【2019年整理】光伏发电实训系统.docx
KNT-SPV01光伏发电实训系统
实验指导书
（2011 年全国职业院校技能大赛指定设备）
南京康尼科技实业有限公司
2011 年 3 月
第一部分光伏发电系统基础
1.1光伏电池
1.1.1半导体与PN结
1．本征半导体
纯净半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质，纯净的半导体称
为本征半导体。制造半导体器件的常用半导体材料有硅（ Si）、锗（ Ge）和砷化镓（GaAs）等。本征硅半导体中的硅原子核最外层有四个价电子，硅晶体为共价键
结构，硅原子最外层的价电子被共价键束缚，在低温下，这些共价键是完好的，本
征硅半导体显示出绝缘体特性。当温度升高或受到光照等外界激发时，共价键中的
某些价电子会获得能量，摆脱共价键束缚，成为可以自由运动的电子，在原来的共
价键中留出空穴。这些空穴又会被邻近的共价键中的价电子填补，并在邻近的共价
键中产生新的空穴，空穴运动是带负电荷的的价电子运动造成的，其效果是带正电
荷的粒子在运动。可以认为，自由电子是带负电荷的载流子，空穴是带正电荷的载
流子。因此，本征半导体中有两种载流子即电子和空穴，它们是成对出现的，称为
电子- 空穴对，两种载流子都可以传导电流。通常本征半导体中的载流子浓度很低，
导电能力差。当温度升高或受到光照时，本征半导体中的载流子浓度按指数规律增
加，半导体的导电能力也显著增加。
2．P 型半导体和 N 型半导体
纯净半导体中加入了微量杂质，其导电能力会明显增强。在本征硅半导体中掺
入微量三价元素，如硼（B）等，硼原子核的最外层有三个价电子，在形成共价键时，就产生了一个空穴，因此掺入微量三价元素后，本征硅半导体中的空穴浓度
大大增加，半导体的导电能力明显提高，主要依靠空穴导电的半导体称为P 型半导体。在P 型半导体中，空穴浓度高于电子，空穴称为多数载流子，电子称为少
数载流子。在本征硅半导体中掺入微量五价元素，如磷（P）等，磷原子核的最外
层有五个价电子，在形成共价键时，就产生了一个自由电子，因此掺入微量五价元
素后，本征硅半导体中的电子浓度大大增加，半导体的导电能力明显提高，主
要依靠电子导电的半导体称为N 型半导体。在N 型半导体中，电子的浓度高于空穴，电子称为多数载流子，空穴称为少数载流子。无论是P 型半导体还是 N 型半
导体，整个硅晶体中的正负电荷数量是相等的，是电中性的。
3．PN 结
采用特殊制造工艺使硅半导体的一边为P 型半导体，另一边为N 型半导体。由于在P 型半导体中的空穴浓度高于电子浓度，而在N 型半导体中电子浓度高于空穴浓度，因此，在 P 型半导体和 N 型半导体的交界面存在空穴和电子的浓度差。
多数载流子会从高浓度处向低浓度处运动，这种由浓度差引起的多数载流子运动
称为扩散运动，扩散运动的结果是在交界面P 区一侧失去空穴留下不能移动的负离子，在 N 区一侧失去电子留下不能移动的正离子。这样，在P 型硅半导体和 N 型硅半导体交界面的两侧出现了由不能移动的正负离子形成的空间电荷区，称之
为PN 结。空间电荷区中产生了一个从 N 区指向 P 区的电场，该电场由多数载流子
扩散而形成，称为内电场。空间电荷区中没有载流子，所以空间电荷区也称为
耗尽层。如图 1 所示是半导体 PN 结的结构示意图。
图 1半导体PN结的结构示意图
PN 结中的内电场力会使 P 区的电子即少数载流子向 N 区运动，同时使 N 区的空穴即少数载流子向 P 区运动，少数载流子在内电场力的作用下的运动称为漂
移运动。
扩散运动和漂移运动的方向是相反的，起初，空间电荷区较小，内电场较弱，
扩散运动占优势。随后空间电荷区不断扩大，内电场增强，对多数载流子扩散的
阻力不断增大，多数载流子扩散运动逐渐减弱，然而少数载流子的漂移运动不断
增强。最后，扩散运动和漂移运动达到动态平衡，空间电荷区的宽度相对稳定，
流过 PN 结的扩散电流和漂移电流大小相等、方向相反，总电流保持为零。
1.1.2光伏电池的工作原理
光伏电池是半导体PN 结接受太阳光照产生光生电势效应，将光能变换为电能
的变换器。当太阳光照射到具有PN 结的半导体表面，P 区和N 区中的价电子受到
太阳光子的冲激，获得能量摆脱共价键的束缚产生电子和空穴多数载流子和少数
载流子，被太阳光子激发产生的电子和空穴多数载流子在半导体中复合，不呈现导
电作用。在 PN 结附近 P 区被太阳光子激发产生的电子少数载流子受漂移作用到
达N 区，同样， PN 结附近 N 区被太阳光子激发产生的空穴少数载流子受漂移作
用到达 P 区，少数载流子漂移对外形成与 PN 结电场方向相反的光生电场，一旦接通
负载电路便有电能输出。图 2 是光伏电池受光线照射引起光生电势的示意图，①是光
伏电池表面被反射的光线；②是太阳光子进入光伏电池表面，激发产生的
电子和空穴在没有到达PN 结时被复合；③是太阳光子到达PN 结附近，激发产生的
电子和空穴少数载流子在 PN 结漂移的作用下，产生光生电势；④是太阳光子到
达光伏电池深处，远离 PN 结，激发产生的电子和空穴在没有到达PN 结时被复合，与②情况类似；⑤是被光伏电池吸收，能量较小不能激发电子和空穴的太阳光子；
⑥是被光伏电池吸收且透射的光子。
图2 太阳光照射半导体产生电子和空穴的示意图
图2 比较清楚地描述了光伏电池的电势是 PN 结附近由太阳光子激发的电子和空
穴少数载流子通过漂移形成的， PN 结附近的电子和空穴少数载流子通过漂移，电子
流向 N 区，空穴流向 P 区。从外电路来看， P 区为正、 N 区为负，如果接入负载，
N 区的电子通过外电路负载流向 P 区形成电子流，进入 P 区后与空穴复合。我们知道，电子流动方向与电流流动方向是相反的，光伏电池接入负载后，电流
是从电池的 P 区流出，经过负载流入 N 区回到电池。
1.2硅型光伏电池的电特性
1.2.1等效电路
硅光伏电池的等效电路如图3（a）所示。其中， I ph是光伏电池输出的电流，也称为光生电流， I ph值正比光伏电池的面积和入射光的辐照度，1cm2光伏电池的I ph值约为16～ 25mA/cm2。环境温度升高，I ph值会略增大，温度每升高1oC，I ph 值约上升78μA 。 I D是暗电流，是指光伏电池在无光照下由外电压作用下PN 结流过的单向电流，无光照下的光伏电池的特性类似普通的二极管的特性。R s是串联电阻，主要由光伏电池的体电阻、表面电阻、电极导体电阻、电极与硅接触电阻
等组成，阻值小于 1Ω。R sh是旁路电阻，主要由光伏电池表面污浊和半导体晶体缺陷引起的漏电阻，一般为几千欧姆。
R s和 R sh是光伏电池的固有电阻，相当于光伏电池的内阻，因串联的R s值很小、并联的 R sh值比较大，在进行电路分析和计算时，它们可以忽略不计。因此，
硅光伏电池的等效电路相当于一个恒流源I ph和二极管并联，如图3（b）所示。
硅光伏电池的等效电路还应含有 PN 结形成的结电容和其它分布电容，通常光伏电池只有直流分量而没有高频交流分量，因此，这些电容可以忽略不计。
（a）（b）
图 3硅型光伏电池的等效电路
硅光伏电池的开路电压U oc是将光伏电池置于100mW/cm2的光照下，光伏电池输出开路即负载R L→∞时的输出电压值，硅光伏电池的开路电压一般为500～580mV，工作电流约为20～25mA/cm2，硅光伏电池的开路电压与电池面积无关，
与入射光辐照度的对数成正比，与环境温度成反比。环境温度每上升1oC，U oc值约下降 2～3mV 。
硅光伏电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4～100cm2不等。由于所能提供的电压和电流很小，一般不作为光伏电源使用。通常将多个光电池进行
串并联封装，构成太阳能电池组件作为光伏电源的基本单元使用，其功率一般为几瓦至几十瓦。太阳能组件再经过串并联组合安装构成太阳能电池方阵，以满足光伏发电系统负载所要求的输出功率。
1.2.2光伏电池的输出特性
图4 是光伏电池的输出特性曲线，在光照强度不变的情况下，它的功率输出具有极大值。在这个极大值点的两侧，光伏电池输出都在零与极大值之间变化。
图 4光伏电池的输出特性曲线
1.3光伏储能及其充放电模式
1.3.1蓄电池的主要参数指标
蓄电池有以下主要参数指标：
（1）蓄电池的电动势。
（2）蓄电池的开路电压与工作电压。
（3）蓄电池的容量。
（4）蓄电池内阻。
（5）蓄电池的能量
（6）蓄电池功率和比功率
1．蓄电池的电动势
蓄电池的电动势在理论上是输出能量多少的量度。一般讲，在相同的条件下，
电动势高的蓄电池，输出的能量大。理论上讲，蓄电池的电动势等于组成蓄电池
的两个电极的平衡电势之差。
2．蓄电池的开路电压与工作电压
蓄电池在开路状态下的端电压称为开路电压。蓄电池的开路电压等于其正极
电势与负极电势之差，在数值上等于蓄电池的电动势。
蓄电池的工作电压是蓄电池承接负载后在放电过程中所显示的电压，也称为
