太阳能追踪与调试实验报告

太阳能追踪与调试实训报告实训目的：了解和学习光伏设备的结构及其功能， 看懂接线图， 知道其工作原理，达到可以正确安装和调试使之正常运行的目的。前期准备：精通该设备的人员先给我们大致演示了光伏设备的运行， 并讲解了各个部分在该设备中的作用。 我们大致观看了个小部分线路的走向并了解其运行原理然后准备自己动手画出线路图并将其拆卸和安装。经过前期的讲解我所学到的东西如下：光伏发电系统包括五个部分：一：光源模拟跟踪装置（ a）二：光源模拟跟踪控制系统 (b) 三：能量转换控制存储系统 (c) 四：离网逆变负载系统 (d) 五：监控系统 (e) （ a） （ b） （ c） （ d） （ e）1.光源模拟跟踪装置光源模拟系统有四块太阳能电池板、 三盏模拟太阳早、 中、 晚的300W 的投射灯，追日跟踪传感器、双轴电动机（直流）和支架组成。其中太阳能电池由串联（增大电流） 、并联（增大电压）组成。传感器是光敏传感器，光照射在上面产生光敏电压或电流。2.光源模拟跟踪控制系统光源模拟跟踪系统由母线单元、 电源组件、 按钮单元、 测试单元、继电器、 PLC、端子排组成。其中光源模拟跟踪装置和光源模拟跟踪控制系统组成追日系统。投射灯模拟太阳光源， 太阳电池板上的传感器通过采集光照信息 （光照强度和位置） ,控制电动机转动，是太阳电池板正对光源以接受最大的光照强度，提高太阳电池的发电效率。3．能量转换控制存储系统能量转换控制存储系统由母线单元、光伏直流单元、断路器、蓄电池直流单元、汇流箱、可调电阻、电源组件、 LCD 人机对话模块、通讯模块、 CPU 模块、控制主电路模块、温度采集模块、继电器驱动模块、直流电压采集模块、直流电流采集模块、 IGBT 驱动模块、直流电风扇、端子排、蓄电池。其原理为： 太阳电池产生的电流一部分提供给负载， 一部分存储到蓄电池中。并输送到逆变器中。4.离网逆变负载系统离网逆变负载系统由母线单元、直流单元、断路器、交流单元、交流互感器、变压器单元、电源组件、 LCD 人机对话模块、通讯模块、 PLC 模块、逆变主电路对话模块、继电器驱动模块、交流电压采集模块、交流电流采集模块、直流电压采集模块、 IGBT 驱动模块、IGBT 驱动模块、端子排组成。该系统将太阳能电池产生的电流或由蓄电池释放的直流电流流经逆变器进行逆变，逆变为 220V 的交流电，供交流负载使用。5．监控系统监控系统由后台主机、显示器、交流负载、键盘及打印机、端子排组成。监控系统主要完成显示太阳电池运动情况、显示充电电压、充电电流、功率、蓄电池电压，蓄电池电流，蓄电池放电功率，蓄电池运行状态等。了解了各个设备之间的线路连接情况 （线路由上到下、 由左到右连接，但为了减少电线的用量该设备有的从上到下、从左到右连接，有的从下到上、从右到左连接。 ）了解完之后我们分了五个小组， 每小组至少拿一个电脑以确保每个人都有机会动手画接线图。之后便开始动手练习。我们小组连接的是能量转换控制存储系统模块， 能量转换控制存储系统是将太阳能电池板发出的电量提供给直流负载或存储到蓄电池中，并且可以输送给逆变器使用。该系统具有温度检测，充、放电检测、 PWM 脉宽调制、最大功率点跟踪（ MPPT）功能以及过冲、过放等保护功能。能量转换控制存储系统模块的结构框图如下所示：能量转换控制存储系统结构框图能量转换控制存储系统模块的线路图如下所示：实训步骤：画能量转换控制存储系统接线图（用 CAD） :我们跟先从老师那得到了两张离网逆变负载系统和能量转换控制存储系统的接线图。 然后我们开始分配自己小组的人员， 一人负责拆线， 一人负责检查设备上的线路和图上线路上不相符的地方进行负责修改， 其他成员在旁边观看学习。 