CN219574994U - 一种光伏储能并网系统教学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光伏储能并网系统教学装置。本实用新型要解决的技术问题是提供一种光伏储能并网系统教学装置。本实用新型采用的技术方案:包括装置支撑板、电气安装板、储能并网逆变器、光伏汇流箱、光伏并网箱、锂电池、电控箱、交流负载和应急负载；市电依次通过所述光伏并网箱、所述电控箱与所述储能并网逆变器电连接，直流电源或光伏组件依次通过所述光伏汇流箱、所述电控箱与所述储能并网逆变器电连接，所述锂电池通过所述电控箱与所述储能并网逆变器电连接。本实用新型的优点在于：采用实际工程中广泛应用的设备，以储能并网系统为主，提供光伏组件、直流电源或电网为储能并网逆变器提供充足的电能输入，接入灵活、便于拆装。

Description

一种光伏储能并网系统教学装置

技术领域

本实用新型涉及教学设备技术领域，具体涉及一种光伏储能并网系统教学装置。

背景技术

随着化石燃料的减少及价格的持续上涨,及导致环境污染问题日趋严重。太阳能、风能等可再生的、无污染的清洁能源,受到人类越来越多的重视,为实现能源和环境的可持续发展,世界各国均将太阳能光伏发电、风力发电作为新能源与可再生能源发展的重点。近年来光伏储能发电项目装机量不断提高，设备的安装、调试、运行与管理对综合型人才的需求不断增多，当前光伏储能教学装置不能满足技能综合型人才培养的教学要求，具体体现在现有光伏教学设备以离网或并网为主，且受教室环境影响光伏输出功率小，与实际工程应用有较大的差距，不能完整展示实际光伏工程系统，不能满足拆装、调试、运行及维护等方面的技能要求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种光伏储能并网系统教学装置。

本实用新型光伏储能并网系统教学装置采用的技术方案: 其特征在于包括装置支撑板、垂直设在所述装置支撑板上的电气安装板、设在所述电气安装板上的储能并网逆变器、光伏汇流箱、光伏并网箱、锂电池、电控箱、交流负载和应急负载；

市电依次通过所述光伏并网箱、所述电控箱与所述储能并网逆变器电连接，直流电源或光伏组件依次通过所述光伏汇流箱、所述电控箱与所述储能并网逆变器电连接，所述锂电池通过所述电控箱与所述储能并网逆变器电连接，所述交流负载和所述应急负载均通过所述电控箱与所述光伏并网箱电连接。

所述电控箱包括触摸屏、状态指示灯、控制选择开关、接入控制开关、可编程控制器、工业交换机、主回路交流接触器、EPS控制电路、负载交流接触器；

所述触摸屏通过所述工业交换机与所述可编程控制器通讯，所述触摸屏通过RS485总线与所述储能并网逆变器通讯，所述可编程控制器与所述控制选择开关、所述接入控制开关、所述主回路交流接触器、所述负载交流接触器电连接，所述状态指示灯与所述主回路交流接触器电连接，所述EPS控制电路与所述储能并网逆变器、所述负载交流接触器电连接。

所述光伏汇流箱包括安装在汇流箱箱体内的直流熔断器、防反二极管、直流防雷器、直流断路器、采集器电源和采集器，所述触摸屏通过RS485总线与所述采集器通讯；

所述直流熔断器分别与所述防反二极管、所述直流防雷器、所述直流断路器和所述采集器电源电连接，所述直流熔断器与所述光伏组件或所述直流电源电连接，所述直流防雷器与大地连接，所述采集器与所述直流防雷器、所述直流断路器和所述采集器电源电连接，所述直流断路器通过所述电控箱与所述储能并网逆变器电连接。

所述光伏并网箱包括安装在并网箱箱体内的电能表、刀闸开关、漏电保护器、光伏并网断路器、空气开关、交流浪涌保护器，所述触摸屏通过RS485总线与所述电能表通讯；

所述电能表分别与所述刀闸开关、所述光伏并网断路器、所述空气开关、所述漏电保护器和所述电控箱电连接，所述光伏并网断路器通过所述电控箱与所述储能并网逆变器电连接，所述刀闸开关通过所述电控箱与市电连接，所述交流浪涌保护器、所述空气开关均与大地连接。