负载电压或放电电压。由于蓄电池存在内阻，蓄电池承接负载后的工作电压往往
低于开路电压。蓄电池承接负载时是处于放电过程，放电电压在放电过程中表现
出来的平稳性表征蓄电池工作电压的精度。蓄电池工作电压的平稳性与蓄电池内
部活性物质反应的平稳性有关。蓄电池工作电压随放电时间变化的曲线称为放电
曲线，其数值及平稳度依赖于放电条件，在高速率、低温条件下放电时，蓄电池
的工作电压将减低，平稳程度也随之下降。
3．蓄电池的容量
蓄电池在一定放电条件下所能给出的电量称为蓄电池的容量，常用单位是安
培小时，简称安时（A ·h），根据不同的计量条件，蓄电池的容量又分为理论容量、额定容量、实际容量和标称容量。
（1）理论容量
理论容量是蓄电池中活性物质的质量按法拉第定律计算得到的最高理论值，
常用比容量的概念即单位体积或单位质量蓄电池所能给出的理论电量，单位是
A ·h/kg 或 A ·h/L 。
（2）额定容量
额定容量也称为保证容量，是按国家或有关部门颁布的保证蓄电池在规定的
放电条件下应该放出的最低限度的容量。
（3）实际容量
实际容量是指蓄电池在一定条件下实际所能够输出的电量，它在数值上等于
放电电流与放电时间的乘积，其值小于理论容量。因为蓄电池在放电过程中，其
活性物质不能完全被有效利用，蓄电池中不参加反应的导电部件等，也要消耗电能。蓄电池的实际容量与蓄电池的正、负极活性物质的数量与利用的程度有关。
活性物质的利用率主要受放电模式和电极结构等因数影响，放电模式是指放电速
率、放电形式、终止电压和温度；电极结构是指电极高宽比例、厚度、孔隙率和导电栅网的形式。放电速率简称放电率，常用时率和倍率表示，时率是以放电时间表示的放电速率，以某电流值放电至规定终止电压所经历的时间。倍率是指蓄电池放电电流的数值为额定容量数值的倍数。终止电压是指蓄电池放电时电压下降到不宜再继续放电时的最低工作电压。
（4）标称容量
标称容量也称公称容量，是用来鉴别蓄电池容量大小的近似安时值，只标明蓄电池的容量范围而不是确切数值。因为在没有指定放电条件下，蓄电池的容量是无法确定的。
4．蓄电池内阻
蓄电池放电时，电流回路通过蓄电池内部要受到活性物质、电解质、隔膜、电极接头等多种阻力，使得蓄电池的电压降低，这些阻力总和称为蓄电池的内阻。蓄电池内阻不是常数，在放电过程中随时间不断变化。一般讲，大容量蓄电池内阻小，低倍率放电时，蓄电池内阻较小；在高倍率放电时，蓄电池内阻增大。
蓄电池的内阻包括欧姆电阻和极化内阻。欧姆电阻遵守欧姆定律，极化内阻不遵守欧姆定律，它随电流密度增加而增大，呈非线性关系。
（1）欧姆电阻
欧姆电阻主要体现在蓄电池内部的导电部件的电阻，如电极材料、电解液、隔膜的电阻，以及各部分零件的接触电阻组成。
（2）极化内阻
极化内阻是指在蓄电池正、负极进行电化学反应时极化引起的内阻，它与活性物质的特性、电极结构形式及其制造工艺有关，尤其与蓄电池的运行工作条件有关，如放电电流和温度。当通以大电流时，电化学极化和浓度极化增加，可能引起负极的钝化。低温对极化和离子扩散会产生不利影响，因而在低温条件下蓄电池的内阻增加。
（3）隔膜电阻
隔膜材料是绝缘体，隔膜电阻不是指材料本身的电阻，隔膜电阻是指隔膜的孔隙率、孔径和孔的曲折程度对离子迁移产生的阻力，即电流通过隔膜时微孔中
的电解液的电阻。隔膜微孔结构中充满电解液，电解液中的离子通过孔隙进行迁
移而导电，因此蓄电池的隔膜电阻越小越好。
5．蓄电池的能量
蓄电池的能量是指蓄电池在一定的放电条件下，蓄电池所能给出的电能，通
常用瓦时（ W ·h）表示。蓄电池的能量分为理论能量和实际能量。
（ 1）理论能量
蓄电池的理论能量（ W T）可用理论容量（ C T）与电动势（ E）的乘积表示，即
W T= C T·E
（ 2）实际能量
蓄电池的实际能量（ W R）是指蓄电池在一定的放电条件下的实际容量（ C R）与平均工作电压（ U R）的乘积，即
W R= C R·U R
6．蓄电池功率和比功率
（1）蓄电池功率
蓄电池功率是指蓄电池在一定的放电条件下，单位时间内所给出能量的大小，
单位是瓦（ W）或千瓦（ kW）。
（ 2）蓄电池比功率
蓄电池比功率是单位质量蓄电池所能给出的功率，单位是W/kg 或 kW/kg。蓄电池比功率越大，表示可以承受的放电电流越大。
7.蓄电池的输出功率
蓄电池的输出功率也称为充电效率。蓄电池充电时把太阳能电池发出的电能
转化为化学能储存起来，放电时把化学能转化为电能，输出供给负载。蓄电池在
工作过程中有一定的能量消耗，通常用容量输出效率和能量输出效率表示。
容量输出效率
C C
dis
100% C
ch
式中， C dis为放电时输出的电量，C ch为充电时输入的电量。
C 是指蓄电池放电时输出的电量与充电时输入的电量之比，即
能量输出效率Q 也称电能效率，是指蓄电池放电时输出的能量与充电时输入的电能之比，即
Q Q
sis
100% Q
ch
式中， Q dis为放电时输出的电能，Q ch为充电时输入的电能。
影响蓄电池输出效率的主要原因是蓄电池存在内阻，内阻使充电电压增加，
放电电压降低，内阻消耗的能量以热的形式释放。
1.3.2蓄电池的基本特性
1．使用寿命
蓄电池的有效寿命期称为使用寿命。蓄电池的使用寿命包括使用期限和使用周期。使用期限指包括存放时间内蓄电池可供使用的时间；使用周期指蓄电池可以重复使用的次数。蓄电池每经受一次全充电和全放电过程称之为一个周期或一个循环，蓄电池的寿命有效期包括所经受的循环寿命。
2.蓄电池的自放电
蓄电池的自放电是指蓄电池在存储期间容量逐渐减少的现象。
3.蓄电池的运行方式
根据使用要求，同型号的蓄电池可以串联、并联或串并联使用。蓄电池有三种方式运行：循环充放电制、连续浮充制和定期浮充制。
（1）循环充放电制
循环充放电制属于全放全充型方式，这种方式使得蓄电池寿命减短。
（2）连续浮充制
连续浮充制也称为全浮充制。正常情况下，光伏直流电加在蓄电池电极两端，
当蓄电池电压低于光伏直流电，蓄电池被充电；当光伏直流电低或没有电时，启用蓄电池对负载供电。
（3）定期浮充制
定期浮充制也称半浮充制，部分时间由光伏直流电直接向负载供电，部分时间由蓄电池供电，同时补充蓄电池放出的容量。
蓄电池的连续浮充制和定期浮充制的使用寿命比使用循环充放电制的使用寿命长，连续浮充制比定期浮充制合理。
4.蓄电池的充电
蓄电池的充电方式可以分为：恒流充电、恒压充电、恒压限流和快速充电。
（ 1）恒流充电
恒流充电是以恒定不变的电流进行充电。其不足之处是开始充电阶段恒流值比可充值小，充电后期恒流值比可充值大。恒流充电适合蓄电池串联的蓄电池组。分段恒流充电是恒流充电的变形，在充电后期把充电电流减小。
（2）恒压充电
恒压充电是对单体蓄电池以恒定电压充电，充电初期电流很大，随着充电进
行，电流减小，充电终止阶段只有很小的电流。其缺点是在充电初期，如果蓄电池放电深度过深，充电电流会很大，会危及充电器的安全，蓄电池也可能因过流而受到损坏。
（3）恒压限流
恒压限流是在充电器与蓄电池之间串联一个电阻，当电流大时，电阻上的压
降也大，从而减小了充电电压；当电流小时，电阻上的压降也小，充电器输出压降损失就小，这样就自动调整了充电电流。
（4）快速充电
快速充电是使电流以脉冲形式输出给蓄电池，蓄电池有一个瞬时间的大电流放电，使其电极去极化，在短时间内充足电。
5.蓄电池的充电控制方法
蓄电池的充电过程一般分为主充、均充和浮充。主充一般是快速充电，脉冲式充电是常见的主充模式，以慢充作为主充模式是恒流充电。蓄电池组深度放电或长期浮充后，串联中的单体蓄电池的电压和容量出现不平衡现象，为了消除这种不平衡现象而进行的充电称为均衡充电，简称均充。为了保护蓄电池不过充，在蓄电池充电至80%-90%容量后，一般转为浮充（恒压充电）模式。
1.3控制器
1.3.1控制器的基本工作原理
1.控制器的基本工作原理
光伏电池的伏安特性具有很强的非线性，当日照强度改变时，其输出功率与最大功率点会随着变化。因此，良好的控制器能有效地利用太阳能。
光伏电池的电能除了提供给直流负载使用之外，还要通过控制器对蓄电池充
电。控制器一是要对蓄电池进行充放电保护，二是要提供稳定的直流电压给直流
负载或逆变器使用。一般讲，控制器应具有以下功能：
（1）输入高电压时断开输入电路，输入正常电压时恢复电路连接。
（2）当蓄电池电压降到欠压设定值时，蓄电池停止向负载供电；蓄电池电压
恢复到欠压设定值以上时，蓄电池恢复向负载供电。
（3）控制器具有负载短路保护、光伏电池供电反接保护。
（4）蓄电池充电具有温度补偿功能。
2.并联型充放电控制器
并联型充放电控制器原理框图如图 5 所示。并联型充放电控制器充电回路中的开关器件 T1 并联在太阳能电池方阵的输出端，当蓄电池被充电压大于预定值时，开关器件 T1 导通，二极管 D1 截止，太阳能电池方阵的输出电流通过T1 泄放，蓄电池不会出现过充，得到保护。
开关器件 T2 为蓄电池放电开关，当负载电流大于额定电流出现过载或负载短
路时， T2 断开，起到输出过载保护和输出短路保护作用。当蓄电池电压低于过放
