風（fēng）光氫及超級電（diàn）容混（hún）合發電係統

一、MY-PV54 風光氫及超級（jí）電容混合發電係統-項目概述（shù）：
風（fēng）光氫及超級電容（róng）混合發電係（xì）統為科研（yán）創新理（lǐ）念與實驗、實訓型相結合的集風力發電，光伏發（fā）電、製氫（qīng）係統、氫燃料電池發電、數據采集（jí）等多元化“風、光、氫混合型新能源實驗實訓係（xì）統”。
風光（guāng）氫及超級電容混合發電係統由風力發電機（jī）組、太陽能電池（chí）組、風力及光伏控製係統、氫燃料電池發電係統、製氫係統、儲（chǔ）氫係統、主控係統組成的微網發電（diàn）係統。其工（gōng）作原理是風力、光伏發電係統發電，並由電池儲能，DC/AC逆變成交流（liú）電，驅動電解水設備製（zhì）氫。氫氣通過儲氫係統（tǒng）儲存，並（bìng）驅動（dòng）燃料電池電堆發電。
此外，DC/AC模塊自帶（dài）旁路功能，旁（páng）路端直接與市電連接，實現市電和逆變間的自（zì）動切換，在蓄電（diàn）池所儲（chǔ）電能不夠用時，自動切換至市電供電，確保持續製氫功能正常運行。在本方案（àn）設計中主要體現在氫（qīng）燃料電池係（xì）統（tǒng）、製氫係統、儲氫係統的部（bù）分。 

1.2功（gōng）能特點
①整套係統的（de）各個模塊（kuài）預留了CANRS485RS232USBTCPIP通（tōng）訊接口，可以通過該通訊接口對係統中各個模（mó）塊進行監控，便於未來項目開發使用。
②係統實驗平台集成了室內溫/濕度儀，風速（sù）測量、光照（zhào）度測量係統，讓使用者操作起來更直（zhí）觀；
③係統DC-AC並網同步電源，采用高頻脈（mò）衝調製技（jì）術，具有小（xiǎo）體積、高效率及高功率（lǜ）因數輸出；
④係統麵板上采用直觀的數字表和液晶（jīng）顯（xiǎn）示，讓（ràng）用（yòng）戶了解當前係統工作狀態；
⑤係統上的離網電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能；
⑥實訓係統，可以（yǐ）讓實訓學生自行拆裝（zhuāng）移（yí）動（dòng），使（shǐ）用簡便、無噪（zào）音、無汙染；
⑦係統增加市電與風光互補發電切換模塊，讓實驗（yàn）更具操作（zuò）性；
⑧增加分布式供電原（yuán）理（lǐ）與實驗電路，讓學生增加對新（xīn）知識的理解；
⑨增設直流母線單元，方便係統各模塊之間連接及實驗；
⑩獨立的後備膠（jiāo）體蓄電池（chí）及充放電管理單元；
⑪燃料電（diàn）池運行過程中，隻排除水和熱量，不會產生任何（hé）有害物質（zhì）及噪音；
⑫燃料電池較之傳統（tǒng）電源方案，其運行安全可靠、壽命長，維（wéi）護簡單，降低了維（wéi）護成本。
二、方案參數概述
2.1風力發電係（xì）統的組成（chéng）
風力發電機是利用（yòng）風力帶動風車葉片旋（xuán）轉、轉換為機械功，機械功（gōng）帶動（dòng）發（fā）電機轉（zhuǎn）子旋轉，最終輸出交流電的電力設備，是風力發電係統中的核心部件。
風力（lì）發電係統由一台（tái）5KW垂直軸風力發電機組、尾翼（yì）、葉片、風機控製器（qì）塔架等組成。 
廣義地說，風能也是太陽能，所以也可（kě）以說風力發電機，是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發電（diàn）機。
風力（lì）發電（diàn）機參數：

額定功（gōng）率（lǜ）	5KW
最大功率（lǜ）	6KW
額定電壓	48V
啟（qǐ）動風速	2.5m/s
額定風速	18m/s
最大風速	45m/s
風機淨重	185kg
風輪直徑	2.0M
塔架高度	9M
葉片（piàn）高（gāo）度	3.6M
葉片數量	3片
葉片材質	鋁合金
發電機	三相交（jiāo）流永磁同步發電機
塔架類（lèi）型	獨立塔架
保護	風機自我轉數保護/電磁製動
工作溫度	-40℃-80℃

