1KW光伏发电离网实验系统
太阳能光伏发电毕业论文
中南大学《新能源概论》期末论文学院：＿＿＿＿＿＿＿＿专业：＿＿＿＿＿＿＿＿班级：＿＿＿＿＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿＿＿＿摘要随着煤炭、石油和天然气等化石燃料迅速消耗，以及由此带来的能源危机与环染日益加剧，近年来世界各国都在积极寻找和开发新的、清洁、安全可靠的可再生能源。
太阳能具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点，是理想的可再生能源。
20世纪70年代后，太阳能光伏发电在世界范围内受到高度重视并取得了长足进展。
太阳能光伏发电技术作为太阳能利用的一个重要组成部分，并被认为是二十一世纪最具发展潜力的一种发电方式。
太阳能光伏发电系统的研究对于缓解能源危机、减少环境污染以及减小温室效应具有重要的意义。
太阳能是最普遍的自然资源，也是取之不尽可再生资源。
为了解决边远的农牧地区、偏僻的山区、孤立等的岛屿地方人们的日常生活、生产用电的需要、改善人们的生活水平，进行了离网型（独立）家用光伏发电系统的设计。
根据当地的气象、环境状况及具体用电情况，给出了系统的设计方法及施工要求，包括控制器、蓄电池组组件、逆变器、离网型太阳能系统的设计等。
安装运行以来，系统工作稳定正常，验证了这集的合理性、正确性。
关键字:太阳能光伏发电系统；最大功率点跟踪；离网光伏发电。
1.绪论1.1 世界能源结构和发展新能源的背景自人类社会诞生以来，能源一直是人类生存和发展的重要物质基础。
随着社会的发展，能源在社会发展中的重要性越来越突出，尤其是近年来各国日益呈现出来的能源危机问题，更加明显地把能源置于社会发展的首要地位。
根据《BP世界能源统2005》的统计数据，以目前的开采速度计算，全球石油储量可供生产40多年，天然气和煤炭则分别可以供应67年和164年。
而我国的能源资源储量情况更是危机逼人，按2000年底的统计，探明可开发能源总储量约占世界总量的10.1%。
我国能源剩余可开采总储量的结构为:原煤占58.8%，原油占3.4%，天然气占1.3%，水资源占36.5%。
光伏离网系统配置方案概要
光伏离网系统配置方案项目名称：XXXX光伏发电系统项目装机：2KW发电能力：6.5度/天项目类型：离网式独立发电系统安装方式：水泥平面屋顶项目地点：XXX编制日期：2015年07月编制单位：XXXXXXXXXX离网光伏发电系统一、系统简介离网太阳能发电系统又称做独立太阳能发电系统，是因为它可以不依靠国家电网而独立供电。
该系统一般由太阳能电池组件组成的光伏方阵、光伏控制器、蓄电池组、离网逆变器等部件构成。
光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过光伏控制器将其储存在蓄电池组里；在需要用电的时候，蓄电池组通过光伏控制器直接给直流负载供电，同时还可以通过离网逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。
离网光伏系统示意图二、系统方案说明我司安装客户提供的2KW项目装机进行了如下配置设计：2KW离网光伏系统主要包括8块英利自产250W高效太阳能多晶硅电池组件、2KW离网逆变控制一体机、蓄电池组、光伏支架、电缆等部件组成。
2KW14.5KWH，由于蓄电池放电深度限制，充满的蓄电池可以使用的电量为三、系统应用范围离网太阳能发电系统因其独立供电的特性被广泛应用于偏远山区、无电区、海岛、通讯基站等场所。
一）户用太阳能电源：（1）小型电源100W-10kW不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；（2）1-15KW家庭屋顶发电系统。
二）交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
三）通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
四、离网光伏报价表1、报价含到XXX的物流运费，送货上门；2、太阳能电池板面积约15平米（2KW）4、太阳能系统因季节不同会有出入，上述计量根据美国NASA网过去22年气象平均测出的平均峰值日照确定，为平均值；5、逆变器输出单相220V50Hz,可负载普通家用电器；6、支架为热镀锌刚支架，适合平面屋顶或者瓦屋顶安装；7、订购之前需确定具体屋顶类型，以便我们安排对应的支架；8、系统配置可以根据需要做调整。
离网型光伏发电系统设计方案
离网型光伏发电系统设计方案
一、系统基本原理离网型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。
系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。
光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。
图1 离网型光伏发电系统示意图
