CN206774058U - 一种分布式光伏发电实训平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种分布式光伏发电实训平台，包括连接主线的可编程交流电网模拟电源、互联技术集成模块、储能装置、微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器，和微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器连接的光伏组件，及与光伏组件连接的直流配电箱，以及连接于主线上用于切换微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器的并网开关，所述并网开关与电网连接。本实用新型中的光伏组件能够通过不同类型的逆变器形成独立的分布式发电单元，实训平台含有可编程交流电网模拟电源，可以模拟智能微网系统，更好的进行教学。

Description

一种分布式光伏发电实训平台

技术领域

本实用新型涉及一种分布式光伏发电实训平台。

背景技术

在当前光伏发电技能培养上，实训装置设备还在不断完善中。例如从当前我国推广的分布式光伏发电中，如何通过相关的训练设备来快速培养学生的实训技术，相关实训类设备还存在很大的空白。一些大专院校设置了光伏课程讲授光伏理论，但是光伏理论联系实际的分步检测实验和学生动手动脑的检测实训设备较少，尤其缺乏从光伏板发电到独立运行，使得学生对光伏技术学习不够深入，更缺乏动手动脑地实训，给光伏技术教学带来障碍和困难。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于，提供一种能够有效培养学生的分布式光伏电站建设与施工技能的分布式光伏发电实训平台。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种分布式光伏发电实训平台，包括连接主线的可编程交流电网模拟电源、互联技术集成模块、储能装置、微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器，和微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器连接的光伏组件，及与光伏组件连接的直流配电箱，

以及连接于主线上用于切换微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器的并网开关，所述并网开关与电网连接。

进一步地，所述并网开关包括第一双向切换开关、第二双向切换开关、第一三向切换开关，

所述实训平台还包括充电控制器，

第一双向切换开关连接于直流配电箱输出端、储能双向逆变器输入端、充电控制器输入端之间，第一三向切换开关与储能双向逆变器、储能装置、充电控制器输出端连接，储能装置连接家用电器；所述第二双向切换开关连接于储能双向逆变器输出端、可编程交流电网模拟电源、电网之间，第二双向切换开关与储能双向逆变器之间连接有第一双向储能电表。

进一步地，所述光伏组件包括第一光伏组件、第二光伏组件，

第一光伏组件连接微型逆变器，第二光伏组件连接直流配电箱后与含有最大功率点跟踪功能的组串逆变器连接，

所述微型逆变器、组串逆变器连接有交流配电箱，交流配电箱通过单向智能电表连接家用电器，

并网开关包括第二三向切换开关，第二三向切换开关连接于交流配电箱、可编程交流电网模拟电源、电网之间，在第二三向切换开关与交流配电箱之间连接有第二双向储能电表。

进一步地，所述实训平台包括由镀锌方管焊接构成的主体，安装于主体侧面的双面中空玻璃，以及装配于主体顶部的光伏组件，所述光伏组件由多晶硅太阳能电池板铺设而成。

采用了上述技术方案，实训平台的总体构成：它是建立在集成的、双向通信网络的基础上，采用先进的互联技术实现电网的可靠、安全、经济和高效的运行。由PV阵列构成的分布式光伏能源，指采用光伏组件，将太阳能直接转换成电能的分布式发电单元。分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网、就近转换、就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。本实用新型中的光伏组件能够通过不同类型的逆变器形成独立的分布式发电单元，实训平台含有可编程交流电网模拟电源，可以模拟智能微网系统，更好的进行教学。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图；

图2为本实用新型实施例一的原理示意图；

图3为本实用新型实施例二的原理示意图；

图4为本实用新型控制系统的流程框图；

图5为本实用新型实训平台的侧视图；

图中，1为主线，2为可编程交流电网模拟电源，3为互联技术集成模块，4为储能装置，5为微型逆变器，6为组串逆变器，7为充放电逆变组，8为储能双向逆变器，9为聚光逆变器，10为光伏组件，11为并网开关，12为电网，13为第一双向切换开关，14为第二双向切换开关，15为第一三向切换开关，16为充电控制器，17为直流配电箱，18为家用电器，19为第一双向储能电表，20为第一光伏组件，21为第二光伏组件，22为交流配电箱，23为单向智能电表，24为第二三向切换开关，25为第二双向储能电表，26为主体，27为双面中空玻璃。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，一种分布式光伏发电实训平台，包括连接主线1的可编程交流电网模拟电源2、互联技术集成模块3、储能装置4、微型逆变器5、组串逆变器6、充放电逆变组7、储能双向逆变器8、聚光逆变器9，和微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器连接的光伏组件10，及与光伏组件连接的直流配电箱，以及连接于主线上用于切换微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器的并网开关11，并网开关与电网12连接。