安裝場地選擇
選擇（zé）土質堅實的平地作為安裝場（chǎng）地，安裝（zhuāng）風（fēng）力（lì）發電機的（de）組位置應該至少遠離房屋及人員活動場所50米，務必在選定安裝場地時考慮到風（fēng）葉的光影影響及風力發電機組運（yùn）行時產生的噪音影響（xiǎng）（正（zhèng）常工作時噪音約為65dbA）。同時避免周圍有高大（dà）的（de）樹木、建築物等影響風速風向的障礙物。
禁止安裝在鬆軟的（de）沙地、高低不平的場地、有下陷或塌（tā）方可能的場地（dì）、窪地及其他容（róng）易（yì）受氣候影響而發生地質變化的場地。同時需要考慮從風力發（fā）電機的電機部分到您的蓄電池組的距離，距離越短，所用傳輸電纜越短，因而傳輸過程中的耗能也越少，如果必須得有較（jiào）長的距離,則盡量選用粗些的標準電纜。
風力發電（diàn）控製器
專為風力發電（diàn）機控製和蓄電池充電而（ér）設計， 能有效提升風力發電的效能。風能充電控製器，能有效（xiào）防止風速過快時的失控（kòng），和發生強（qiáng）風（fēng）時對風力發電機所產生的危險。
風力發電控製器是對風力發電機所發（fā）的電能進行調節和控製，一方麵把調整後的能量送往直流負載或（huò）交流負載，另一方麵把多餘的（de）能量按蓄電池的（de）特性（xìng）曲線對蓄電池組進行（háng）充電，當（dāng）所（suǒ）發的電不能滿（mǎn）足負載需要（yào）時，控製（zhì）器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電後，控製器要控製蓄電池不被（bèi）過充。當蓄電池所儲存的電（diàn）能放完時，控製器（qì）要控製蓄電池不被過放電（diàn），保護（hù）蓄電池。
控（kòng）製器采用PWM無級卸載方式控製風機對蓄電池進行智能（néng）充電。在風力發（fā）電機所發出的電能超過蓄電池存儲量時，控製係統必須將多餘的能（néng）量消耗掉。在正常卸載情況下，可確保蓄電池電壓始（shǐ）終（zhōng）穩定在浮充電壓點，而隻是將多餘的電能釋放到卸荷器上。從而更好保證了的蓄電池充電特性，使（shǐ）得電能得到充分利用（yòng）。
風力發（fā）電控製器（qì）參數：

工作電壓：	48VDC
充電功率：	5000W
風機功率：	5000W
充電方式：	PWM脈寬調製
充電最大電流	116A
過放保護電壓	41.5V
過放恢複電（diàn）壓	52.2V
輸出保（bǎo）護電壓	59V
卸載開始電壓（yā）（出廠（chǎng）值）	60.5V
卸載開始電流（liú）（出廠值）	86A

2.2光（guāng）伏發電係統
10KW太陽能電池組件分為兩部分，其中（zhōng）一個5KW采用標準鋼（gāng）結構件固定在C型定做（zuò）鋼件上，呈40度正麵朝向（xiàng）正（zhèng）南方，整（zhěng）體支架係統放置在在麵或者屋頂；另一個5KW采用雙軸自（zì）動跟蹤（zōng），經電纜輸（shū）送至室（shì）內（nèi）實（shí）驗設備，可實（shí）現分布式屋頂發電相關（guān）實驗，所發電能與風力發電相結合，經DC-AC逆（nì）變成正弦波220V交流電，可（kě）供（gòng）製氫係統使用、多（duō）餘電能經儲能（néng）逆（nì）變器送入電網。 
所有係統的設計、安裝與實際工程一（yī）樣，可在老師的指導下做為學生練（liàn）習拆卸、組裝實習樣機來用。
太陽能光電（diàn）池組
太（tài）陽能電池組是本實訓台的核心組成部分亦是光伏發電係統不可或（huò）缺的核心部件，是將光能轉換為（wéi）電能並通過光伏控（kòng）製係統儲存（cún）在（zài）儲能電池當中做為直（zhí）流（liú）總線電源供給DC-AC並網同（tóng）步電源。
太陽能電池組為（wéi）多晶矽或單晶矽（guī），是由高效晶體矽太陽能電（diàn）池片、超白（bái）布紋鋼化玻璃、EVA、透（tòu）明TPT背板以及（jí）鋁合金邊框組成。
其規格如下： 
單晶矽太陽能（néng）電池規（guī）格