电压时， T2 也断开，进行过放电保护。
D2 为防反接二极管，当蓄电池极性反接时，D2导通使蓄电池通过D2短路放电，产生的大电流将熔断器熔断，起到保护作用。
图5 并联型充放电控制器原理框图
3.串联型充放电控制器
串联型充放电控制器原理框图如图 6 所示。串联型充放电控制器与并联型充放电控制器的区别在于开关器件 T1 接法不同，串联型充放电控制器中的 T1 是串
联在充电回路中，当蓄电池电压高于预定值， T1 断开，太阳能电池不再对蓄电池充电，起到过充保护作用。
图 6串联型充放电控制器原理框图
1.3.2控制器的结构框图
控制器的结构框图如图 7 所示。控制器主要由蓄电池电压及环境温度检测、充
放电控制太阳能电池的电压检测、负载电流检测、状态显示、通信、人机对话等电
路组成。采用 PWM方式驱动充电电路，控制蓄电池的最优充放电。
图 7控制器的结构框图
1.3.3控制方式
为了提高太阳能发电系统的效率，将太阳能电池的电压和电流检测后相乘得
到功率 P，然后判断太阳能电池的输出功率是否达到最大，若不在最大功率点运行，则调整脉宽调制输出占空比，改变充电电流，再次进行实时采样并作出是否改变
占空比的判断，通过这样的寻优过程可保证太阳能电池运行在最大功率点。
1. CVT 方式
CVT方式是将最大功率点跟踪简化为恒电压跟踪，CVT的原理如图 8 所示。V sp 是给定工作点电压，对应于某一温度下的最大功率点。V sp是太阳能电池的实际输
出电压，给定电压和实际电压比较后经过PI 调节，调节结果与三角波比较得到PWM
脉冲，驱动功率器件，从而调节太阳能电池的负载阻抗，不同的 PWM脉宽对应不同
的负载阻抗。
图 8 CVT 原理
2. MPPT方式
CVT在一定温度下可以实现最大功率跟踪，在不同温度下仍有功率损失。MPPT
是在 CVT 的基础上，实时改变太阳能电池的工作点电压，使工作点电压始终等于
最大功率点出的电压，从而实现最大功率点跟踪，它的内环是CVT。MPPT控制框
图如图 9 所示。
图9 MPPT 控制框图
1.4逆变器
1.4.1逆变基本电路
1.电压型逆变电路
电压型全桥逆变电路如图10 所示，该电路具有以下特点：
（1）直流侧为电压源或并联大电容。
（2）输出电压为矩形。
（3）电感性负载需提供无功。
全桥逆变电路由两个半桥电路组成，VT1 和 VT4 一对， VT2和 VT3为另一对。成对的桥臂同时导通，两桥臂交替导通180o。
图 10电压型全桥逆变电路
2.电流型逆变电路
单相电流型全桥逆变电路如图11 所示，该电路具有以下特点：
（1）直流侧串大电感，电流脉动小。
（2）交流输出电流为矩形。
（3）直流侧电感起缓冲无功能量作用。
图11 单相电流型全桥逆变电路
单相电流型全桥逆变电路中每臂开关管各串一个电抗器，限制开关管开通时
的di/ dt。
1.4.2正弦脉宽调制SPWM
SPWM 可以由正弦波和三角波调制，决定脉冲的时刻。三角波的底点位置对正
弦波采样形成阶梯波，此阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽在一个采样周期内
的位置是对称的。图12 是正弦脉宽调制 SPWM 波形示意图。
图 12正弦脉宽调制SPWM波形
1.4.3 DSP 逆变控制
DSP逆变控制电路框图如图13 所示。采用电压霍尔传感器对输出电压进行采样，传感器的输出信号经处理后送入DSP模 / 数转换单元，并将结果存入DSP中，由此得到输出电压的反馈信息。将反馈信息与给定值进行比较，得到偏差信号。
将偏差信号及给定信号依照一定的算法进行计算，得到脉宽控制量。控制算法采
用重复控制加PID 控制方法，前者保证输出波形的稳态特性，后者保证输出波形
的动态性能。
由脉宽控制量可以计算出当前时刻的SPWM波的占空比，使输出波形的占空比按正弦规律变化，得到高频SPWM波。因为全桥逆变的上下桥臂不能直通，必须在DSP的 PWM输出中加入相应的死区时间。死区时间的加入，需在软件编程时，对DSP内的死区寄存器进行设置。高频SPWM波输出至驱动电路，产生按正弦规律变
化的 SPWM波，再经 LC滤波，得到正弦输出电压。
图 13 DSP 逆变控制电路框图
第二部分KNT-SPV01 光伏发电实训系统实验
实验一太阳能电池组件和蓄电池的选择
一、目的与要求
（1）根据要求，计算太阳能电池组件的容量和数量。
（2）根据要求，计算蓄电池的容量和数量。
二、实验原理
确定太阳能光伏发电系统的电池组件需要了解一些基本数据：
（1）负载功率、额定工作电压、连续工作时间。
（2）太阳能电池组件安装的地理位置（经、纬度）、气象资料（太阳辐射总量、平均日照数、最长连续阴雨天数等）。日照时数见表 1。
根据所确定的基本数据，利用下面的计算公式或计算过程可以选择电池组件
和蓄电池的容量。
1．太阳能电池组件串联数N S
太阳能电池组件端电压等于蓄电池浮充电压时，蓄电池具有最佳充电状态。
计算公式：
(U f U D U C) / U DC
N S U R/ U
DC
式中， U R为太阳能电池组件输出的最小电压；U DC为太阳能电池组件最佳工作电压； U f为蓄电池浮充电压； U D为二极管压降，一般取 0.7V；U C为其他因素引起的压降。
2．太阳能电池组件并联数N P
（ 1）太阳能电池组件安装地点的太阳能日辐射量H t转换成在标准光强下的平
均日辐射时数 H( h) 。
计算公式：
H H t 2.778 /10000( h)
式中， 2.778 / 10000h 是2.778/ 10000(h m2/ kJ )为将日辐射量换算为标准光强
(1000W / m2 ) 下的平均日辐射时数的系数。
（ 2）太阳能电池组件日发电量Q P( Ah)
计算公式：
Q P I oc H K op C Z( Ah)
式中，I oc为太阳能电池组件最佳工作电流； H 为太阳能电池组件日工作小时数；K op 为斜面日辐射量修正系数，按太阳能电池组件安装地纬度不同，斜面日辐射量修
正系数 K op取 1.09～1.14； C Z为组合、衰减、灰尘、充放电效率等损失系数，一般取0.8。
（3）连续阴雨天蓄电池需补充的容量 B cb( Ah )
计算公式：
B cb A Q L N
Q L P /U L N
式中， A为安全系数，一般取 1.1～1.4； Q L为负载日耗电量，取值一般为负载工作电流乘以日工作小时数N ；P为负载功率；U L为负载工作电压。
（ 4）太阳能电池组件并联数N P
计算公式：
N P(B cb N W Q L ) /(Q P N W )
式中， N W为最长两次连续阴雨天之间的最短间隔天数。
（ 5）太阳能电池组件的功率P
计算公式：
P P0N S N P
式中， P0为太阳能电池组件的额定功率。
3．蓄电池容量 B C（Ah ）
计算公式：
B C AQ L N L T0 / C C
式中， A 为安全系数，取 1.1～ 1.4； Q L为负载日耗电量，取值一般为负载工作电
流乘以日工作小时数N ；N L为最长连续阴雨天数；T0为温度修正系数，一般0oC
以上取 1，-10oC 以上取 1.1，-10oC 以下取 1.2； C C为蓄电池放电深度，铅酸蓄电
池放电深度一般取 0.75。
表 1全国各大城市标准日照时数
城市纬度Φ（ o）斜面日均辐射量日辐射量 H t最佳倾角（kJ/m2）（kJ/m2）（ o）
哈尔滨45.681583812703Φ+3长春43.901712713572Φ+1沈阳41.771656313793Φ+1北京39.801803515261Φ+4天津39.101672214356Φ+5呼和浩特40.782007516574Φ+3太原37.781739415061Φ+5乌鲁木齐43.78659414464Φ+12西宁36.751961716777Φ+1兰州36.0515********Φ+8银川38.481961516553Φ+2西安34.301295212781Φ+14上海31.171369112760Φ+3南京32.001420713099Φ+5合肥31.851329912525Φ+9杭州30.231237211668Φ+3南昌28.671371413094Φ+2福州26.0812********Φ+4济南36.681599414043Φ+6郑州34.721455813332Φ+7武汉30.631370713201Φ+7长沙28.201158911377Φ+6广州23.131270212110Φ+0海口20.0313********Φ+12南宁22.821273412515Φ+5成都30.671030410392Φ+2贵阳26.581023510327Φ+8昆明25.021*********Φ+0拉萨29.702415121301Φ+6三、实验内容
(整理)光伏发电实训系统
KNT-SPV01 光伏发电实训系统 实验指导书 （2011年全国职业院校技能大赛指定设备） 南京康尼科技实业有限公司 2011年3月
