一、光伏發電設備裝配與調節測試實驗系統-設備簡介：
本裝置由光源模仿跟蹤裝置、光源模仿跟蹤控制系統、能量變換控制存儲系統、離網逆變負載系統、監控系統五個部分構成，各功能部分經過通訊電纜和連接電纜實行連接，形成一套能夠展示并動手設計、裝配、調節測試的太陽能光伏發電工廠應用的設備。
二、技術功能數值：
1、設備尺寸：4500×800×2000mm
2、場地面積：16平方米
3、設備構成部分：光源模仿跟蹤裝置、光源模仿控制系統、能量變換控制存儲系統、離網逆變負載系統、監控系統、輔助儀表器具設備。
4、光源模仿跟蹤裝置：
光源模仿跟蹤裝置及控制系統由光源模仿跟蹤裝置和光源模仿跟蹤控制系統構成，如圖2所示。該系統由太陽能電池結合套件、模仿太陽光燈、太陽能模仿追日跟蹤傳感器、太陽能板二維動作機構、直線DC電機、減慢速度箱、GE可編程序控制器、按鈕和繼電器等低壓電器等構成。

圖2（a）光源模仿跟蹤裝置

光源模仿跟蹤裝置技術功能數值：
1）太陽能電池規格： 20W/18V*4
2）模仿光源功率（W）：300W*3
3）跟蹤方法：單軸，俯仰180°
4）跟蹤精確度：< ±1.5°
5）日跟蹤驅動功耗：< 1W（按照光照強度作業）
6）作業電壓（V）：DC24V
7）抗風等級：10級
8）機械壽命：>25年
9）外觀尺寸： 1100mm*1240mm*1710mm
5、光源模仿跟蹤控制系統：
光源模仿跟蹤控制系統控制燈光來模仿太陽光源（晨日太陽、午日太陽、夕日太陽）的運行軌跡以及太陽光的入射角度，太陽能電池板上的模仿追日跟蹤傳感器收集模仿太陽光照度信息及位置信息，控制兩維動作機構，使太陽能電池板始終正對著模仿太陽光源，以提升太陽能電池的發電效率。

圖3光源模仿跟蹤控制系統

光源模仿跟蹤控制系統技術功能數值：
1）GE-plc ：IC200UDR020
2）PLC規格限定電壓（V）：24V
3）作業環境：溫度（℃） -10-40℃ 濕度≤80%
4）外觀尺寸： 800mm*780mm*2000mm
6、能量變換控制存儲系統：該系統主要采用直線DC電壓（V）收集模型塊、溫度（℃）收集模型塊、IGBT驅動模型塊、直線DC電流（A）收集模型塊、繼電器驅動模型塊、蓄電池組、直線DC負載、通信模型塊、人機界面HMI、空氣開關、直線DC電壓（V）表、直線DC電流（A）表等模型塊構成。能量變換控制存儲系統是將太陽能電池板發出的電量提供給直線DC負載和蓄電池，或者輸送給逆變器使用。該系統設定有溫度（℃）檢驗測試，充、放電檢驗測試、PWM脈寬調制、最大功率（W）點跟蹤（MPPT）功能以及過沖、過放等保護功能。

圖4能量變換控制存儲系統

能量變換控制存儲系統技術功能數值：
1）功率（W）：200W
2）蓄電池容量（KV）：12V20AH，4節
3）控制器規格限定輸出電壓（V）、電流（A）：24V/10A
4）作業環境：溫度（℃） -10-40℃ 濕度≤80%
5）外觀尺寸： 800mm*610mm*2000mm
7、離網逆變負載系統：由直線DC電壓（V）收集模型塊、直線DC電流（A）收集模型塊、IGBT驅動模型塊、繼電器驅動模型塊、LCD人機對話模型塊、通信模型塊、一相逆變器-主電子回路單元模型塊、頻率收集模型塊、直線DC電壓（V）表、直線DC電流（A）表、交流AC電壓（V）表、交流AC電流（A）表、交流AC諧波表、空氣開關、低壓電器、交流AC負載等構成。
該系統將太陽能電池板產生的直線DC電或蓄電池釋放的直線DC電經過逆變器SPWM調制轉化為一相220V交流AC電，供交流AC負載使用。系統設定有寫入過、欠壓保護，輸出過載、短路保護，過熱保護等功能。設定有逆變輸出的電壓（V）幅度、頻率、功率（W）因數、諧波檢驗測試和調節功能。