图2为本实用新型的实施方式一，并网开关包括第一双向切换开关13、第二双向切换开关14、第一三向切换开关15，实训平台还包括充电控制器16，

第一双向切换开关13连接于直流配电箱17输出端、储能双向逆变器8输入端、充电控制器输入端之间，第一三向切换开关15与储能双向逆变器8、储能装置4、充电控制器16输出端连接，储能装置连接家用电器18；第二双向切换开关14连接于储能双向逆变器8输出端、可编程交流电网模拟电源2、电网12之间，第二双向切换开关与储能双向逆变器之间连接有第一双向储能电表19。通过图2所示的并网、离网型光伏发电智能储能系统示意，该部分可以为让学生掌握并网型储能和离网型储能(市电互补)的区别，以及深入了解和研究系统工作的能量流向和智能能量管理(EMS)逻辑等。学生通过双向开关的切换，可以实现“并网型光伏发电智能系统”，“并网、离网型光伏发电智能储能系统”，“智能微网的模拟”，“单双向智能电表”。该实训平台还可以实现直流微网、交直流混合微网等功能。

图3为本实用新型的实施方式二，光伏组件包括第一光伏组件20、第二光伏组件21，第一光伏组件连接微型逆变器5，第二光伏组件连接直流配电箱17后与含有最大功率点跟踪功能的组串逆变器6连接。

微型逆变器、组串逆变器连接有交流配电箱22，交流配电箱通过单向智能电表23连接家用电器18。

并网开关包括第二三向切换开关24，第二三向切换开关连接于交流配电箱、可编程交流电网模拟电源2、电网12之间，在第二三向切换开关与交流配电箱之间连接有第二双向储能电表25。

通过双向切换开关，在闲暇时候发的电可以输入电网。图3是实训平台中的微型逆变器和组串式逆变器并网发电智能系统示意，该部分平台可以为让学生掌握微型逆变器和组串逆变器的区别以及系统发电的比较等，还可以让学生在实际的天气情况下深入了解最大功率跟踪(MPPT)控制的过程。该系统为现实应用版，非教学演示版，学生通过该平台可以更好的贴近实际应用，达到快速学以致用的目的。

图4是本实用新型控制系统的流程框图，其中，图4中的左半部分为分布式光伏发电实训平台智能控制系统的流程图，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。微电网监控系统由微电网能量管理系统(MEMS)、微电网协调控制器和微电网设备就地控制器构成。图4中的右半部分是对微电网监控系统各单元更细致的划分。MEMS与微电网协调控制器采用以太网接口，通过104规约进行通信。根据微电网内各设备实际情况，微电网协调控制器与就地控制器之间的通信方式包括RS485、CAN、以太网等，并可能采用多种通信规约。

图5为实训平台的侧视图，实训平台包括由镀锌方管焊接构成的主体26，安装于主体侧面的双面中空玻璃27，以及装配于主体顶部的光伏组件10，光伏组件为倾斜设置在主体顶部，便于接收光照，光伏组件由多晶硅太阳能电池板铺设而成。以阳光玻璃房将作为实训平台的重要附件部分，光伏组件集成在屋顶用来替代传统的砖瓦，具有屋顶和发电的两种功能，既美观、智能又具有很强的示范性。可以改变角度的光伏组件将铺设在南面，具有遮挡阳光和发电两种功能。四周及门窗安装双层中空钢化玻璃，具有隔热保温作用，内部可以用于学生的实验室。