所述储能并网逆变器、所述光伏并网箱和所述电控箱从左至右置于所述电气安装板上部，所述光伏汇流箱、所述交流负载和所述应急负载置于所述电气安装板中部，所述锂电池置于所述电气安装板下部。

所述交流负载和所述应急负载均包括并排设置的第一彩灯 、第二彩灯 、插座和风扇，所述交流负载、所述应急负载分别与所述负载交流接触器电连接。

还包括设在所述电气安装板上且用于所述储能并网逆变器、所述光伏汇流箱、所述光伏并网箱、所述电控箱、所述交流负载和所述应急负载之间走线的走线槽。

所述装置支撑板底部设有脚轮。

本实用新型光伏储能并网系统教学装置的优点在于：采用实际工程中广泛应用的设备，以储能并网系统为主，提供光伏组件、直流电源或电网为储能并网逆变器提供充足的电能输入，使储能光伏并网逆变器工作于最佳状态，也可以连接光伏组件，接入灵活、便于拆装，能有效满足技能综合型人才培养的教学要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型光伏储能并网系统教学装置的结构示意图；

图2是本实用新型光伏储能并网系统教学装置的线路原理图；

图3是本实用新型电控箱的结构示意图；

图4是本实用新型光伏汇流箱的内部示意图；

图5是本实用新型光伏并网箱的内部示意图；

图6是本实用新型应急负载的结构示意图。

实施方式

如图1-6所示，本实用新型涉及的光伏储能并网系统教学装置，包括装置支撑板81、垂直设在所述装置支撑板81上的电气安装板8、设在所述电气安装板8上的储能并网逆变器1、光伏汇流箱2、光伏并网箱3、锂电池4、电控箱5、交流负载6和应急负载7；市电依次通过所述光伏并网箱3、所述电控箱5与所述储能并网逆变器1电连接，直流电源或光伏组件依次通过所述光伏汇流箱2、所述电控箱5与所述储能并网逆变器1电连接，所述锂电池4通过所述电控箱5与所述储能并网逆变器1电连接，所述交流负载6和所述应急负载7均通过所述电控箱5与所述光伏并网箱3电连接，采用实际工程中广泛应用的设备，以储能并网系统为主，提供光伏组件、直流电源或电网为储能并网逆变器提供充足的电能输入，使储能光伏并网逆变器工作于最佳状态，也可以连接光伏组件，接入灵活、便于拆装，能有效满足技能综合型人才培养的教学要求。

所述电控箱5包括触摸屏51、状态指示灯52、控制选择开关53、接入控制开关54、可编程控制器55、工业交换机56、主回路交流接触器57、EPS控制电路58、负载交流接触器59；所述触摸屏51通过所述工业交换机56与所述可编程控制器55通讯，所述触摸屏51通过RS485总线与所述储能并网逆变器1通讯，在触摸屏上实时显示监测信息，所述可编程控制器55与所述控制选择开关53、所述接入控制开关54、所述主回路交流接触器57、所述负载交流接触器59电连接，所述状态指示灯52与所述主回路交流接触器57电连接，所述EPS控制电路58与所述储能并网逆变器1、所述负载交流接触器59电连接。

所述锂电池4通过CAN总线与所述储能并网逆变器1通讯。

所述光伏汇流箱2包括安装在汇流箱箱体27内的直流熔断器21、防反二极管22、直流防雷器23、直流断路器24、采集器电源25和采集器26，所述触摸屏51通过RS485总线与所述采集器26通讯；所述直流熔断器21分别与所述防反二极管22、所述直流防雷器23、所述直流断路器24和所述采集器电源25电连接，所述直流熔断器21与所述光伏组件或所述直流电源电连接，所述直流防雷器23与大地连接，所述采集器26与所述直流防雷器23、所述直流断路器24和所述采集器电源25电连接，所述直流断路器24通过所述电控箱5与所述储能并网逆变器1电连接，采用实际工程中广泛应用的设备，接近工程施工现场，设备可进行拆装、调试、运行及维护等操作。