組件尺寸(L*W*H)	1650*992*35mm
最佳功率	260W
最佳工作電壓	32.05±0.5V
最佳工作電流	8.72±0.10A
短（duǎn）路電（diàn）流	8.85±0.10A
開路電壓	42±0.5V

1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際測試；
2、可（kě）承受（shòu）風壓（yā）2400Pa,雪壓7200Pa；
3、優秀的弱光環境發電性能，陰天也能發電；
4、輸出功率年衰減率小於0.7%，第（dì）25年不低於（yú）組件初始功（gōng）率的80.70%
1.組件型號（hào）：BY260P-29b  多晶
2.最大功率（W）：260
3.開（kāi）路電（diàn）壓（V）：35.9
4.短路電流（A）：7.27
5.最（zuì）大功率點的工作電壓（V）：28.1
6.最大（dà）功率點的工作電流（Ａ）：6.7
7.轉化效（xiào）率（lǜ）：17.12%
8.開路電壓溫度係（xì）數：-0.292%/K
9.短路電流溫度係數：+0.045%/K
10.功率溫度（dù）係統：-0.408%/K
11.最大係統（tǒng）電壓（V）：1000
12.組（zǔ）件尺寸（cùn）（長×寬×高）：1640×992×40mm
13.重量：19.1kg
14.框架：陽極氧化（huà）鋁
15.玻（bō）璃：白（bái）色鋼化（huà）安全玻（bō）璃3.2mm
16.電（diàn）池片（piàn）封裝：EVA
17.背板：複合（hé）薄膜
18.太陽能電（diàn）池片：6×10片多晶矽太（tài）陽能電池片（156mm×156mm）
19.接線盒
1)6個旁（páng）路二極管
2)絕緣材料：PPO
3)防水（shuǐ）等級：IP65
Ø連接器（qì）
1)常規額定電流：30A
2)耐電壓：DC1000V
3)接觸電阻：<2mΩ
4)絕緣電阻：＞500MΩ
5)適用單芯電纜截麵：2.5-6mm2
6)電纜外（wài）徑範圍：Φ5mm～Φ 7mm
7)環境溫度：-40℃～+ 105℃
8)防護（hù）等級：IP67
9)安全等級：Ⅱ
10)殼體：PC料，黑（hēi）色
11)接觸件：紫銅CN，鍍錫SN
12)接線方式：壓接  MC4
20.電纜
1)長度：450mm,
2)規格：1×4mm²
3)顏色：紅、黑
Ø溫度範圍係數：-40°C to+85°C
Ø抗冰雹係數：最大直徑25mm,撞（zhuàng）擊速度23m/s(51.2mph)
Ø最大表麵負荷（hé）：7200pa
5KW光（guāng）伏儲能（néng）逆變器介紹
產品主（zhǔ）電路采用雙向PWM逆變電路及相應的（de）控製電路、保（bǎo）護和監控電路。直流（liú）側由緩衝電阻、防反二極管和直（zhí）流接觸器組成了直（zhí）流側緩衝電路，當初始連接各種電池時對直流母線電容（róng）進行緩衝。主電路（lù）電源可有交直兩用（yòng）供電，以使係統在電池或電網有電時都可以（yǐ）工作（zuò）。
產品特點：
1）技術領先，全麵滿（mǎn）足電網或負荷的接入（rù）與控（kòng）製要求
①具有並網充放電、獨立逆變功能，適合各種（zhǒng）應用場合
②具有並網和離網並聯功能，良（liáng）好的擴容性
③可與多種蓄電池接口，具有多種充放電工（gōng）作模式
④可以實時接受係（xì）統調度指令和BMS指令（lìng），通訊方式（shì）有RS485、CAN、以太網
⑤無功功率可（kě）調，功率因數範圍（wéi）超前0.9至滯後0.9
⑥直流（liú）電壓範圍，支持低壓48V蓄電池輸入
⑦110%額（é）定輸出功率可實現長時（shí）間運（yùn）行
2）高效節能，更集成，更（gèng）好的客戶體驗
①正麵維護，可靠牆安裝，安裝維護更方便，降低維護成本
②防護等級為IP21，具有防滴水功能，具備防凝露功能
③高效PWM調製算法，降低開關（guān）損耗
3）更（gèng）多優點（diǎn）
①雙電源冗餘供電（diàn）方（fāng）案提升係統可靠性
②完善的保護及故障告（gào）警係統，更加安全可靠
③采用動態圖形液（yè）晶界麵，提供友好的操作體（tǐ）驗
④-25℃~+55℃可連續滿（mǎn）功（gōng）率運（yùn）行
⑤適應高海拔惡劣環境，可長期連續、可靠運行
⑥支持離網主動運行功能
⑦適合共直流母線（xiàn）係統和共交流母線係統

