低碳智慧綜合能源實驗平臺

1.    搭建光伏交直流微電網系統；

2.    搭建充電樁模塊；

3.    搭建模塊化蓄電池系統；

4.    搭建混合儲能多端口調節系統；

5.    搭建蓄熱蓄冷裝置、數據采集系統。

2    實驗平臺功能

1.  可模擬光伏微電網能源系統，多能互補并離網智能運行；

2.   可根據系統需求調整蓄熱裝置；

3.   可以充放電與電池保護；

4.   充放電量統計；

5.   運行數據實時顯示、儲存，并對主要參數進行測量、監控、記錄；

6.   故障報警、運行保護等。

3    場地需求

1.    占地面積 40 ㎡（5m*8m）；

2.   具備上下水；

3.   安裝：單臺設備最大重量≤500kg。

微電網控制策略為：

(1)  離網運行

a.  光伏≥負荷，光伏能量提供負荷，多余存儲電池中，充滿棄光。

b.  光伏≤負荷，優先光伏供電，不足時儲能電池提供能量。

c.  光伏+儲能電池≤負荷，優先光伏和儲能電池供電，儲能電池低于15%時負載切除。

(2)  并網運行

a.  光伏≥負荷，光伏能量提供負荷，多余存儲電池中，電池充滿余電返送至交流母線。

b.  光伏≤負荷，優先光伏供電，不足時儲能電池提供能量。

c.  光伏+儲能電池≤負荷，優先光伏和儲能電池供電，儲能電池低于 15%時通過電網提供 差額功率給直流負荷。

d.  夜間補電時段，22:00-06:00 ，進行夜間儲能電池充電控制，充電功率可設置。

4.1  光伏發電

(1)  光伏發電系統結構

光伏發電采用高效單晶組件組成光伏陣列，安裝位于廠房屋頂，采用分布式發電集中并網。光伏轉換系統原理如圖 2 所示，太陽能電池板利用光伏效應發電，控制系統一方面把調整后的電能直接送往負載或充電樁。另一方面把多余的電能送往存儲系統。光伏發電量不能滿足負載需要時，控制器把儲存的電能送往負載或充電樁，保證了整個系統工作的連續性和穩定性。

(2)  系統構成說明

1.    光伏發電系統由太陽能電池板、控制系統和逆變器組成。

2.    太陽電池板：將太陽能轉換為電能。

a)    太陽電池組件：光伏組件利用光伏效應將光能轉換為電能，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：連接和保護太陽能光伏組件，將太陽能電池產生的電力與外部線路連接，傳導光伏組件所產生的電流。

c)    支架：支撐電池板并調整傾斜角度。

3.   控制系統：根據日照強度及負載的變化，不斷對系統工作狀態進行切換和調節。

a)   控制器：對信號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， 自動電壓識別、故障狀態顯示等功能。

b)  主控芯片：對采集到的電壓電流進行計算，通過最大功率跟蹤算法確定 PWM 脈沖占空比，輸出PWM 脈沖信號經過驅動電路處理后作用于開關管。

4.   逆變器：把直流電變成標準的 380V 電接入用戶側電網。

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

(3)  實驗內容

a)    了解光伏發電系統的組成、原理和工作特性。

b)   分析氣象條件對光伏發電的影響。

c)    分析電池板傾斜角度對發電的影響。