第一部分光伏发电系统基础 1.1 光伏电池 1.1.1 半导体与PN结 1．本征半导体 纯净半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质，纯净的半导体称为本征半导体。制造半导体器件的常用半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）和砷化镓（GaAs）等。本征硅半导体中的硅原子核最外层有四个价电子，硅晶体为共价键结构，硅原子最外层的价电子被共价键束缚，在低温下，这些共价键是完好的，本征硅半导体显示出绝缘体特性。当温度升高或受到光照等外界激发时，共价键中的某些价电子会获得能量，摆脱共价键束缚，成为可以自由运动的电子，在原来的共价键中留出空穴。这些空穴又会被邻近的共价键中的价电子填补，并在邻近的共价键中产生新的空穴，空穴运动是带负电荷的的价电子运动造成的，其效果是带正电荷的粒子在运动。可以认为，自由电子是带负电荷的载流子，空穴是带正电荷的载流子。因此，本征半导体中有两种载流子即电子和空穴，它们是成对出现的，称为电子-空穴对，两种载流子都可以传导电流。通常本征半导体中的载流子浓度很低，导电能力差。当温度升高或受到光照时，本征半导体中的载流子浓度按指数规律增加，半导体的导电能力也显著增加。 2．P型半导体和N型半导体 纯净半导体中加入了微量杂质，其导电能力会明显增强。在本征硅半导体中掺入微量三价元素，如硼（B）等，硼原子核的最外层有三个价电子，在形成共价键时，就产生了一个空穴，因此掺入微量三价元素后，本征硅半导体中的空穴浓度大大增加，半导体的导电能力明显提高，主要依靠空穴导电的半导体称为P型半导体。在P型半导体中，空穴浓度高于电子，空穴称为多数载流子，电子称为少数载流子。在本征硅半导体中掺入微量五价元素，如磷（P）等，磷原子核的最外层有五个价电子，在形成共价键时，就产生了一个自由电子，因此掺入微量五价元素后，本征硅半导体中的电子浓度大大增加，半导体的导电能力明显提高，主要依靠电子导电的半导体称为N型半导体。在N型半导体中，电子的浓度高于空穴，电子称为多数载流子，空穴称为少数载流子。无论是P型半导体还是N型半
GZ-047-“风光互补发电系统安装与调试”赛项规程(高职组)
2016年全国职业院校技能大赛高职组 “风光互补发电系统安装与调试”赛项规程 一、赛项名称 赛项编号：GZ-047 赛项名称：风光互补发电系统安装与调试 英语翻译：Installation and Commissioning of Hybrid Wind/PV Power Generating System 赛项组别：高职组 赛项归属产业：制造 二、竞赛目的 通过竞赛，检验和展示高职院校能源产业、加工制造、信息技术等相关专业教学改革成果以及学生的通用技术与职业能力，引领和促进高职院校与本赛项相关专业的教学改革，激发和调动行业企业关注和参与教学改革的主动性和积极性，推动提升高职院校的人才培养水平。 三、竞赛内容 本竞赛由技能、综合素质二部分内容组成，其中技能部分占权重95%，职业素养部分占权重5%。竞赛时间为4小时。具体见表1。 表1 竞赛内容、时间与权重表
（一）技能竞赛内容 技能竞赛4小时,在KNT-WP01风光互补发电实训系统平台上进行。 竞赛内容涉及光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统的安装、接线、测试、编程、调试、故障排除、分析等实训考核以及职业素养考核。根据任务书,完成以下操作内容: （1）光伏电池组件、投射灯、光线传感器的安装。光伏电池伏安特性的测试。 （2）光伏供电系统的控制单元、接口单元、可编程序控制器、传感器、智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试。 （3）光伏电池组件对光跟踪的程序编制和测试。 （4）蓄电池组充放电工作参数的测试、保护电路测试。 （5）光伏供电系统相关电路的绘制与分析。 （6）风力供电系统的控制单元、接口单元、可编程序控制器、传感器、智能仪表、继电器等器件的安装、接线和测试。 （7）风力发电机的输出特性测试。 （8）逆变器工作参数测试。 （9）逆变系统相关电路的绘制与分析。 （10）逆变负载的组建。 （11）监控系统组态界面的设计与操作。 （12）通信系统的相关参数设置与测试。 （13）系统的故障排除。
KNT-WP01型 风光互补发电实训系统1解析
风光互补发电实训系统 技 术 方 案 南京康尼科技实业有限公司 2013年2月26日
第一部分：技术参数 KNT-WP01型风光互补发电实训系统 一、概述 2013年全国职业院校技能大赛高职组“风光互补发电系统安装与调试”赛项使用的大赛设备是由南京康尼科技实业有限公司研发生产的产品“KNT-WP01型风光互补发电实训系统”。 二、设备组成 KNT-WP01型风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成，如图1所示。KNT-WP01型风光互补发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。 (1)、设备尺寸：光伏供电装置1610×1010×1550mm 风力供电装置1578×1950×1540mm 实训柜3200×650×2000mm (2)、比赛场地面积：20平方米 图1 KNT-WP01型风光互补发电实训系统 三、各单元介绍 1、光伏供电装置 (1)、光伏供电装置的组成 光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方
向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成，如图2所示。 图2 光伏供电装置 4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，光线传感器安装在光伏电池方阵中央。2盏300W的投射灯安装在摆杆支架上，摆杆底端与减速箱输出端连接，减速箱输入端连接单相交流电动机。电动机旋转时，通过减速箱驱动摆杆作圆周摆动。摆杆底端与底座支架连接部分安装了接近开关和微动开关，用于摆杆位置的限位和保护。水平和俯仰方向运动机构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、直流电动机、接近开关和微动开关组成。直流电动机旋转时，水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东方向或向西方向的水平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北方向或向南方向的俯仰移动，接近开关和微动开关用于光伏电池方阵位置的限位和保护。 (2)、光伏电池组件 光伏电池组件的主要参数为： 额定功率 20W 额定电压 17.2V 额定电流 1.17A 开路电压 21.4V 短路电流 1.27A 尺寸 430mm×430mm×28mm 2、光伏供电系统 (1)、光伏供电系统的组成 光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控制单
最新光伏发电实训系统
光伏发电实训系统
KNT-SPV01 光伏发电实训系统 实验指导书 （2011年全国职业院校技能大赛指定设备） 南京康尼科技实业有限公司 2011年3月
第一部分光伏发电系统基础 1.1 光伏电池 1.1.1 半导体与PN结 1．本征半导体 纯净半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质，纯净的半导体称为本征半导体。制造半导体器件的常用半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）和砷化镓（GaAs）等。本征硅半导体中的硅原子核最外层有四个价电子，硅晶体为共价键结构，硅原子最外层的价电子被共价键束缚，在低温下，这些共价键是完好的，本征硅半导体显示出绝缘体特性。当温度升高或受到光照等外界激发时，共价键中的某些价电子会获得能量，摆脱共价键束缚，成为可以自由运动的电子，在原来的共价键中留出空穴。这些空穴又会被邻近的共价键中的价电子填补，并在邻近的共价键中产生新的空穴，空穴运动是带负电荷的的价电子运动造成的，其效果是带正电荷的粒子在运动。可以认为，自由电子是带负电荷的载流子，空穴是带正电荷的载流子。因此，本征半导体中有两种载流子即电子和空穴，它们是成对出现的，称为电子-空穴对，两种载流子都可以传导电流。通常本征半导体中的载流子浓度很低，导电能力差。当温度升高或受到光照时，本征半导体中的载流子浓度按指数规律增加，半导体的导电能力也显著增加。 2．P型半导体和N型半导体 纯净半导体中加入了微量杂质，其导电能力会明显增强。在本征硅半导体中掺入微量三价元素，如硼（B）等，硼原子核的最外层有三个价电子，在形成共价键时，就产生了一个空穴，因此掺入微量三价元素后，本征硅半导体中的空穴浓度大大增加，半导体的导电能力明显提高，主要依靠空穴导电的半导体称为P