直流側
最大直流功率	5KW
最大直流電壓	580V
工（gōng）作電壓（yā）範圍	125~550V
最低直流電壓	125V
最大直流電流	11A
交流側
額（é）定功率	5KW
最大交流側功率	5.5kVA（長時間運行）
最大交流電流	20A
最大總諧（xié）波失真	<3%(額定功率（lǜ）時)
額定電（diàn）網電壓	220V
允許電網電壓範（fàn）圍	180~265V
額定電網頻率	50/60Hz
允許（xǔ）電網頻率範（fàn）圍	47~52Hz/57~62Hz
額定功率下的功率因數	>0.99
隔離變壓器	具備
直流電流（liú）分量	<0.5%額定輸出電流
功率因數可調範圍	0.9（超前）~0.9（滯後）
獨立逆變（biàn）電壓範圍	230V
獨（dú）立逆變輸出電（diàn）壓失真度	<3%（線性負載）
帶不平衡（héng）負載能力（lì）	100%
獨（dú）立逆變電壓過渡變動範圍	10％以內（電（diàn）阻負載0%⇔100%）
獨（dú）立逆變（biàn）峰值係數(CF)	3:1
效率
最大效率	97.6%
保護
直流側斷路設備	斷路（lù）器
直流過壓保護	具備
極性反接保護	具備
絕緣阻抗偵測	具備
交流過壓保護	具備
孤島保護	具備
模塊（kuài）溫（wēn）度保護	具備
常規數據
體積（寬 / 高（gāo） / 厚）	516 × 440 × 184 mm
重量	30kg
運行溫度範圍	-25~+60℃
停機自耗電	<5W
冷卻方式（shì）	自然（rán）對流
防護等級	IP65
相對濕度（dù） （無冷凝）	0~95%，無冷凝
最高海拔	2000m
顯示屏	LED&APP
BMS通訊方式	USB2.0、Wifi

4)電網供電時，儲能逆變器並網工作在恒（héng）壓模式，維持（chí）蓄電池SOC在一定水平，光伏逆變器並網發電
5)微網供電時，儲能逆變器工作在獨立逆變（biàn）模式建網，光伏逆變器並（bìng）網工作，光伏（fú）發電大於負載時，光伏優先供（gòng）負載供電，剩餘電力（lì）給電池（chí）充電；光（guāng）伏發電（diàn）小於負載（zǎi）時，儲能和（hé）光伏共同為負載供電。
6)可選擇電網優先（xiān）或微網優先，根據選擇的模式進行供電邏（luó）輯切換
7)觸摸屏控製（zhì）啟動、停（tíng）止和參數（shù）設置
b. 電網（或柴油機（jī））、微網切換功能
8)電網供電時，當電（diàn）池組SOC超過設定值時，儲能逆變器和光伏逆變器（qì）不工作；當電池組SOC不足時，儲能逆變器獨立逆變建網，光伏逆變器並網工作，給電池組（zǔ）充電。
9)微網供電時，儲能（néng）逆變器工作在獨立逆（nì）變模式建網，光伏逆變器並網工作（zuò），光伏發電大於負載時，光伏優先供負載供電，剩餘電力給電池充電；光伏發電小（xiǎo）於（yú）負載時，儲能和（hé）光伏共同（tóng）為負載供電。
10)可（kě）選擇電網優先或微網優先，根據選（xuǎn）擇的模式進行供電邏輯切換
11)觸摸屏控製啟動、停止（zhǐ）和參數設置
儲能蓄電池
蓄電（diàn）池的作用主要是儲存能量，在晚上或多雲等氣候情況下，光伏陣列不能提供足夠的能量時，蓄電池供給負載，保證係統的正常運行。
采（cǎi）用磷（lín）酸鐵（tiě）鋰電池，安全性高適合長期（qī）充放電循環（huán）模塊化設計（jì），電（diàn）壓、容量按需配（pèi）置。
係統由（yóu）1個主控模塊和多個電池模塊組成，通過 48V電池模塊串聯組成（chéng）不同電壓等級係統，通過多個機櫃並聯（lián），可以在同一（yī）個電壓平台上擴展容（róng）量定製化電池管理係（xì）統（BMS） ，實時進（jìn）行數據采集、狀態監控及控製（zhì），保證係統安全可靠運行。
規格參（cān）數：

