角度。

3.   控制系统：根据日照强度及负载的变化，不断对系统工作状态进行切换和调节。

a)   控制器：对信号的采集如电池电量显示、充电/放电电流显示、温度显示，光控+延时， 自动电压识别、故障状态显示等功能。

b)  主控芯片：对采集到的电压电流进行计算，通过最大功率跟踪算法确定 PWM 脉冲占空比，输出PWM 脉冲信号经过驱动电路处理后作用于开关管。

4.   逆变器：把直流电变成标准的 380V 电接入用户侧电网。

一般由滤波器、Boost 电路、逆变桥和保护电路组成，在光伏阵列输入侧还具备最大功率 跟踪功能，能够有效提升光伏阵列效率。

(3)  实验内容

a)    了解光伏发电系统的组成、原理和工作特性。

b)   分析气象条件对光伏发电的影响。

c)    分析电池板倾斜角度对发电的影响。