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统 技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是当前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，能够保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统能够共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，因此风光互补发电系统的整体造价能够降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，能够减少储能的蓄电池组
光伏发电培训资料完整版学习资料
光伏光伏发电培训资料完整版 1、什么叫单晶片 单晶片即硅的单晶体，具有基本完整的点降结构的晶体是一种良好的半导体材料用于制造半导体器材，太阳能电池等。 1.什么叫多晶片 答：几个不同的类型的半导体组成的半导体晶片。 2.是单晶片好还是多晶片好 答：单晶体硅片内部只由一个晶料粒组成，而多晶片由多种晶料粒构成。单晶硅片的转化效率比多晶硅片的要高，一般高出2%以上当然价格也要高一些，单晶价格比多晶高，效率也高，综合性价比多晶在高气温下的效率衰减比单晶的要小得多。 5单晶电池板与多晶电池板的外观区别 答：单晶电池板：偏黑色，电池片之间有空隙，整块板子看起来有白点。 多晶电池板：偏蓝色、片与片之间容易出现跳色，电池片之间没有空隙，整块板子看起来很一致,板与板之间但是容易出现色差。 6、单晶和多晶哪个发电量大 答：同功率的光伏板发电量一样的。 7、中国一线品牌的光伏板有哪些厂家 答：天合、英利、晶澳等 8、1KW一年发多少度电(以江苏地区为例，全国各区域不同) 答：一个月115*12一年=1380° 9、说出3KW到10KW平均多少瓦售多少钱 答：3.18KW：2.7988万 5.3KW：4.5188万10.6KW:8.5888
10、说出每KW受光面积是多少 答：高1.64M*宽0.922*4块板=6.50752≈6.5平方米 11、说出每KW平顶安装面积大约是多少 答：每千瓦平顶安装面积大约是11-12平米 12、说出每KW别墅平顶安装面积大约是多少 答：每千瓦别墅顶安装面积大约是8平方米（斜顶的） 13、分布式光伏发电有哪些部件组成 答：光伏板、汇流箱、逆变器、电源线、支架 14、什么叫并网发电？什么叫离网发电？ 答：1、并网发电就是指，光伏发电经过逆变器变为交流电，通过升压或直接低压接入电网，由电网对电能进行调度使用。 2、离网发电就是指，光伏发电系统发出来的电存储到蓄电池，通过逆变器变为交流电供用电设备直接使用或者不经过逆变器直接供直流用电设备，用电并不与电网相连，适用于山区、无电区、海岛。 15、说出并网和离网的优点和缺点 答1、并网 优点：可以享受国家补贴，余电可以卖给国家。最大功率充分利用光能发电，省去了蓄电池，降低了成本。稳定，效率高，对公用电网起到调节作用。 缺点：受环境影响，并网公用电网断电的情况下就不能够使用了。 2、离网 优点：可以储电，具有电能独立性，持续性高。 缺点：电池5-10年更换一次。噪音大，没有补贴,要专门的建筑存放蓄电池花费大维护费高。
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KNT-SPV01光伏发电实训系统 实验指导书 （2011 年全国职业院校技能大赛指定设备） 南京康尼科技实业有限公司 2011 年 3 月
第一部分光伏发电系统基础 1.1光伏电池 1.1.1半导体与PN结 1．本征半导体 纯净半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质，纯净的半导体称 为本征半导体。制造半导体器件的常用半导体材料有硅（ Si）、锗（ Ge）和砷化镓（GaAs）等。本征硅半导体中的硅原子核最外层有四个价电子，硅晶体为共价键 结构，硅原子最外层的价电子被共价键束缚，在低温下，这些共价键是完好的，本 征硅半导体显示出绝缘体特性。当温度升高或受到光照等外界激发时，共价键中的 某些价电子会获得能量，摆脱共价键束缚，成为可以自由运动的电子，在原来的共 价键中留出空穴。这些空穴又会被邻近的共价键中的价电子填补，并在邻近的共价 键中产生新的空穴，空穴运动是带负电荷的的价电子运动造成的，其效果是带正电 荷的粒子在运动。可以认为，自由电子是带负电荷的载流子，空穴是带正电荷的载 流子。因此，本征半导体中有两种载流子即电子和空穴，它们是成对出现的，称为 电子- 空穴对，两种载流子都可以传导电流。通常本征半导体中的载流子浓度很低， 导电能力差。当温度升高或受到光照时，本征半导体中的载流子浓度按指数规律增 加，半导体的导电能力也显著增加。 2．P 型半导体和 N 型半导体 纯净半导体中加入了微量杂质，其导电能力会明显增强。在本征硅半导体中掺 入微量三价元素，如硼（B）等，硼原子核的最外层有三个价电子，在形成共价键时，就产生了一个空穴，因此掺入微量三价元素后，本征硅半导体中的空穴浓度 大大增加，半导体的导电能力明显提高，主要依靠空穴导电的半导体称为P 型半导体。在P 型半导体中，空穴浓度高于电子，空穴称为多数载流子，电子称为少 数载流子。在本征硅半导体中掺入微量五价元素，如磷（P）等，磷原子核的最外 层有五个价电子，在形成共价键时，就产生了一个自由电子，因此掺入微量五价元 素后，本征硅半导体中的电子浓度大大增加，半导体的导电能力明显提高，主 要依靠电子导电的半导体称为N 型半导体。在N 型半导体中，电子的浓度高于空穴，电子称为多数载流子，空穴称为少数载流子。无论是P 型半导体还是 N 型半
风光互补发电系统现状及发展状况(可编辑修改word版)
风光互补发电系统现状及发展状况 高洁琼 (ft西大学 ft西·太原030013) 摘要:本文介绍了风光互补发电系统的结构、工作原理和优缺点,以及风光互补发电系统的发展过程及现状,同时说明其应用前景。太阳能和风能之间互补性很强， 由这两者结合而来的风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。 关键词: 风能太阳能风光互补系统 1.风光互补发电系统的结构、工作原理、基本要求以及优缺点 1.1风光互补发电系统的结构 风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄 电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。该系统是集风能、太阳能及蓄电池 等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。1.2风光互补发电系统的工作原理及运行模式 风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械 能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；光伏发 电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电， 通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的 220v 交流电，保证交流电负载设备的正常 使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；控制 部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行 切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多 余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的 电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；蓄电池部分由多块蓄 电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电系 统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。 风光互补发电系统根据风力和太阳辐射变化情况，可以在以下三种模式下 运行：风力发电机组单独向负载供电；光伏发电系统单独向负载供电；风力发 电机组和光伏发电系统联合向负载供电。 1.3风光互补发电系统的优缺点