(1)太阳电池组件
太阳电池组件是太阳能供电系统中的主要部分，也是太阳能供电系统中价值最高的部件，其作用是将太阳的辐射能量转换为直流电能；
(2)太阳能充放电控制器
也称光伏控制器，其作用是对太阳能电池组件所发的电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。
在温差较大的地方，光伏控制器应具备温度补偿的功能。
(3)蓄电池组
其主要任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。
(4)离网型逆变器
离网发电系统的核心部件，负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。
为了提高光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，逆变器的性能指标非常重要。
二、主要组成部件介绍。
离网型光伏发电系统(系统配置及产品介绍)
SD2405B、SD2410B（2路输出）。
二、离网型光伏发电系统产品
小功率控制器技术参数
小功率控制器的特点
充电模式
保护功能
路灯控制器的特点
充电模式
保护功能
二、离网型光伏发电系统产品
1.光伏控制器 1.2分类 中功率控制器（home系列）
二、离网型光伏发电系统产品
1.光伏控制器 1.3产品图片
• 中功率控制器
SD1220、SD1230、SD2420、SD2430、SD4815 （202×132×45 mm）
二、离网型光伏发电系统产品
1.光伏控制器 1.3产品图片
• 大功率控制器
4U卧式 （421*482*177mm）
二、离网型光伏发电系统产品
• 正弦波(SN系列)
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.4技术性能及参数
• 正弦波(SN系列)
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.4技术性能及参数
• 正弦波(SN系列)
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.4技术性能及参数
• 正弦波(SN系列)
二、离网型监控系统
系统以WINDOWS2000/XP操作系统为平台，所有的人机接口使用英文 界面,包括菜单、操作提示、图形、表格。 监控系统的功能包括： 数据采集与处理、报警处理、事件顺序记录和事故追忆功能、在线统计计 算、画面显示和打印、与远方查询系统的信息交换、可以连续存储20年以 上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录 可以集成环境监测仪
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.1命名
3、正弦波系列逆变器型号组成各部分的字母及含义 3.1第一部分用字母SN表示正弦波系列逆变器。
1KW光伏发电单相离网220V 逆变器设计
中国矿业大学本科生毕业设计姓名： ******** 学号： 21070679 学院：*************** 专业：电气工程及其自动化设计题目：1KW光伏发电单相离网220V 逆变器设计专题：指导教师：张同庄职称：副教授2011年 6 月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 *******************专业年级电气07-1班学生姓名**********任务下达日期：2011年2月28日毕业设计日期：2011年3月7日至2011年 6 月10日毕业设计题目：1KW光伏发电单相离网220V 逆变器设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：随着经济的不断发展，电力需求越来越大，依靠矿石发电，不但污染环境，而且产生大量的温室气体排放，造成全球变暖，严重影响人类的生存。
太阳能发电，属于清洁能源，既不会产生温室气体排放，也不污染环境，是取之不尽用之不绝的可再生能源。
因此，天阳能发电系统设计，具有一定的实际意义，对学生应用所学的电力电子技术，自动控制技术，计算机控制技术等进行综合应用有很好的训练作用。
1、对太阳能发电系统进行研究，对其发电能量的利用进行充电控制器的主电路进行设计。
2、对太阳能发电系统的单相逆变器主电路进行理论计算和设计3、对太阳能发电控制电路进行理论计算和设计4、对太阳能发电控制电路软件进行设计院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要本文对光伏离网并网发电系统都有了一定的分析和介绍，其中的几个关键问题比如主电路拓扑等问题，逆变器控制方面做出了分析和讨论，在此基础上构建了以DSP芯片TMS320LF2407A为核心的1KW单相离网220V逆变器设计。
1离网光伏发电光伏系统(精)
离网光伏发电光伏系统离网光伏发电系统是通过将太阳能板转换为电能，储存在电池组中以供家庭或企业使用。
