上海茂育科教设备有限公司

储能系统综合实训设备

---

　　
一、项目背景：
某大学规划建设一套小型储能发电教学系统，一方面可作为学生教学实践的平台，另一方面为校内实验室负荷进行供电，尽量减少对市电的依赖，实现节能减排的目的，同时在具有示范意义。该储能发电系统利用校内的建筑屋顶建设光伏系统，为教学楼内的实验室负荷供电，白天负荷较小，晚上学生自习时负荷较大，总负载不超过5kW；当地日照资源丰富，日照峰值时间3.5-4h，晚间备电时间约2小时,考虑系统容量。
二、项目意义：
1.建设储能发电系统主要实现目的如下：
2.为教学提供实践应用平台；
3.为学校实验室负载供电，节省电费支出；
4.鼓励低碳技术的应用，节能减排，保护生态环境，在校内启到示范效应；
三、产品概述
MY-PV45C储能系统综合实训设备是储能新型教学演示及实验系统，可完成储能充放电的相关实验及教学演示。同时该设备为学生提供了丰富的实训项目，如储能系统的组装与调试、充放电控制实验、故障排除实验等。
1.1系统主要应用范围
主要提供于职高、大学、研究生、企业技工以太阳能发电为主课题的研究和培训。可以帮助学生，进一步理解风光互补发电站整个系统的原理学习并探讨工程实际应用技能。
1.2产品特点

1. 系统实验平台集成了室内温/湿度测量模块，让使用者操作起来更直观。
2. 系统功率模块采用数字DSP技术，对储能电池充放电进行全智能化的管理。
3. 系统集成同步电源模块采用高频同步并网技术、具有高功率因数输出特性。
4. 系统面板上采用直观的数字表和液晶显示，方便用户了解系统当前工作状态。
5. 系统上的离网电源可以为用户提供交流220V纯正弦波交流电能。
6. 系统在专业老师的指导下可以让学生自行拆装移动，具有实操性强、使用简便、无污染。
7. 系统监控柜集成高性能一体计算机，可监控系统运行参数、并将运行数据长期保存或打印
8. 实验台面板设置有切换开关（按钮）可实现离网、并网两种模式自由切换