所述光伏并网箱3包括安装在并网箱箱体37内的电能表31、刀闸开关32、漏电保护器33、光伏并网断路器34、空气开关35、交流浪涌保护器36，所述触摸屏51通过RS485总线与所述电能表31通讯；所述电能表31分别与所述刀闸开关32、所述光伏并网断路器34、所述空气开关35、所述漏电保护器33和所述电控箱5电连接，所述光伏并网断路器34通过所述电控箱5与所述储能并网逆变器1电连接，所述刀闸开关32通过所述电控箱5与市电连接，所述交流浪涌保护器36、所述空气开关35均与大地连接，采用实际工程中广泛应用的设备，接近工程施工现场，设备可进行拆装、调试、运行及维护等操作。

所述光伏汇流箱2、所述光伏并网箱3、所述储能并网逆变器1、所述锂电池4均为市面上常规产品，所述电控箱5采用的控制原理为自动化控制领域常规技术手段，故此处不做赘述。

所述储能并网逆变器1、所述光伏并网箱3和所述电控箱5从左至右置于所述电气安装板8上部，所述光伏汇流箱2、所述交流负载6和所述应急负载7置于所述电气安装板8中部，所述锂电池4置于所述电气安装板8下部，布局合理，观看直观，便于学生动手操作。

所述交流负载6和所述应急负载7均包括并排设置的第一彩灯 61、第二彩灯 62、插座63和风扇64，所述交流负载6、所述应急负载7分别与所述负载交流接触器59电连接。

还包括设在所述电气安装板8上且用于所述储能并网逆变器1、所述光伏汇流箱2、所述光伏并网箱3、所述电控箱5、所述交流负载6和所述应急负载7之间走线的走线槽9，走线美观不杂乱。

所述装置支撑板81底部设有脚轮82，便于移动。

当选择本地运行时，接入控制开关54（光伏、电网、储能、EPS、直流接入）控制主回路交流接触器57的分与合，并由状态指示灯52指示其状态；当选择远方运行时，只能通过触摸屏51人机交互界面按钮控制主回路交流接触器57的分与合，应急负载7可以通过控制选择开关53选择电网供电或储能并网逆变器1EPS供电。

具体使用时：通过光伏连接器连接光伏组件或直流电源，合上光伏汇流箱2内的直流断路器24和电控箱5内的主回路交流接触器57，连通光伏组件或直流电源至储能并网逆变器1光伏直流输入端；合上光伏并网箱3内的刀闸开关32，光伏并网断路器34检测到交流电自动合闸，合上主回路交流接触器57连接市电至储能并网逆变器交流端；合上主回路交流接触器57连接锂电池4至储能并网逆变器1蓄电池端，储能并网逆变器1自动开机。

储能并网逆变器1内置自发自用，削峰填谷，后备电源等多种应用模式，当电网断开时，系统可通过光伏或锂电池提供应急电源，为应急负载7供电。用户可以通过触摸屏51查看储能并网逆变器1、电能表31、光伏汇流箱2等设备中的电压、电流、功率等运行参数。

当工作于自发自用模式时：光伏发电产生的电能将首先用于为应急负载7供电，然后为锂电池4充电，多余的电力将输出到公共电网；当没有光伏供应时，锂电池4将首先为应急负载7放电，当锂电池4容量不足时，电网将供电。

当工作于削峰填谷模式时：用户可以使用非峰值电力为锂电池4充电，充电和放电时间可以灵活设置，还可以选择是否从电网充电。

当工作于后备电源模式时：锂电池4将在设定时间内强制充电，并且在电网接通时永远不会放电，它还允许选择是否从电网充电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光伏储能并网系统教学装置，其特征在于：包括装置支撑板（81）、垂直设在所述装置支撑板（81）上的电气安装板（8）、设在所述电气安装板（8）上的储能并网逆变器（1）、光伏汇流箱（2）、光伏并网箱（3）、锂电池（4）、电控箱（5）、交流负载（6）和应急负载（7）；