由于光伏发电系统并不依赖于电网，因此在偏远地区或电力供应不稳定的地方特别有用。
本文介绍了离网光伏发电光伏系统的工作原理、组成和应用场景。
工作原理离网光伏发电系统由太阳能板、控制器、电池组和逆变器组成。
太阳能板通过吸收太阳能将其转化为直流电能，该电能由控制器接收并管理，以确保电池组的过充和过放电保护。
电池组可以存储电能以供以后使用。
逆变器是离网光伏发电系统中的关键组件，它将储存在电池组中的直流电能转换成家庭或企业可以使用的交流电能。
逆变器还必须确保其输出的交流电能符合当地电力网络的标准。
组成离网光伏发电系统主要由以下组成部分构成：太阳能板太阳能板是将太阳光转化为电能的关键部件。
太阳能板通常由光伏电池组成，当太阳光照到光伏电池时，光子释放出电子，电子通过电池的负载到达电池的正极，从而产生电流。
控制器控制器负责管理光伏电池吸收的电能以及电池组储存的电能。
控制器还可以保护电池组免受电流过载和过放电的影响。
电池组电池组是离网光伏发电系统的存储单元。
我们可以通过控制器对电池组进行管理，以确保其能够为家庭或企业提供足够的电能。
逆变器逆变器将储存在电池组中的直流电转换成交流电，以供我们生活、工作和娱乐中需要的设备使用。
逆变器还必须确保其输出的交流电符合当地电力网络的标准。
应用场景离网光伏发电光伏系统广泛应用于偏远地区和供电不稳定的地方。
这些系统可以为人们提供照明、手机充电、电视、空调以及其他家用电器等基本设施。
此外，一些人还使用离网光伏发电系统来降低用电成本。
由于太阳能板从阳光中吸收能量，因此阳光充裕的地区可以为家庭和企业提供可再生能源。
结论离网光伏发电光伏系统的组成、应用场景以及工作原理都非常简单。
该系统的最大优点是它可以为偏远地区和供电不稳定的地方提供直接利用太阳的能源的可能性。
离网光伏发电系统的价格在逐渐下降，它可能会在未来成为替代传统发电方法的主要能源来源之一。
光伏发电系统的并网与离网运行
光伏发电系统的并网与离网运行光伏发电是一种利用太阳能将光能转化为电能的可再生能源发电方式。
光伏发电系统不仅可以通过并网运行，将电能并入电网供给公共电力系统使用，也可以通过离网运行，独立供电。
一、光伏发电系统的并网运行光伏发电系统的并网运行是指将光伏发电装置所产生的电能与公共电力系统连接，将电能输出到公共电力系统中。
1. 并网逆变器光伏发电系统中的关键设备是并网逆变器，它负责将光伏发电装置的直流电转换为交流电，并将输出的电能与电网同步。
并网逆变器具有高效、可靠的特点，能够实现光伏发电系统的安全并网运行。
2. 电网接入与调度光伏发电系统需要与电网进行连接，接入方式包括单相接入和三相接入。
并网运行时，光伏发电系统会根据电网的需求自动调整电能的输出，实现对电网供电的支持。
3. 发电性能监测与管理光伏发电系统需具备远程监测与管理功能，及时获取光伏发电装置的工作状态和发电性能数据，以确保系统正常运行并提高发电效率。
二、光伏发电系统的离网运行光伏发电系统的离网运行是指将光伏发电装置所产生的电能用于自身独立供电，不与电网连接。
1. 储能装置光伏发电系统的离网运行需要配备适当的储能装置，如蓄电池组。
储能装置用于存储白天光伏发电装置产生的电能，以供夜间或阴雨天等无法正常发电时使用。
2. 控制与管理系统光伏发电系统的离网运行需要通过控制与管理系统对光伏发电装置、储能装置和负载进行智能管理。
控制与管理系统可实现对系统运行状态、储能和供电的监测与调节。
3. 安全保护与维护光伏发电系统的离网运行需要注意安全保护与维护工作。
定期检查光伏发电装置和储能装置的运行状态，合理设置保护装置，确保系统稳定运行和安全供电。
三、光伏发电系统的并网与离网切换光伏发电系统在并网和离网运行之间可以灵活切换，以适应不同的应用需求。
1. 自动切换装置光伏发电系统的并网与离网切换可通过自动切换装置实现。
自动切换装置能够监测电网供电情况和光伏发电装置的工作状态，实现自动切换功能，确保系统安全可靠运行。
光伏离网系统配置
1:控制器的配置算法控制器的电压跟逆变器电压要相同,跟太阳能板连接后的输出电压等级相同,然后就算电流; 电流的大小根据太阳能发电板的功率决定的,比如四个200W的太阳能板,不管怎么样接法,总功率是800W,假设连接后输出电压等级为24V,那电流就是800/24=33A,也就是要大于33A的充放电控制器,我们就可以选择24V/40A的充放电控制器;强调:控制器的大小是由太阳能发电板决定的;也就是充放电控制器的功率(电压*电流)要大于或等于所有发电板的总功率;2:逆变器的算法逆变器的大小是由负载决定的,也就是由后面所带的设备来决定的,但设备分为感性负载和阻性负载,感性负载是指电机,风机,水泵,空调等开机会动的设备,这些设备开机时会有4到7倍的冲击电流(变频启动的除外,变频启动的无影响),算这些设备时,至少要按4倍的功率来计算;阻性负载是指那些开启时没有或很小的冲击电流的,如电灯,电脑,显示器等;这些设备就按原功率计算就可以了;逆变器的选择要至少比后端所带的设备放大后的最大功率还要