四、技术参数
1、储能输入方式：
1.1储能输入方式一： 直接输入，输入电压：220V
1.2 储能输入方式二：太阳能光伏输入太阳能光伏输入系统支架设计容量为1KW，采用标准工程件，镀锌方钢，镀锌C型钢，2块100Wp太阳能光伏组件（多晶硅太阳能电池片），每一块电池板尺寸：670*990mm，电池板固定于钢架上做成移动推车模式，保护实验过程中的安全及方便使用，为满足系统电压需求、该系统采用串联或并联方式连接。
  2.3 光伏智能控制器
本款控制器专为小型离网光伏储能发电系统设计，外观大方，操作方便，并能够安全高效地控制光伏组件对储能装置进行充、放电管理。
  功能特点
Ø储能装置最大电流智能限流
可以根据系统的实际情况，在控制器上手动设置当前使用的储能装置容量上限，控制器会根据客户所设置的储能装置容量上限，计算出充电电流上限（即储能装置容量的0.3倍），从而对储能装置进行保护。
Ø光伏充电开关功能
在控制器上用户可以手动设置光伏充电的打开或关闭。
Ø负载输出开关功能
在控制器上用户可以手动设置负载端的打开或关闭。
Ø负载输出有4种多样化工作模式供用户选择
Ø负载输出有升压恒流源和降压恒流源功能供用户选择
Ø通讯功能
通过RS232或者RS485串口通信，实现计算机对整个系统的监控以及对数据的存储、分析和管理。通过串口升级程序，可以修改一些定制的功能。
通过串口支持上位机（计算机）和下位机（控制器）同时对参数进行设置。
1)工作电压：48VDC
2)充电功率Pmax ：1500W 
3)适用光伏功率Pmax ：1000W
4)充电方式：PWM脉宽调制
5)充电最大电流 25A
6)过放保护电压 40.2V  
7)过放恢复电压 46.6V
8)输出保护电压 66V   
9)卸载开始电压（出厂值）62V
10)卸载开始电流（出厂值） 20A
11)控制器设有储能装置过充、过放电保护、储能装置开路保护、负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿功能；
  2.4充电放电控制单元：用于控制储能单元的充电和放电过程，包括充电器、逆变器、控制器等。充放电控制单元可以实现对储能系统的能量管理和优化控制。
同步并网逆变电源
12)DC输入电压范围：18～50V
13)AC标准电压范围：90V～140V/180V～260VAC
14)AC频率范围： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz
15)并网输出功率：  1000W
16)输出电流总谐波失真：THDIAC <5%
17)相 位 差： <1%
18)孤岛效应保护： VAC;f AC
19)输出短路保护： 限流
20)显示方式： LED
21)待机功耗： <2W    
22)夜间功耗： <1W
23)环境温度范围： -25 ℃～60℃
24)环境湿度： 0～99%(Indoor Type Design)
离网逆变器：储能模块缺电时可以充点，储能模块满电时可以放电
25)直流输入电压：9～16VDC 电压可选
26)输出电压：110/220VAC
27)输出波形：纯正弦波
28)输出频率：50Hz
29)工作效率：85%
30)功率因数：>0.88
31)波形失真率≤5%
32)工作环境：温度-20℃～50℃
33)相对湿度：﹤90﹪（25℃）
34)保护功能：极性反接、短路、过热、过载保护
充电桩及负载模块：为学生提供一个实际操作和实验的平台，包括充电桩、负载模块等。实训平台具备良好的安全性和可操作性，方便学生进行各种实训项目。
35)充电桩：充电枪、电缆等附件
36)负载模块：电机
2.5 数字电压、电流、功率因数表、温湿度表
Ø直流电压表：0-200V×3只
Ø交流电流表：5A×1只
Ø交流电压表：0-500V、交流电流表5A各一只
Ø交流电能计量模块：电参数测量、运行时间、超载报警、功率报警门限预置、掉电数据保存
Ø温度、湿度表:温度测量范围：-50℃-+70℃  湿度测量范围：20%-90%
  2.6 储能模块
Ø单体电压：12V
Ø过充保护电压：14.8V
Ø截至放电电压：10.5V
Ø单体容量：100AH*12节
Ø采用4节串联连接方式，组串后电池组电压48V
  2.7监测与保护单元：环境监测模块技术指标
Ø含有照度计、温度表、湿度表，单片机时钟系统，实现时间的显示，对储能系统的各项参数进行实时监测，如电压、电流、温度、功率等。同时，监测与保护单元还具备过压、过流、过热等保护功能，确保储能系统的安全运行。
  2.8人机交互单元：工控一体机
包括显示屏、操作按钮、指示灯等，方便学生进行操作和观察实训设备的运行状态。人机交互单元还可以提供数据显示、参数设置、故障报警等功能。该机是一款高性价比的 13.3 寸液晶工业平板电脑，可选择 Intel® Celeron® 或酷睿处理器，紧凑的嵌入式系统可提供高性能计算。高耐久性设计，全金属外壳，高耐久性设计，支持 2 到 3 个串行端口，4 个 USB 端口和 1 个千兆网口来满 足各种工业应用。
Ø采用 13.3" TFT LED 面板

1. 触摸屏:台湾军工Touchkit 4线触摸屏，透光率高；性能稳定，触摸灵敏
2. C P U:Intel 1800 2.41GHz 双核处理器TDP 17W超低功耗处理器
3. 硬 盘:24G SSD固态硬盘

ØIntel® Celeron® 或酷睿处理器
Ø系统内存最大支持 8 GB DDR3L SDRAM
Ø内置WIFI模块
Ø全金属外壳，抗电磁干扰
Ø支持全尺寸 Mini PCIe 扩展
Ø支持 USB 3.0
Ø支持 Windows Embedded and Android

4. 显 卡:集成Intel  HD Graphics核心显卡,提供VGA、LVDS、双HDMI显示输出,LVDS支持双通道24bit,支持单独显示、双显复制、双显扩展。
5. 声 卡:集成ALC662 6声道高保真音频控制器
6. 网 卡:集成1个RTL千兆网卡,支持网络唤醒、PXE功能。
7. 电 源:外置电源（100V至220V宽幅电压，全球通用）
8. 整机接口:4* USB 2.0接口,其中两个可支持USB3.0(需定制)，
9. 1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45网络接口,1* Line out（绿色）,1* Mic（红色)
10. 2*COM串口,1* 12V DC_JACK输入接口