類別	基本參數	高壓直流儲能係統
標稱參數	標稱電壓（V）	48*N
	標稱（chēng）容量（liàng）（AH）	50
結構參數（shù）	電池模（mó）塊（kuài）尺（chǐ）寸（mm）	440*410*89（W*D*H）
	電池模塊（kuài）重量（KG）	24
	主控模塊尺寸（MM）	440*350*132（W*D*H）
	主控模塊重量（KG）	6
電氣參數	放電電壓（V)	（54-45）*N
	充電電壓（V)	（52.5-54）*N
	額定（dìng）放電電流（A)	25
	額定充電電流（A)	25

2.3 氫燃（rán）料電池（chí）發電係統（tǒng）
燃料電池采用空冷自增濕的PEMFC電池，減少了水泵、水箱、增濕器、增壓泵等附屬設備，使電堆控製更簡潔（jié）、可靠。燃料電池係統除了核心部分質子交換膜燃料電池堆外，還需要一些（xiē）輔助器件發（fā）電係統才能（néng）正（zhèng）常工（gōng）作。總的來說，一個完（wán）整的燃料電（diàn）池係統大致上由燃料電池發電係統和控製係統兩大部分組成，如圖2所示。其中，燃（rán）料電池發電係統主要由（yóu）質子交換膜燃（rán）料電池堆、氫氣供應單元、氧氣或空氣供應（yīng）單元、DC/DC四部分組成（chéng）。而控製單元部（bù）分屬於控製係統。
燃料電（diàn）池（chí）發電係統組成示意圖
燃料電池發電係統組成
1、燃料電池堆：
氫氣（qì）和氧氣在其內部發生電化學反應並釋放電（diàn）能，是整（zhěng）個係統的核心。
2、氫氣供應單元（H2）
本係（xì）統指由製氫設備，儲氫係（xì）統及供氫管路組成。製氫設備製氫，並由儲氫係統通過管路向燃料電池堆（duī）提供特（tè）定壓力的氫氣。
3、空氣供應單元：
不間斷地向燃料電池提供電化學反應所需的氧氣，以確保質（zhì）子交換（huàn）膜燃料電（diàn）池實（shí）現連續穩定的運行發電（diàn）。
4、DC/DC：
氫燃料（liào）電池所（suǒ）產生的電（diàn）能為直流電，其輸出電壓不僅受（shòu）內阻影響而且隨著負載的變化而（ér）改變。因此，為保證供電性能的穩定，在燃料電池（chí）係統輸出端，須配置功率變（biàn）換單元DC/DC，主要保證負載連續變化時，將輸出（chū）電壓穩定在合適的範圍。
5、控製單元：
控製（zhì）單元是燃（rán）料電池發（fā）電（diàn）係統（tǒng）的核（hé）心，用來接收數據（jù）采集係統采集的數據，並對它們進行（háng）分析，根據分析的結果來控製（zhì）執行機（jī）構完成（chéng）相應的動作。空冷自增濕（shī）燃料電池發電（diàn）係（xì）統的控製單元通過控製係統、風扇、電磁閥即可保證燃料電池正常工作。
燃料電池係統工（gōng）作示意圖