风光互补发电系统安装与调试(高职组) 答题纸(08)
2015年全国高职技能大赛 “康尼杯” 风光互补发电系统安装与调试赛项 答题纸（08卷） 工位号: 比赛时间: 2015年06月
2．光伏电池组件开路电压和短路电流的测量 表1 光伏电池组件开路电压和短路电流的测量数据 光伏电池组件 灯1和灯2亮灯1亮 灯1亮且摆杆向东偏移 处于限位位置 开路电压 （V） 短路电流 （A） 开路电压 （V） 短路电流 （A） 开路电压 （V） 短路电流 （A） 1块 2块并联 2串2并 4．简述问题 （1）厂商在销售光伏电池板时，一般给用户提供光伏电池板的哪几个主要电参数？ （2）在正常的工作条件下，随工作温度变化的光伏电池U-I特性曲线和P-U特性曲线如图3所示，简述光伏电池的开路电压和短路电流与工作温度的关系。图3中的标幺值是物理量及参数的相对值即实际值与基准值之比；W/m2是光照度单位。 图3 相同光照度而不同工作温度的光伏电池组件特性（a）U-I特性；（b）P-U特性
2．绘制S7-200 CPU226输入输出接口图 图3 S7-200 CPU226输入输出接口图
7．光伏电池组件的输出特性测试 表5 摆杆垂直且灯1和灯2亮时的光伏电池组件输出电压和输出电流测量值 组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 表6 摆杆垂直且灯1亮时的光伏电池组件输出电压和输出电流的测量值 组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 表7 灯1亮且摆杆向东偏移处于限位位置时的光伏电池组件输出电压和输出电流的测量值组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12
SG-T11风光互补发电实训系统
KH-T11风光互补发电实训系统 一、概述： KH-T11风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成，风光互补发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。 二、设备参数 KH-T11风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成，如图1所示。MY-PV25 风光互补发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。 1、设备尺寸：光伏供电装置1610×1010×1550mm 风力供电装置1578×1950×1540mm 实训柜 3200×650×2000mm 2、场地面积：20平方米 三、设备组成： 1、光伏供电装置 (1)、光伏供电装置的组成 光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成， 光伏供电装置 设备由4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，光线传感器安装在光伏电池方阵中央。2盏300W的投射灯安装在摆杆支架上，摆杆底端与减速箱输出端连接，减速箱输入端连接单相交流电动机。电动机旋转时，通过减速箱驱动摆杆作圆周
摆动。摆杆底端与底座支架连接部分安装了接近开关和微动开关，用于摆杆位置的限位和保护。水平和俯仰方向运动机构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、直流电动机、接近开关和微动开关组成。直流电动机旋转时，水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东方向或向西方向的水平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北方向或向南方向的俯仰移动，接近开关和微动开关用于光伏电池方阵位置的限位和保护。 (2)、光伏电池组件 光伏电池组件的主要参数为： 额定功率 20W 额定电压 17.2V 额定电流 1.17A 开路电压 21.4V 短路电流 1.27A 尺寸 430mm×430mm×28mm 2、光伏供电系统 (1)、光伏供电系统的组成 光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控制单元、DSP控制单元、接口单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、12V开关电源、网孔架等组成。如图3所示。(2)、控制方式 光伏供电控制单元的追日功能有手动控制盒自动控制两个状态，可以进行手动或自动运行光伏电池组件双轴跟踪、灯状态、灯运动操作。 (3)、DSP控制单元和接口单元 蓄电池的充电过程及充电保护由DSP控制单元、接口单元及程序完成，蓄电池的放电保护由DSP控制单元、接口单元及继电器完成，当蓄电池放电电压低于规定值，DSP控制单元输出信号驱动继电器工作，继电器常闭触点断开，切断蓄电池的放电回路。 (4)、蓄电池组 蓄电池组选用4节阀控密封式铅酸蓄电池，主要参数： 容量 12V 18Ah/20HR 重量 1.9kg 尺寸 345mm×195mm×20mm 3、风力供电装置 (1)、风力供电装置的组成 风力供电装置主要由叶片、轮毂、发电机、机舱、尾舵、侧风偏航控制机构、直流电动机、塔架和基础、测速仪、测速仪支架、轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、单相交流电动机、电容器、风场运动机构箱、护栏、连杆、滚轮、万向轮、微动开关和接近开关等设备与器件组成。
模拟“太阳能”光伏发电实训装置概要
模拟“太阳能”光伏发电实训装置 摘要：在全球能源形势紧张，气候变暖严重威胁经济发展和人民生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源，以求得可持续发展和日后的发展中获取优势地位。太阳能以其清洁、环保、源源不断、取之不尽、安全等显著优势，成为世界各国人们的关注、研究的重点。在近几年，我国出台了一系列利用太阳能的鼓励、支持、发展的政策，太阳能热水器、太阳能光伏发电技术迅速发展并已进入了职业技术院校的教科书，作为教学中的一个重要环节，演试和实训所用的仪器、设备也急需跟上去。 关键词：太阳能实训装置教学 据我所了解，现在在职业技术学院的教学中，这种演示试验设备几乎是空白，因为购置费太贵，每台费用约近25万元左右。 本文介绍一种投资少、结构简单、表达清晰，学生操作一遍就能很快领会的“太阳能光伏发电”的基本原理的演示实训装置。有关这方面的教学老师可以自己动手制作，投资费用可控制在几万以内。光伏发电实训装置主要是： (1)模拟太阳能光源及光伏电池板的安装控制装置。 (2)能量转换存储系统。 (3)电流逆变及负载系统。 (4)监控电流能量显示系统。 1、模拟太阳能光源及光伏电池板的安装控制装置 由3盏300瓦投射灯排成一条直线间距约0.25米，作为太阳能光源，中间一盏灯作为中午照射的太阳，两边两盏灯分别作东升西落的太阳，灯的光照度强弱可控制。光伏电池板约1平方米左右，用支架安装在灯泡的下面约0.5米处，让投射灯泡的投射光源充分的照射在光伏电池板上，光伏电池板可以上下升降，也可以任意翻转，这样可调节投射灯投射在光伏电池板上的光照强弱。上下移动光伏电池板与投射灯的照射距离或改变投射灯泡的投射角度与控制投射灯光照度的强弱都可以改变光伏电池所获的电能的大小。
风光互补发电系统
风光互补发电系统 第一章绪论 1.1 能源与环境问题 能源是是国民经济发展与社会文明进步的基石，能源可持续发展是人类社会可持续发展的重要保障之一。从原始社会开始，化石能源逐步成为人类所用能源的主要来源，这种状况一直延续至科技发达的现代社会。随着人类对能源需求的日益增加，化石能源的储量正日趋枯竭。此外，大量使用化石燃料己经为人类生存环境带来了严重的后果，全世界每天产生约1亿吨温室效应气体，己经造成极为严重的大气污染、温室效应、酸雨等环境影响。开发利用可再生新能源以实现能源可持续发展是人类应对能源问题的有力方法之一。 1.2 新能源发展现状 当前，世界各国普遍重视能源技术创新，技术研发与制度创新越来越受到推崇。美提出培育世界领先水平的科技人员，建设世界一流的能源科技基础设施，整合基础研究和应用研究，加快研究电力储备、智能电网、超导输电、二氧化碳捕获、先进电池、纤维素乙醇、氢燃料以及清洁煤、核能、太阳能和风能等先进发电技术。日本也提出了引导未来能源技术的战略，从2050年、2100年超长期视点出发，展望未来能源技术，制定2030年科技战略。我国也看到新能源发展的紧迫性，加快建立法律法规，积极扶持新能源发展，新能源在我国的发展速度很快。 在新能源体系中，可再生能源是自然界中可以不断再生、永续利用的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用，主要包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等。 1.3 互补发电的概念 很多可再生新能源因其资源丰富、分布广泛，而且在清洁环保方面具有常规能源所无 法比拟的优势，因而获得了快速的发展。尤其是小规模的新能源发电技术，可以很方便地就地向附近用户供电，非常近合在无电、少电地区推广普及。不过由于风能、太阳能等可再生新能源本身所具有的变化特性，所以独立运行的单一新能源发电方式很难维持整个供电系统的频率和电压稳定。 考虑到新能源发电技术的多样性，以及它们的变化规律并不相同，在大电网难以到达的边远地区或隐蔽山区，一般可以采用多种电源联合运行，让各种发电方式在个系统内互为补充，通过它们的协调配合来提供稳定可靠的、电能质量合格的电力，在明显提高可生能源可靠性的同时，还能提高能源的综合利用率。这种多种电源联合运行的方式，就称为互补发电。