圖5 離網逆變負載系統

離網逆變負載系統技術功能數值：
1）規格限定寫入電壓（V）：DC24V；
2）規格限定輸出電壓（V）：220V±10%、50Hz±1Hz；
3）規格限定功率（W）：200VA；
4）輸出功率（W）因數：≥0.80（感性負載、容性負載）；
5）逆變效率：≥80%；
6）電壓（V）調節率：線性負載≤3%，非線性負載≤5%。
7）外觀尺寸： 800mm*610mm*2000mm
8、監控系統：由通訊管理機、顯露器、打印機、組態系統等構成。
主要功能：
1）顯露充電電壓（V）、充電電流（A）、功率（W）、運行狀態；
2）顯露蓄電池電壓（V）、蓄電池放電電流（A）、蓄電池放電功率（W）、蓄電池運行狀態；
3）顯露負載電壓（V）、負載電流（A）、負載功率（W）、負載狀態；
4）顯露當前溫度（℃）、溫度（℃）補償系數，各種功能數值保護、就地實時數值顯露與處置整理、詳細的事故記錄、報警功能數值設定、對用戶提供權限管理、密碼登錄等。

監控系統

監控系統技術功能數值：
1）組態系統：POWER9000
2）外觀尺寸： 800mm*900mm*2000mm
三、內容描述：
1、系統設計與制圖：
按照大賽提供的相關設備和任務書中的功能要求，在計算機數值上運用CAD等相關系統完成設計任務。
▲ 相關課程理論計算；
▲ 系統整體設計；
▲ 各結合套件單元功能數值配備；
▲ 系統結合套件的接線；
▲ 系統結合套件的接線編號圖。
2、系統的裝配與調節測試：
1）光伏電池單元的裝配與調節測試裝配
調節測試
▲ 按照任務書選用適當組數的電池主件，搭建成最合適的電池結合套件方陣；
▲ 按照任務書要求裝配最合適的光伏電池結合套件方陣的支撐架；
▲ 按照任務書要求裝配模仿光源。
▲ 按照按照任務書要求，編程控制PLC完成模仿太陽的動作軌跡；
▲ 編程控制PLC完成太陽能電池板追日功能，使得輸出功率（W）最大；
2）光伏控制單元的裝配與調節測試
裝配
▲ 按照任務書要求，實行控制開關、儀表的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行匯流單元的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行光伏控制器的裝配與接線；
調節測試
▲ 按照任務書要求，實行控制器的功能數值設定與調節測試；
▲ 完成對蓄電池的充放電控制；
▲ 完成太陽能電池板的伏安特性彎曲線測量試驗和測繪制作；
▲ 完成恒電壓（V）（CVT）跟蹤和最大功率（W）點跟蹤（MPPT）；
▲ 實行對蓄電池的過沖、過放、過流等保護調節測試；
▲ 按照任務書要求，提供直線DC負載電源。
3）儲能單元的裝配與調節測試
選型
▲ 按照任務書要求，實行蓄電池功能數值的選型
裝配
▲ 按照任務書要求，實行控制開關、儀表的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行蓄電池的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，解析蓄電池的保護電子回路并調節測試。
4）一相離網逆變單元的裝配與調節測試
裝配
▲ 按照任務書要求，實行控制開關、儀表的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行一相離網逆變器的裝配與接線；
調節測試
▲ 按照任務書要求，一相正弦波離網逆變器控制方法調節測試；
▲ 按照任務書要求，輸出過載、短路保護調節測試；
▲ 離網逆變器輸出電壓（V）、電流（A）檢驗測試與調節；
▲ 離網逆變器輸出的功率（W）因數檢驗測試與調節；
▲ 離網逆變器輸出的頻率檢驗測試與調節；
▲ 離網逆變器輸出的諧波檢驗測試與調節；
5）負載單元的裝配與調節測試
裝配
▲ 按照任務書要求，實行控制開關、儀表的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行直線DC負載、一相交流AC負載的裝配與接線；
運行與測量試驗
▲ 直線DC負載的電流（A）、電壓（V）檢驗測試；
▲ 交流AC負載的電流（A）、電壓（V）檢驗測試；
▲ 負載運行狀況測量試驗。
6）監控單元的裝配與調節測試
裝配
▲ 按照任務書要求，實行監控單元的裝配與接線；
▲ 按照任務書要求，實行監控單元與其他單元之間的通訊裝配與接線；
調節測試
▲ 按照任務書要求，在監控單元上完成組態界面測繪制作、功能數值配備；
▲ 完成監控單元與各監控單元的通信調節測試。
四、伏發電設備裝配與調節測試實驗系統-設備表單：