類（lèi）型	基於PASH技術的空冷自增濕燃料電池
性（xìng）能	額定功率	2500W*
	額定電壓（yā）	48V
	額定電（diàn）流	52.5A
	電壓範圍	36-58V
	燃料效率	≥50％
燃料	氫氣（qì）純度	≥99.95％
	氫（qīng）氣工作壓力	0.5-0.6Bar
	氫氣消耗量	13.1L/min(額定功率)
氧化劑/冷卻劑	空氣
	空氣壓（yā）力	常壓
物流特性	質量	6600g
	係統體積（長（zhǎng）寬高）	850mm×900mm×860mm
工作條件	環境溫度	-5℃—40℃
	環境濕度（RH）	10％－95％

注：帶*的數（shù）據是在15℃-30℃的（de）環（huán）境溫度範（fàn）圍和30 - 90%的環境濕度範圍內（nèi）取得的。
3.6製氫係統
製氫係統的原理
工業軟水（shuǐ）經純水裝（zhuāng）置製取純水，並送入原料水箱，經補（bǔ）水泵輸入堿液係統，補充被電解消耗的水。電解槽中的水，在（zài）直流電的（de）作用下被分解成H2與O2，並與循環（huán）電解液一（yī）起分別進入框（kuàng）架中的氫、氧分離洗滌器後進行氣液分離、洗滌、冷卻。分離後的（de）電解液與補充的純（chún）水混合後，經堿液冷卻器、堿液循環泵、過濾器送回電解槽循環，電解。調節堿液冷卻器冷卻（què）水流量，控製回流堿液的（de）溫度，來控製電解槽（cáo）的工作溫度，使係統安全運行。分離後的氫氣由調（diào）節閥控製輸出，送入氫氣（qì）儲罐（guàn），再經緩（huǎn）衝減壓後，供用戶使用。
本項目中采用的製氫係統其具體規格（gé）如（rú）下：

氫氣產量	800L/h（1atm）
氫氣純度	≥99.8%
氧氣純度	≥99.3%
工作壓力	0.8MPa
直流電耗	＜5KWh/m3

製氫（qīng）係統設（shè）備規格
注：係統接入具備AC/DC模塊，具備AC交流接入能力。
高（gāo）純氫氣發生器
①輸出流量 0～1000ml
②功率 510W
③輸出（chū）壓（yā）力 0～1.1 MPa
④電源電壓（yā）
⑤交流220V±10%； 50Hz±5%
⑥工作條件
⑦溫度：5～42℃
⑧相對濕度：≤85%；
2.4 超級電容及控製係（xì）統（tǒng）
此超級電容係統以48V165F模組為（wéi）基礎單元，采用3串的連接方式配組，配（pèi）備有iCMS管理係統。係統由超級電容模組、BMS管理係統、5KW雙向DC-DC模塊、信息顯示（shì）終（zhōng）端組成。
1）48V165F模組參數
1、容量：165F(0～20%)；
2、額定工作電壓：48V；
3、等效直流內阻（25℃）：不大於5mΩ；
4、最（zuì）大持續電流(ΔC=40℃)：150A；
5、漏電流：不大於5.2mA(25℃，72小（xiǎo）時後)；
6、最（zuì）大存儲能量（liàng）：52.8Wh；
7、工作溫度（dù）：-40℃~+65℃
8、儲存溫度：-40℃~+70℃
2）整體係統主要技術性能（néng）
1、總（zǒng）電容（róng）量：55F(0～20%)；
2、電（diàn）壓範圍：120V-135V;
3、最大持續電流(ΔT=40℃)：150A；
4、瞬時電流(1s內)：2000A
5、等效直流內阻：不大於18mΩ；
6、通訊：采用MODBUS_RS485；
7、CMS功能：檢測單個模組電壓、整體電壓、單個模組溫度、工作電流，並（bìng）通過協議上傳及接受上位（wèi）機命令；實現過壓報警、過溫報警、過流報警；係統過壓、過溫、過流達到設定值時，管理係統可控製係統斷（duàn）開，實現對（duì）係統的保護。
3）超級電容（róng）使用環境及要求
1、環境溫度（dù）:-10℃至45℃；
2、最（zuì）大濕度：90%(無凝露)；
3、防潮/防塵：符合SAE J2380技術規範；
4、使用海拔高（gāo）度(m)：0～4000。
4）信息顯示終端
通過該信息終端與BMS係統、雙向DC-DC係統的結合，可以快速、方便的開發各種用於現場采集、數據處理和控（kòng）製的設備。具（jù）有可顯示、可配（pèi）置（zhì）係統的各種參數以及通過對設備間數據采（cǎi）集的同（tóng）時實現對超級電容係統的有效管理。
5）雙向DC-DC電源模塊
雙向DC-DC變換器(Bi-directional DC/DC Converter, BDC)是能夠根據（jù）能量的需要調節能（néng）量雙向傳輸、是可雙象限運行的直流-直（zhí）流變換（huàn）器。該變換器能夠根據實際需要調節能量的流動方向，在功能上相當於兩個單向（xiàng）直流-直流變換器。
一、雙向（xiàng）DCDC變換器的工作模式