最新光伏发电实训系统使用手册
光伏发电实训系统使 用手册
KNT-SPV01 光伏发电实训系统 使用说明书 （2011年全国职业院校技能大赛指定设备） 南京康尼科技实业有限公司 2011年3月
本使用说明书配系统使用光盘。在使用KNT-SPV01 光伏发电实训系统之前，请仔细阅读本使用说明书和系统使用光盘。
目录 1.1 KNT-SPV01 光伏发电实训系统简介 (4) 1.2 光源模拟跟踪装置和光源模拟跟踪控制系统 (4) 1.3 能量转换控制存储系统 (6) 1.4 离网逆变负载系统 (7) 1.5 监控系统 (8) 2.1 GE PLC的工作任务 (9) 2.2 能量转换控制存储系统的工作任务 (16) 2.3 离网逆变负载系统的工作任务 (44) 2.4 监控系统的工作任务 (52) 附件1：能量转换控制存储系统电气原理框图 附件2：离网逆变负载系统电气原理框图 附件3：接线图
1.1 KNT-SPV01 光伏发电实训系统简介 KNT-SPV01光伏发电实训系统由光源模拟跟踪装置、光源模拟跟踪控制系统、能量转换控制存储系统、离网逆变负载系统、监控系统组成，如图1所示。 （a）（b）（c）（d）（e） 图1 光伏发电系统 （a）光源模拟跟踪装置 （b）光源模拟跟踪控制系统 （c）能量转换控制存储系统 （d）离网逆变负载系统 （e）监控系统 1.2 光源模拟跟踪装置和光源模拟跟踪控制系统 1. 光源模拟跟踪装置 光源模拟跟踪装置由4块太阳能电池板组件、3盏300W投射灯、追日跟踪传感器、X和Y方向运动机构、直流电动机和支架组成。 太阳能电池板组件的主要参数： 额定功率 20W
风光互补发电
风光互补发电系统 概述 能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础，在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。但是人类在使用化石燃料的同时，带来了严重的环境污染和生态系统破坏。近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏，各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景。 风光互补发电系统的发展过程及现状 最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使用寿命不长。 近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大，保证率和经济性要求的提高，国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工具软件包。通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳的系统配置。其中colorado state university和national renewable energy laboratory合作开发了hybrid2应用软件。 hybrid2本身是一个很出色的软件，它对一个风光互补系统进行非常精确的模拟运行，根据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果。但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件，本身不具备优化设计的功能，并且价格昂贵，需要的专业性较强。 在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 2017年04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是目前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，可以保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统可以共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，所以风光互补发电系统的整体造价可以降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，可以减少储能的蓄电池组容量，使发电系统造价降低。经济上更趋于合理，随着我国4G通信网的开通，可实现大范围的无线传输图像资料，风光互补监控系统将在森林防火、防盗猎监控、城市乡村的防犯罪监控、古墓群的防盗墓监控、边防地区的防偷渡监控、生态保护区的防盗猎监控、旅游地区的安全监控和矿产资源的防乱开采监控等领域得到广泛的应用，这种监控系统体系不仅能大大降低管理成本，而且能实现有效及时和安全的防护体系。对降低森林火灾，减少资源破坏，提高破案率都有非常极的意义。技术的进步可以促进社会管理手段的进步，同时，新技术的广泛应用才能进一步促进新技术产业的发展。
光伏发电并网系统Simulink仿真实验
光伏发电并网系统Simulink仿真实验 报告电气工程学院 王安20 一．光伏发电系统基本原理与框架图 基本原理为：光伏阵列接受太阳能产生直流电流电压，同时电流电压受光照和温度的影响，而后经DC\DC（BOOST升压电路）转化将电压升高，再经DC\AC逆变产生交流电压供给负载使用。在这中间需要用MPPT使光伏电池始终工作在最大功率点处。 二．光伏电池的工作原理 光伏发电的能量转换器件是太阳能电池，又叫光伏电池。光伏电池发电的原理是光生伏打效应。光伏电池应用P-N结的光伏效应（Photovoltaic Effect）将来自太阳的光能转变为电能。当太阳光照射到太阳能电池上时，电池吸收光能，产生光电子－空穴对。在电池内电场的作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏打效应”。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则负载就有“光生电流”流过，从而获得功率输出。这样，太阳的光能就变成了可以使用的电能。 三．光伏发电系统并网Simulink仿真 利用MTALAB中的simulink软件包，可以对10KW,380V光伏发电系统进行仿真，建立仿真模型如下： 输入参数如下： Simulink提供的子系统封装功能可以大大增强simulink系统模型框图的可读性封装子模块如下： 光伏电池封装模块： 最大功率点跟踪模块：
PWM模块如下： 并网端PWM内部PI模块： 运行结果如下图所示： 光伏电池输出电压如下： 光伏电池输出电流如下： 光伏电池输出功率波形如下： 并网(220V)成功后输出电流波形： 结果分析:通过对光伏发电的matlab-simulink仿真，得到了与理论曲线基本相同的电压、电流、功率曲线，但仍有不足之处，比如产生了许多谐波。通过这次的仿真实验，让我更加深刻认识了光伏发电的工作原理和过程，对光伏发电过程中可能出现的问题也有了一定的了解。虽然自己现在没办法解决，但随着自己学习的深入，以后会有办法解决的。另外，此次试验是和几个同学一起完成过程中也遇到了很多问题，最后集思广益解决了很多的问题，这让我也明白了合作的重要性。
光伏发电的MATLAB仿真
一、实验过程记录 1.画出实验接线图 图1 实验接线图 图2 光伏电池板图3 实验接线实物图 2.实验过程记录与分析 （1）给出实验的详细步骤 ○1 实验前根据指导书要求完成预习报告 ○2 按预习报告设计的实习步骤，利用MATLAB建立光伏数学模型，如下图4所示。
图4 光伏电池模型其中PV Array模块里子模块如下图5所示。 图5 PV Array模型其中Iph，Uoc，Io，Vt子模块如下图6-9所示。 图6Iph子模块