其中我们所需要的工具是一字螺丝刀和十字螺丝刀。 我们把拆除的线进行了整理， 把上面的塑料号标志去掉， 把线按长短排好以便在接线时跟容易寻找。 经过我们的团结合作顺利完成了对接线图的修改并大致了解了其线路地走向。接着我们便开始了用 CAD 画接线图。布线图如下所示：首先我们安排了每个人的任务， 两人画一个接线图。 在操作中我们先在 CAD 软件中大致布好各个单元的位置，接着选好适当的字体，并把线进行大概的分布， 运用图层赋予各组线的颜色， 以便容易将其区分。 （其中我们所运用到的功能有：图层、正交、对象捕捉、字体、阵列、移动、复制 …… ） 。接线：首先我们把拆除的线用塑料号标志套在线上，我们把号开头定义为 A 紧挨着是 000、 001、 002 等依次排列（线的两头是一致的。例如：线的一头是 A001 那么线的另一头必定也为 A001。其目的是在接线完毕后让其他人清楚的知道线得走向。 ）做完之后便是真正的接线。在接线中我们所用到的工具有：一字螺丝刀、十字螺丝刀、剥线钳、压线钳、线鼻等。接线时我们是以从人机对话单元为首开始连接。 我们看到人机对话单元于 CPU 控制单元连接。通讯单元也与 CPU 控制单元连接，之后是下面的模拟单元与驱动单元。 从左至右我们看到的继电器驱动单元， 他一块于控制器主电路上的继电器那一部分连接， 控制继电器的运行，其另一块于 CPU 控制单元连接。其次是直流电压采集单元，用于模拟电压，让我们清楚的知道其设备承受的最大和最小的电压，因为最大和最小的电压均不能是负载运行。 其一块接入到控制器主电路上的蓄电池电压采样端子， 一块接入到控制器主电路上的太阳能电压采样端子，用于采集电压。一块接入 CPU 控制单元。再次是温度采集模块也是接入 CPU 控制单元。接着是直流电流采集单元，同样一块接入控制器主电路用于采集信息，另一块接入 CPU 控制单元。最后是 IGBT 驱动单元，同样一块接入控制器主电路，驱动各模块的运行， 另一块接入 CPU 控制单元连接入 CPU 控制单元。 CPU 控制单元的作用是将各模块的信息传入电脑。这便是我们接线的部分。在我们接完之后我们利用多余的时间上面主线路的走势。我们从母线单元看起。 在母线单元的输出一端接在了汇流箱的电流一端， 使光伏板发的点进入汇流箱并防止其倒流。 然后汇流箱的输出端分别接在了直流电流表的电流端和直流电压表的电压段 （正极与正极相连，负极与负极相连） 。并且直流电流表的电流电流负端与直流电压表的正电压端相连， 同时电压表和电流表的电压端与电流端接入光伏输入的开关上的输入端， 输出端接在了控制主电路的太阳能一端。且光伏输入开关并联到 KK04 开关上。 KK04 的输出端接在了滑动变阻器上。 蓄电池保险开关一端接在端子排上同时也接在母线单元的蓄电池一端， 蓄电池输入开关一端也接入端子排， 另一端接在了控制输出上， 由控制输出引出的线接在直流单元的直流电流表和直流电压表， 然后两表相连。 再由直流电流表引出一条线接在控制主电路的蓄电池一端，允许蓄电池充电还有一部分线为 220V 电分别接在设备电源开关上和电流表上，是给其供电的。这一部分主要是能量转换控制存储系统接线图的线路分布状况。在各组都完成接线的情况下我们进行了调试。 并且每组都在调试中几下了在不同电压下的电流，画出伏安特性曲线。经过测量分析我们组画出的伏安特性曲线如下所示：实训感悟：经过全方位的学习我们不仅详细的了了解到了光伏设备的工作原理并且摸清楚了各模块的线路走向。 让我们知道了在学习中动手操作比观看更加有效率。我们学到了整个设备的安装与调试！