本实用新型分布式光伏发电实训平台的总体特点：

(1)系统可“拆卸”性强，多以自由组合多种形式的光伏发电系统，增强了学生的动手能力，可以培养学生的创新思维，容易地掌握电站的设计。

(2)实训平台拥有环境监测功能，可以测量当地的天气情况，如温度，辐照度，风向，风速等。

(3)系统的兼容性比较好，并网时具有分布式电源的“即插即用”和微电网的运行控制功能，在主网正常时，保持微电网与主网的协调运行；在主网停电时，微电网独立运行；当主网恢复正常时，微电网可再次与主网协调运行。

(4)系统具有防孤岛作用和计划性孤岛作用。

(5)低电压穿越：当电力系统故障或扰动引起光伏发电站并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，光伏发电系统能够保证不脱网连续运行。

(6)充电控制器具有短路保护、过负荷保护、蓄电池过充(放)保护、欠(过)压保护及防雷保护功能，必要时应具备温度补偿、数据采集和通信功能。

(7)分布式电站部署了有线和无线监控平台，可以对离散式并网点进行数据采集和管理，可远程进行有功和无功调节，以配合智能电网升级。

(8)储能系统可以接受微网系统的调度，可以根据光伏系统的输出状况实时调整自身的充放电状态，稳定光伏输出，降低光伏输出功率变化对公共电网的冲击。当微网子系统进入离网运行状态时。储能系统能为系统由并网到离网平滑过渡提供基准电压，并作为备用电源为负荷供电。

(9)可以对分布式光伏阵列的实时运行信息、报警信息进行全面的监视，并对光伏发电进行多方面的统计和分析，实现对分布式电源的全方面掌控。

(10)可以对微电网内部的负荷进行监视、控制和统计，并为低周减载、微电网功率平衡控制分析等提供依据。

(11)智能微网是自愈电网，可以抵御攻击，提供优质电能，电能质量指标包括电压偏移、频率偏移、三相不平衡、谐波、闪变、电压骤降和突升等。

(12)交流配电柜作为连接逆变器与交流负载的电力设备，可以接受和分配电能。主要有空气开关等开关类电器、熔断器等保护类电器、电压表等测量类电器以及指示灯、母线排等构成，可以用于电力调节，同时可以显示逆变器输出的电性能参数。

(13)系统所用的逆变器自带孤岛效应保护装置。

(14)实训平台在闲暇时间，可以发电自用或者发电卖给国家电网。

Claims (4)

1.一种分布式光伏发电实训平台，其特征在于，该实训平台包括连接主线的可编程交流电网模拟电源、互联技术集成模块、储能装置、微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器，和微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器连接的光伏组件，及与光伏组件连接的直流配电箱，

以及连接于主线上用于切换微型逆变器、组串逆变器、充放电逆变组、储能双向逆变器、聚光逆变器的并网开关，所述并网开关与电网连接。

2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电实训平台，其特征在于，所述并网开关包括第一双向切换开关、第二双向切换开关、第一三向切换开关，

所述实训平台还包括充电控制器，

第一双向切换开关连接于直流配电箱输出端、储能双向逆变器输入端、充电控制器输入端之间，第一三向切换开关与储能双向逆变器、储能装置、充电控制器输出端连接，储能装置连接家用电器；所述第二双向切换开关连接于储能双向逆变器输出端、可编程交流电网模拟电源、电网之间，第二双向切换开关与储能双向逆变器之间连接有第一双向储能电表。

3.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电实训平台，其特征在于，所述光伏组件包括第一光伏组件、第二光伏组件，

第一光伏组件连接微型逆变器，第二光伏组件连接直流配电箱后与含有最大功率点跟踪功能的组串逆变器连接，

所述微型逆变器、组串逆变器连接有交流配电箱，交流配电箱通过单向智能电表连接家用电器，

并网开关包括第二三向切换开关，第二三向切换开关连接于交流配电箱、可编程交流电网模拟电源、电网之间，在第二三向切换开关与交流配电箱之间连接有第二双向储能电表。

4.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电实训平台，其特征在于，所述实训平台包括由镀锌方管焊接构成的主体，安装于主体侧面的双面中空玻璃，以及装配于主体顶部的光伏组件，所述光伏组件由多晶硅太阳能电池板铺设而成。