图7Uoc子模块 图8 Io子模块 图9Vt子模块 ○3 在光伏电池建模的基础上，输入实际光伏电池参数值，研究不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线，并得出结论。 ○4 设计光伏电池测试平台，在不同光照、温度情况下测试光伏电池输出电压、输出电流值，对实测数据进行处理并加以分析，记录实际光伏电池的I-V、P-V 特性曲线，与仿真结果进行对比，得出有意义的结论。 ○5 确定电力变换电路拓扑结构，设计电路中的相关参数值，通过MATLAB搭 建电路并仿真分析，搭建电路如图10所示。
图10离网型光伏发电系统 ○6 确定系统MPPT控制策略，建立MPPT模块仿真模型，并仿真分析。 系统联调，调节离网型光伏发电系统的电路和控制参数值，仿真并分析最大功率跟踪控制效果。 （2）记录实验数据 m2 表1当T=290K时S=1305W/时的测试数据 I(A)0 1.03 1.25 2.65 3.79 5.97 6.287.867.98 U(V)27.326.226252421.516 1.10 P(W)026.98632.566.2590.96128.35100.488.6460 m2 表2当T=287K时S=1305W/时的测试数据 I(A)01 1.5 2.6 3.93 6.0 6.688.048.12 U(V)27.626.225.825.123.921.620.510 P(W)026.238.765.2693.93129.6136.948.040 m2 表3当T=287K时S=1278W/时的测试数据 I(A)0 1.04 1.49 2.25 3.66 6.06 6.737.98.06 U(V)26.826.22625.424.321.913.40.50 P(W)027.24838.7457.1588.94132.7190.18 3.950
风光互补发电系统设计
5.3.1风光互补发电系统设计 风能和太阳能都具有能量密度低、稳定性差的弱点，并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响．然而太阳能与风能在时间上和地域上一般都有一定的互补性，白天太阳光最强时，风较小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强．在夏季，太阳光强度大而风小；冬季，太阳光强度小而风大。太阳能发电稳定可靠，但目前成本较高，而风力发电成本较低，随机性大，供电可靠性差。若将两者结合起来，可实现昼夜发电．在合适的气象资源条件下，风光互补发电系统能提高系统供电的连续性、稳定性和可靠性，在很多地区得到了广泛的应用．如图5.1为某地10 月份某日典型的太阳能和风资源分布，因此采用风光互补发电系统，可以弥补风能和太阳能间歇性的缺陷。 图5.1 某地10 月份典型日太阳能和风能资源分布图风光互补发电的优势： （1）利用风能和太阳能的互补性，弥补了独立风电和独立光伏发电系统的不足，可以获得比较稳定的和可靠性高的电源。 （2）充分利用土地资源。 （3）保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量。 （4）对系统进行合理的设计和匹配，可以基本上基本上由风光互补发电系统供电，获得较好的经济效益。 5）大大提高经济效益。
风光互补发电系统主要组成部分（1）发电部分：由一台或者几台风力发电机和太阳能电池阵列构成风—电、光—电发电部分，发电部分输出的电能通过充电控制器与直流中心完成蓄电池组自动充电工作。 （2）蓄电部分：蓄电部分主要作用是将风电或光电储存起来，稳定的向电器供电。蓄电池组在风光互补发电系统中起到能量调节和平衡负载两大作用。 （3）控制及直流中心部分：控制及直流中心部分由风能和太阳能充电控制器、直流中心、控制柜、避雷器等组成，完成系统各部分的连接、组合及对蓄电池组充放电的自动控制。控制及直流中心具体构成参数由最大用电负荷与日平均用电量决定。 （4）供电部分：供电部分不可缺少的部分是逆变器，逆变器把蓄电池储存的直流电转换为交流电，保证交流负载的正常使用。同时，还有稳压功能，以改善风光互补系统的供电质量。 图5.2 风光互补发电系统 设计一个完善的风光互补发电系统需要考虑多种因素．如各个地区的气候条件，当地的太阳辐照量情况，太阳能方阵及风力发电机功率的选用，作为储能装置蓄电池的特性等．因此，必须选择建立一些先进的数学模型进行多种计算，确定合理的太阳能电池方阵和风力发电机容量，使系统设计最优化． 数学模型计算 1.蓄电池容量计算 蓄电池的容量C 通常按照保证连续供电的天数来计算：
太阳能光伏发电系统工程实训实
太阳能光伏发电系统工程实训实验 实验一太阳能光伏发电系统设计（4课时） 一、实验目的： 1、了解太阳能光伏发电系统的组成和原理； 2、了解太阳能电池板的参数测试； 3、了解蓄电池充放电性能及测试； 二、实验设备 照度计 太阳能电池板 数字万用表 导线 三、实验注意事项 实验中注意电池板不得承受压力 四、实验原理 当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流，这种现象称为光生伏打效应。太阳能电池是一种利用光生伏打效应把光能转换为电能的器件，当太阳光照射到半导体P-N结时，就会在P-N 结两边产生电压，使P-N 结短路，从而产生电流。这个电流随着光强度的加大而增大，当接受的光强度达到一定数量时，就可以将太阳能电池看成恒流电源。 太阳能电池开路电压 (Voc) 一般在3 V 至0.6 V 范围，短路电流
(Isc)
通常低于8A。 太阳能电池板通常定义为封装和连接在一起的一个以上电池。太阳能电池板有不同的电压和电流范围，但功率产生能力一般为50 W至300 W。太阳能电池和电池板有许多相同的需要测试参数，如Voc, Isc, Pmax 图1: 太阳能电池I-V 曲线 五、实验内容 1、太阳能控制系统的设计 利用SMA软件设计一个太阳能控制系统方案 2、太阳能电池板参数测试 （1）开路电压VOC测量 用太阳能功率计记录不同光照强度E时的电压值VOC （2）短路电流ISC测量。
用太阳能功率计记录不同光照强度E时的电流值ISC （3）太阳能电池板伏安特性测试 用太阳能功率计记录不同的光照强度E时，从大到小调节负载电阻R，测量相应的电压V电流I。 找出电池输出最大功率时的电压值和电流值。I-V曲线（图1）上的Pmax点通常被称为最大功率点（MPP） Vmax——在Pmax点，电池的电压值。 Imax——在Pmax点，电池的电流值。 （4）器件的转换效率η测量。当太阳能电池连接到某个电路时，这个值等于被转换的能量（从吸收的太阳光到电能）与被采集的能量的百分比。这个值可以通过将Pmax除以输入的光辐照度（E，单位是W/m2，在标准测试条件下进行测量），再乘以太阳能电池的表面积（AC, 单位是平方米）计算得到。 （5）填充因子（FF）—Pmax除以VOC再乘上ISC 。
太阳能风光互补发电系统
太阳能风光互补发电系统 1.问题的提出 如何解决能源危机问题，已经成为全球关注的热点。节能和环保已成为当今世界的两大主题。在当前可利用的几种可再生能源中，太阳能和风能是应用比较广泛的两种。风光互补发电控制系统是为了弥补传统电力的不足而设计的独立发电设备。它是由太阳能电池组件与风力发电机配合而成的一个系统，通过微型计算机的远程控制，并实现了免维护的功能。 2.风光互补发电系统的现状 最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使用寿命不长。 近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大，保证率和经济性要求的提高，国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工具软件包。通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳的系统配置。 在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。 目前国内进行风光互补发电系统研究的大学，主要有中科院电工研究所、内蒙古大学、内蒙古农业大学、合肥工业大学等。各科研单位主要在以下几个方面进行研究：风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等。目前中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内蒙古大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补发电系统匹配的计算即辅助设计，在匹配计算方面有着领先的地位，而合肥工业大学智能控制在互补发电系统的应用也处在前沿水平。 3.一个设计好的太阳能风光互补发电的设计框图结构 该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。