一、概述

該光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)利用校內(nèi)的建筑屋頂建設(shè)光伏系統(tǒng)，為教學(xué)樓內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室負(fù)荷供電，白天負(fù)荷較小，晚上學(xué)生自習(xí)時(shí)負(fù)荷較大，總負(fù)載不超過(guò)5kW；當(dāng)?shù)厝照召Y源豐富，日照峰值時(shí)間3.5-4h，晚間備電時(shí)間約2小時(shí),考慮系統(tǒng)容量，光伏組件容量設(shè)計(jì)為：5kWp,儲(chǔ)能系統(tǒng)容量為：10kWh。

二、光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5KW光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏子單元、儲(chǔ)能子單元、電網(wǎng)接入裝置和能量管理系統(tǒng)四大部分構(gòu)成。

系統(tǒng)主要設(shè)備包括：

1、儲(chǔ)能電池

2、BMS系統(tǒng)

3、電池控制系統(tǒng)

4、儲(chǔ)能逆變器

5、光伏組件

6、匯流箱

7、通訊裝置

8、防雷及接地裝置

9、設(shè)備之間的連接電纜（包括直流側(cè)和交流側(cè)）

三、主要設(shè)備配置表

表1：該系統(tǒng)配置按照夜晚2小時(shí)供電要求，備單元配置如下

四、系統(tǒng)主要設(shè)備功能參數(shù)介紹

（一）儲(chǔ)能逆變器功能介紹

產(chǎn)品主電路采用雙向PWM逆變電路及相應(yīng)的控制電路、保護(hù)和監(jiān)控電路。直流側(cè)由緩沖電阻、防反二極管和直流接觸器組成了直流側(cè)緩沖電路，當(dāng)初始連接各種電池時(shí)對(duì)直流母線電容進(jìn)行緩沖。主電路電源可有交直兩用供電，以使系統(tǒng)在電池或電網(wǎng)有電時(shí)都可以工作。

（二）磷酸鐵鋰電池性能介紹

磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過(guò)充時(shí)也不會(huì)像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性。

（三） PVS-4M匯流箱性能介紹

為了減少光伏陣列到直流變換器之間的連接線，方便維護(hù)，提高系統(tǒng)的可靠性，需要光伏陣列與直流變換器之間配置光伏陣列匯流箱。

（四）雙軸跟蹤支架及控制系統(tǒng)

采用西門(mén)子 S7-1200 系列主機(jī)，高精度、高穩(wěn)定數(shù)字化控制方案設(shè)計(jì)，先進(jìn)的天文 算法,實(shí)時(shí)追蹤太陽(yáng)使光伏方陣時(shí)刻保持最大輸出功率，提高光伏發(fā)電轉(zhuǎn)化效率。風(fēng)速 測(cè)量裝置在正常天氣情況下保持靜默感知運(yùn)行，遇到大風(fēng)天氣或風(fēng)速達(dá)到一定等級(jí)則會(huì) 自動(dòng)運(yùn)行，并通過(guò)控制主機(jī)使支架系統(tǒng)自動(dòng)放平減小風(fēng)阻、保護(hù)支架系統(tǒng)在暴風(fēng)雨天氣 能夠安全運(yùn)行。

五、監(jiān)控及通訊裝置

系統(tǒng)配置1 套監(jiān)控裝置，配置光伏并網(wǎng)系統(tǒng)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)版監(jiān)測(cè)軟件，采用 USB2.0 或 Wifi通訊方式，可以連續(xù)每天 24 小時(shí)對(duì)所有的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1、實(shí)時(shí)顯示電站的當(dāng)前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計(jì)總發(fā)電量、累計(jì)CO2 總減排量以及每天發(fā)電功率曲線圖；

2、可查看運(yùn)行參數(shù)。

3、監(jiān)控所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，采用聲光報(bào)警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時(shí)間。

4、監(jiān)控軟件具有集成環(huán)境監(jiān)測(cè)功能，能實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)功能，主要包括日照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向、和溫度等參量。

5、可每隔5 分鐘存儲(chǔ)一次電站所有運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括環(huán)境數(shù)據(jù)。故障數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。  

6、能夠分別以日、月、年為單位記錄和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、運(yùn)行事件、警告、故障信息等。

7、可以連續(xù)存儲(chǔ)20 年以上的電站所有的運(yùn)行數(shù)據(jù)和所有的故障紀(jì)錄。

8、可通過(guò)監(jiān)控軟件對(duì)逆變器進(jìn)行控制，可以以電子表格的形式存儲(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并可以圖表的形式顯示電站的運(yùn)行情況。

9、BMS系統(tǒng)終端可查看數(shù)據(jù)信息內(nèi)容

六、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀

    本系統(tǒng)配置 1套環(huán)境監(jiān)測(cè)儀(如下圖所示)，用來(lái)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境情況：

該裝置由風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、日照輻射表、測(cè)溫探頭、控制盒及支架組成，適用于氣象、軍事、航空、海港、環(huán)保、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等部門(mén)測(cè)量水平風(fēng)參量及太陽(yáng)輻射能量的測(cè)量?？蓽y(cè)量環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向和輻射強(qiáng)度等參量，其 RS485 通訊接口可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄環(huán)境數(shù)據(jù)。

七、主要教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

1、光伏能量變換實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1、光伏陣列單元組成原理

實(shí)驗(yàn)2、太陽(yáng)能光電池能量轉(zhuǎn)換組合原理

實(shí)驗(yàn)3、陣列電池最大功率跟蹤器原理

實(shí)驗(yàn)4、陣列匯流與防雷接地原理

實(shí)驗(yàn)5、陣列結(jié)構(gòu)件組合安裝原理

實(shí)驗(yàn)6、在不同天氣和日照強(qiáng)度下光強(qiáng)度對(duì)光伏轉(zhuǎn)換效率的影響實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)7、在不同季節(jié)環(huán)境溫度變換下對(duì)光伏能量轉(zhuǎn)換的影響實(shí)驗(yàn)

2、光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用與教學(xué)

實(shí)驗(yàn)1、光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)分析

實(shí)驗(yàn)2、光儲(chǔ)系統(tǒng)匯流、防雷原理學(xué)習(xí)與實(shí)踐

實(shí)驗(yàn)3、鋰電池組在光儲(chǔ)系統(tǒng)中的應(yīng)用與電能管理

實(shí)驗(yàn)4、（BMS）鋰電池組管理系統(tǒng)在光儲(chǔ)系統(tǒng)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)5、（EMS）能量管理系統(tǒng)在光儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用與重要性

實(shí)驗(yàn)6、（EMS）能量管理系統(tǒng)在中小型微電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)7、直流變換器在光儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用與重要性

實(shí)驗(yàn)8、儲(chǔ)能逆變器的原理分析

實(shí)驗(yàn)9、儲(chǔ)能逆變器與普通逆變器應(yīng)用比較

實(shí)驗(yàn)10、光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)在無(wú)電地區(qū)、海島應(yīng)用及設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)11、光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)在多能互補(bǔ)、自發(fā)自用等聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)中的應(yīng)用