		作用在高壓側	作（zuò）用在低壓側
工（gōng）作 模式 類別	恒流（liú）輸出	高壓側恒流輸出	低壓（yā）側恒流輸出
	恒流輸入	高壓側恒流輸入	低壓側恒流（liú）輸入
	恒壓	高（gāo）壓側恒壓	低壓（yā）側恒壓
	MPPT輸入	高壓側MPPT輸入	低壓側MPPT輸入
	總線壓控電流源	高壓側壓控電（diàn）流（liú）源	低壓側壓控電流源

二（èr）、性能（néng）特點
①全數字化，各種參數及信號全部（bù）數字化處理，由數字處理器智能靈活地管（guǎn）理。性能和可（kě）控性均遠優於普通的模擬式雙向DC-DC變換器。
②模塊化設計，單模塊額定輸出功率5KW，可多（duō）台雙向DC-DC變換器並聯運行。
③雙向變換都采用零電壓變換軟開關控製，使得轉換效率達到95%以上（shàng）。
④能工作於恒流、恒壓、MPPT和壓控電流源等多種工作模式（shì），並可在線快速頻繁地切換工作模式。
⑤運用（yòng）多（duō）相交錯技術，有效地抑製（zhì）了紋波，減弱了大電流了（le）對器件（jiàn）的衝擊。
⑥空載功（gōng）耗低於20W，處於監控待機狀態功（gōng）耗低（dī）於12W。
⑦雙向變換的電流大小和方向，既可用數字方式設定，也可（kě）用模擬量方式控製。
⑧高低電壓側的工作電（diàn）壓可單獨設定。
⑨高低（dī）電壓側的過壓保護電壓可單獨設定，保護兩側的設備不至於過壓損壞。
⑩高低電壓側的最低限（xiàn）壓也可（kě）單獨設定，保護兩側的電壓不至於過放（fàng）電。
⑪高低電壓任何一側加電，均（jun1）可使模塊啟動。
⑫開機軟啟（qǐ）動，防止產（chǎn）生過強的（de）電壓電流衝擊兩端的電源。
⑬模塊帶有（yǒu）LED顯示麵板，可實時顯示兩側電（diàn）流，電壓，設定兩側工作電流、限壓。
⑭帶（dài）RS485串口通信功能，遵循MODBUS-RTU協議，方便計算機或監控終端遠程監測和設置的參數和工作狀態。
⑮RS485串口利用光耦隔離，可以有效防止雷擊對遠程監控計算機或（huò）者監控終端的影響。
⑯掉（diào）電狀態恢複功能：即使關斷雙向DC-DC變換器的供（gòng）電，下次開機時也能恢複掉電前的設置和狀態。
⑰輸入極（jí）性防（fáng）反接功（gōng）能，電源極性接反不會有（yǒu）電流流過。
⑱各種異常情況保護功能：帶有過壓，過流，過（guò）熱，短路保護功能，故障撤銷後自動恢複工作。
⑲小體積：外（wài）殼尺寸360mm X160mm X 94mm，模塊尺寸295mm X142mm X 85mm。
⑳帶外殼整機重量3.8Kg，模塊重量為2.5Kg 。
三、電特性參數