2.10新能源光伏运维软件系统：
光伏运维系统是太阳能发电系统的专用软件，通过2.4G无线通讯技术实现数据通讯，主要功能有设备工作状态监控、逆变器发电量数据监控和设备发电量曲线分析图。

• 设备工作状态监控

系统通过电力载波通讯技术可以实时监控每个微型微逆变器的工作状态，用户可以及时了解每个微型逆变器的工作情况，以便在故障或异常时能迅速作出响应。

• 设备控制功能

用户可以通过运维监控系统直接控制每个微逆变器，主要控制功能有关机、开机、调整功率等。

• 设备发电量数据监控

运维系统通过实时的电流、电压、发电量、温度采样，实时计算得出每个微逆变器的发电数据并加以储存。

• 设备发电量曲线分析图

运维系统通过实时采集的发电数据能为用户及时绘制出每个或者多个微逆变器的功率曲线以供用户分析发电系统的发电走势。

• 运维监控软件菜单介绍

1. 系统菜单；
2. 系统工具栏；
3. 系统页面切换；
4. 系统发电量、收益、环境效益总览；
5. 功率、发电量仪表；
6. 功率曲线图；
7. 系统状态提示栏；
8. 光伏电站设置工具栏；
9. 区域列表；
10. 微型逆变器列表；
11. 逆变器状态；
12. 逆变器操作面板；
13. 历史数据操作工具栏；
14. 历史数据明细表格；
15. 日发电量柱形图；
16. 月发电量柱形图；
17. 年发电量柱形图；
18. 系统涉资及日志工具栏；
19. 系统参数设置；
20. 系统日志显示框；
2.11 智慧安全用电监控装置系统智能终端（CMA检测报告扫描件、查询号及网站上查询结果的截图附在参数后面）
智慧安全用电监控装置系统显示屏和数据采集模块组成，实时显示实验电流值、电压值、功率值等参数，具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定7大保护功能；管理终端启动时需刷卡才能启动，避免学员误操作，登录以后可以设置定时开关机、过压报警开与关、过压报警值、欠压报警开与关、欠压报警值、过流报警开与关、过流报警开关。电源具有一键锁定功能，处理故障时，防止漏电保护器合闸，造成触电危险；电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过远程清除故障后，才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，没有网络的情况下，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。
1、智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时监控设备运行情况，提供Zigbee、CAN等多种通信模式，具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC端进行授权之后，设备可启动使用，PC端可分时预约设备的启动和停止！
2、手机APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；用电数据界面能智能查找近2年用电数据，设置界面能设置限定电能值、负载值、设备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中远程控制智能开关的通断。
3、后台系统：包含账号管理、设备管理、报修管理、用户管理，设备管理：①、包含监控管理：实时视频监控每个教室，可一键预览所有设备的在线和运行情况，分析设备使用率及运行时间！②、包含设备节点：可显示设备所在位置、编码名称、挂载情况、用户编辑、用户查询等。报修管理：用户可进行远程报修，反应设备故障信息，编辑报修情况，后台可进行远程维护，及时跟进，以有效解决用户设备维护。用户管理：可连通手机号，对账户进行一对一的安全加密，实名认证，防止账户泄密、防盗，现场数据连接云平台后台数据库管理。
2.11监控及通讯装置
系统配置1 套独立帐户的监控终端，可同时在手机APP端和电脑端同时查看并配置光伏储能系统运行参数。连续每天 24 小时对所有的系统运行状态和数据进行监测。 
（1）监控软件功能
实时显示电站的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量、累计CO2 总减排量以及每天发电功率曲线图；