市电依次通过所述光伏并网箱（3）、所述电控箱（5）与所述储能并网逆变器（1）电连接，直流电源或光伏组件依次通过所述光伏汇流箱（2）、所述电控箱（5）与所述储能并网逆变器（1）电连接，所述锂电池（4）通过所述电控箱（5）与所述储能并网逆变器（1）电连接，所述交流负载（6）和所述应急负载（7）均通过所述电控箱（5）与所述光伏并网箱（3）电连接。

2.根据权利要求1所述的光伏储能并网系统教学装置，其特征在于：所述电控箱（5）包括触摸屏（51）、状态指示灯（52）、控制选择开关（53）、接入控制开关（54）、可编程控制器（55）、工业交换机（56）、主回路交流接触器（57）、EPS控制电路（58）、负载交流接触器（59）；

所述触摸屏（51）通过所述工业交换机（56）与所述可编程控制器（55）通讯，所述触摸屏（51）通过RS485总线与所述储能并网逆变器（1）通讯，所述可编程控制器（55）与所述控制选择开关（53）、所述接入控制开关（54）、所述主回路交流接触器（57）、所述负载交流接触器（59）电连接，所述状态指示灯（52）与所述主回路交流接触器（57）电连接，所述EPS控制电路（58）与所述储能并网逆变器（1）、所述负载交流接触器（59）电连接。

3.根据权利要求2所述的光伏储能并网系统教学装置，其特征在于：所述光伏汇流箱（2）包括安装在汇流箱箱体（27）内的直流熔断器（21）、防反二极管（22）、直流防雷器（23）、直流断路器（24）、采集器电源（25）和采集器（26），所述触摸屏（51）通过RS485总线与所述采集器（26）通讯；

所述直流熔断器（21）分别与所述防反二极管（22）、所述直流防雷器（23）、所述直流断路器（24）和所述采集器电源（25）电连接，所述直流熔断器（21）与所述光伏组件或所述直流电源电连接，所述直流防雷器（23）与大地连接，所述采集器（26）与所述直流防雷器（23）、所述直流断路器（24）和所述采集器电源（25）电连接，所述直流断路器（24）通过所述电控箱（5）与所述储能并网逆变器（1）电连接。

4.根据权利要求2所述的光伏储能并网系统教学装置，其特征在于：所述光伏并网箱（3）包括安装在并网箱箱体（37）内的电能表（31）、刀闸开关（32）、漏电保护器（33）、光伏并网断路器（34）、空气开关（35）、交流浪涌保护器（36），所述触摸屏（51）通过RS485总线与所述电能表（31）通讯；

所述电能表（31）分别与所述刀闸开关（32）、所述光伏并网断路器（34）、所述空气开关（35）、所述漏电保护器（33）和所述电控箱（5）电连接，所述光伏并网断路器（34）通过所述电控箱（5）与所述储能并网逆变器（1）电连接，所述刀闸开关（32）通过所述电控箱（5）与市电连接，所述交流浪涌保护器（36）、所述空气开关（35）均与大地连接。

5.根据权利要求1所述的光伏储能并网系统教学装置，其特征在于：所述储能并网逆变器（1）、所述光伏并网箱（3）和所述电控箱（5）从左至右置于所述电气安装板（8）上部，所述光伏汇流箱（2）、所述交流负载（6）和所述应急负载（7）置于所述电气安装板（8）中部，所述锂电池（4）置于所述电气安装板（8）下部。

6. 根据权利要求2所述的光伏储能并网系统教学装置，其特征在于：所述交流负载（6）和所述应急负载（7）均包括并排设置的第一彩灯 （61）、第二彩灯 （62）、插座（63）和风扇（64），所述交流负载（6）、所述应急负载（7）分别与所述负载交流接触器（59）电连接。

7.根据权利要求1所述的光伏储能并网系统教学装置，其特征在于：还包括设在所述电气安装板（8）上且用于所述储能并网逆变器（1）、所述光伏汇流箱（2）、所述光伏并网箱（3）、所述电控箱（5）、所述交流负载（6）和所述应急负载（7）之间走线的走线槽（9）。

8.根据权利要求1所述的光伏储能并网系统教学装置，其特征在于：所述装置支撑板（81）底部设有脚轮（82）。