大;比如带一个1KW的水泵和一台1KW的电脑,那水泵会有4倍以上的冲击,电脑不会,那就要最大功率有4+1=5KW,所以逆变器至少要6KW以上的;3:电池的算法电池的选择也是取决于后面带的设备功率大小和需要电池供电时间的长短;功率是后面带的所有设备的功率总和,但不要计冲击,因为开机冲击只是很短的时间,对电池影响不大;公式为:(总功率/直流电压)*时间=单节电池的容量;电池节数=直流电压/单节电池电压;举例子:负载有一台1KW电机,一台1KW电脑,要应急供电2小时,那总功率就是2000W,如果直流电压是24V,单节电池电压是12V;电池容量=(2000/24)*2=166,也就是要用180AH/12V的电池了;电池节数=24V/12V=2节;所以这个案子就要用180AH/12V的电池2节;4:太阳能电池板的配置:方案一:太阳能电池板只是给电池充电,这个就决定于电池的容量和电压了;(举例子一:用的是100AH/12V的电池一节;按一天5个小时的足太阳计算,就必须要20A的充电电流,20A*12V=240W;也就是太阳能板必须要大于或等于12V/240W的太阳能电池板;)方案二:用户希望在太阳能足够时,能直接太阳能电池板直接经过逆变器输出,那就必须太阳能电池板的功率大于等于负载功率;直流电压等级范围跟逆变器输入的直流电压等级相各个地方;家用太阳能发电的设计需要考虑的因素：1、考虑家用太阳能发电的使用环境以及当地日光辐射情况等；2、家用发电系统需要承载的总功率以及负载每天需要工作的时间；3、考虑系统输出电压的大小以及看适合使用直流电还是交流电；4、如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电的天数；5、家用发电系统使用还需要考虑家用电器负载的情况，电器是纯电阻性、电容性还是电感性，瞬间启动的电流的安培数等。
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1KW光伏发电离网实验系统
名称：1KW光伏发电离网实验系统型号：TKZA02 产地：济南品牌：济南天科
系统概述
1KW光伏发电离网系统是我公司技术人员结合光伏离网发电系统和实验实训教学而开发的产品，真实的光伏发电系统结合实验实训装置，区别于一般的小型光伏系统制作的实训装置，便于实训实验数据的测量、记录，是光伏系统设计的理想产品。
技术指标：
1、输入电源：380V±10% 50HZ
2、系统容量：1000W
2、工作环境：温度-10℃～40℃
3、相对湿度﹤85﹪（25℃）
4、设备包装：木箱整体包装
系统组成
系统主要由室外光伏组件模块、控制模块、离网逆变模块、储能装置、防雷接线系统、实验实训检测模块等组成。
产品特点及功能
一、实验模块
1、光伏组件模块
单晶硅组件10快，每块峰值功率：100W；最大功率电压：18V；最佳功率电流：5.56A；开路电压：42.48V；短路电流：6.1A；安装尺寸：1060*805*35（mm）
2、光伏控制模块
使用单片机和专用软件，实现智能控制，自动识别24V系统。
采用串联式PWM充电控制方式，使充电回路的电压损失较原二极管充电方式降低一半，充电效率较非PWM高3－6%;过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式有利于提高蓄电池寿命。
多种保护功能，包括蓄电池反接、蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护，具有自动恢的输出过流保护功能，输出短路保护功能。
具有直流输出或0.5Hz频闪输出2种输出选择，频闪输出特别适用于LED交通警示灯等。
在频闪输出模式，负载可以使用感性负载。
浮充电温度补偿功能。
使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，方便直观。
3、离网逆变模块
输出功率1000W ；输出波形纯正弦波（失真率<3%）；自动保护超载，过压，欠压，超温，短路，低电池等报警保护。
4、储能装置
采用铅酸蓄电池组，12V200 ah，2组。
蓄电池柜采用钢结构，镀锌喷塑。
5、实验模块
整体采用阳极氧化彩色铝板，离网发电彩色原理图，测试端子；接线盒，20组接线端子；数显交直流电压电流表，实时显示光伏发电的工作情况；含有多种通讯接口，上位机监控功能，实现远程实验数据采集和监视。
6、负载模块
包含12VLED照明，220VLED照明，220V节能灯照明，12V电源输出，220V电源输出等
7、实训室照明
本系统可接入实训室照明系统，提供功率400W的照明使用，连续工作两天，每天照明时间为6个小时。
二、辅助模块
1、380V交流电；防触电智能断路器，为系统提供部分动力。
2、光伏组件支架采用镀锌铁架，经久耐用。
3、配套避雷器，接地电阻要小于10欧姆；二级多相电源保护器应用在雷击区域的OB-1区之间或更高的界面上，防止低电压设备受到过压干扰。
4、实验模块采用全钢制结构，万向轮移动装置。
5、定制交流汇流箱，蓄电池柜，系统辅材。