可查看运行参数，主要包括：
a. 直流电压
b. 直流电流
c. 交流电压
d. 交流电流
e. 逆变器机内温度
f. 时钟
g. 频率
h. 当前发电功率
i. 日发电量
j. 累计发电量
k. 累计CO2 减排量
l. 每天发电功率曲线图
监控所有设备的运行状态，采用声光报警方式提示设备出现故障，可查看故障原因及故障时间，监控的故障信息至少因包括以下内容：
a. 电网电压过高
b. 电网电压过低
c. 电网频率过高
d. 电网频率过低
e. 直流电压过高
f. 逆变器过载
g. 逆变器过热
h. 逆变器短路
i. 通讯失败  
监控软件具有集成环境监测功能，能实现环境监测功能，主要包括日照强度、风速、风向、和温度等参量。
可每隔5 分钟存储一次电站所有运行数据，包括环境数据。故障数据需要实时存储。  
能够分别以日、月、年为单位记录和存储数据、运行事件、警告、故障信息等。
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。
可通过监控软件对逆变器进行控制，可以以电子表格的形式存储运行数据，并可以图表的形式显示电站的运行情况。
BMS系统终端可查看数据信息内容
单体电压管理、总电压管理、充放电温度管理、充放电流管理、电池均衡管理、过充保护、过放保护、过温保护、过流保护、短路保护等。
（2）SCADA监控系统介绍
系统配备免费的监控软件能够通过电脑及移动终端清晰直观的查看输出数据，您可以在任何时候查看光伏电站的太阳能产量和公共电网的供电量情况。
八、储能系统综合实训设备可完成的实验项目
    实验一 光伏智能控制原理实验
1-1、控制器充、放电保护实验
1-2、运行过程储能装置电压、电流测量实验
1-3、储能装置电量估测实验
1-4、控制器环境温度测量实验
1-5、控制器光控-时控输出实验
1-6、光伏发电对储能电池充电实验
    实验二 离、并网逆变器实验
2-1、逆变器的工作原理分析实验；
2-2、输出电压、电流测试实验；
2-3、最大输出功率的估算实验；
2-4、过载或短路保护演示实验；
2-5、输入电压防反接演示实验；
2-6、输入电压范围测试实验；
2-7、转换效率计算实验；
2-8、光伏储能发电原理实验
2-9、分布式同步并网发电原理实验
实验三 储能系统整体实验
3-1、储能系统的组装与调试实训
3-2、储能系统性能测试实训
3-3、逆变器逆变效率测试实训
3-4、储能系统充电运行实训
3-5、储能系统放电运行实训
3-6、储能系统故障排查实训
3-7、储能系统能量管理实训
3-8、储能系统状态监控预测实训
3-9、储能系统与电网/可再生能源协同运行实训
3-10、储能系统安全防护实训（过流，过压，过热等保护）
3-11、充电桩与储能系统协同运行实训（削峰填谷，提供可再生能源利用率，稳定供电）
3-12、储能装置的维护和保养实训
实验四：
4-1、太阳能光伏板能量转换
4-2、环境对光伏转换影响
4-3、太阳能电池光伏系统直接负载特性
4-4、太阳能控制器工作原理
4-5、接反保护
4-6、太阳能控制器对储能装置的过充保护
4-7、太阳能控制器对储能装置的过放保护
  4-8、夜间防反充
4-9、离网型逆变器工作原理
4-10、独立光伏发电
4-11、并网型逆变器工作原理
4-12、光伏并网

---

更多新能源相关实训装置：
风光互补离(并)网发电实训系统
风光互补发电测量与控制实训系统
风光互补并网发电实验实训系统
室内外风光互补发电实训系统
风光氢及超级电容混合发电系统
太阳能光伏电池材料性能测试仪
光伏离并网追日发电实验系统
太阳自动跟踪系统实验实训装置
太阳能燃料电池混合发电系统实验装置
太阳能电源技术及其应用实训装置
制储氢及燃料电池发电实训系统
5KW太阳能光伏并网发电教学系统
风光互补微网发电系统实验设备
太阳能发电教学实验平台
太阳能光伏发电综合实训系统
1KW永磁风力发电机并网实验系统
5KW光伏储能发电教学系统
太阳能光伏并网发电教学实验台
5KW太阳能光伏并网发电教学系统
制储氢及氢氧燃料电池发电创新实训系统
风光互补发电测量与控制实训装置
太阳能教学实验实训装置
风光互补发电实训平台
5KW太阳能离网发电系统
太阳能光伏发电综合实训平台
多能互补综合能源制冷热泵系统实验平台