參數名稱	數值
型 號	DC30DC200P5KW
高壓側參數
優化 輸入/輸出電壓（yā）	250V
輸入/輸出電壓VOHV範圍，誤差（chà）1%	40V–250V
最高限壓OVHV調（diào）節範圍，誤差1%	0V–265V
最低限壓UVHV調節範圍，誤差1%	0V–260V
高壓（yā）側輸出（chū）電流設定範圍，誤差1%	3 - 30A
外輸入壓控電流增益	0.1-6 A/V
輸入/輸出（chū）電流過流/短路保護點	60A
低壓側參數
優化 輸入/輸（shū）出電壓	48V
輸（shū）入/輸出工作電壓  VOLV範圍，誤差1%	30V–120V
最高限壓（yā）OVLV 調節範圍，誤差1%	35V–130V
最低限壓UVLV 調節範圍，誤差1%	0V–110V
低壓側輸出電流設定範（fàn）圍，誤差1%	3 - 50A
外輸入壓控電流增益	0.1-12 A/V
輸（shū）入/輸出電流 過流/短路 保護點	60A
高低壓兩側交互（hù）參數
電壓變比（bǐ）範圍（高壓/低壓）	1.2 – 5.0
模式（shì）控製參數
模式切換時間（jiān）	< 1mS
切換模式到滿載（zǎi）輸出響應時間	< 1S
整機係統參數
額定輸出功率	5KW(VOLV≥60V時)
最大（dà）瞬時（shí）輸出功率	5KW
轉換效率（lǜ）	> 92%
負載調整率	< 2%
待機功耗	< 12W
空載功耗	< 20W
冷卻方式	溫控風冷
允許環境溫度	-25℃ - 60℃
溫度過熱保護點	80℃
輸入（rù）/輸出 反接保護（hù）	√
保護撤銷後恢複工作時間	5S
開機啟動時間	< 5S
紋（wén）波電壓（yā）	< 0.5V
通信參數
通信方式	RS485
通信協議	MODBUS-RTU
RS485通信（xìn）波特率	1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200
RS485通信隔離耐壓	1500V
均（jun1）流參數
最大並聯模塊數量	64
模塊電流不均勻度	< 10%
均（jun1）流控製方式（shì）	主從控製
均流信號傳（chuán）輸方式	RS485數字通信
RS485通信波特率	768K bps
通信協議	自定義
均流通信線最大長度	< 160 m
顯示參數
顯示方式（shì）	4位LED數碼管
顯示內容	兩側電流，電壓，設（shè）定兩側工作（zuò）電流 最低限壓，最（zuì）高限（xiàn）壓

2.5 顯示單元
係統配置有方陣電壓、電流；逆（nì）變電壓、電流、功率；實驗室溫度和濕度、實驗記時時鍾、逆向電量計（jì）量表等。方便（biàn）在沒有與PC機聯機狀況下查看係（xì）統工作狀態和各項（xiàng）參數。
可以通過教（jiāo）師（shī）機進行信息共享至大屏幕，實現（xiàn）教室內局域網計算機數據交換與共享（xiǎng）。
2.6 主控係統（tǒng）
主控係統是整（zhěng）個微網的（de）監測、控製（zhì）核心單元。通過內置的數（shù）據采集、通訊（xùn）傳輸等（děng）模塊，實現對微網係統的可視化監測及（jí）控製。
主要功能特點
1、教師機：廣播教學、語音教學、語音對講、學生演示、監控轉播、文件分發、電子教鞭、班（bān）級（jí）模型、係統設置、遠程命令、遠程設置、遠程消息、分（fèn）組教學、語音討論、文件收集、查看學生屬性。
2、學生機：電子舉手、遠程消息、窗口接（jiē）收廣播、可選窗口顯示模式。
3、實（shí）驗室（shì）功能特點
(1)本實驗室風光互補上位機軟件（jiàn）在一台計算（suàn）機或教師機上進行操作。
(2)教（jiāo）師（shī）廣播教學：將教師機的電腦屏幕畫麵和語音等（děng）多媒體信息實時廣播給（gěi）全體、群體或單（dān）個（gè）學生。並同時提供電（diàn）子教鞭等功能。語（yǔ）音教學時：通過話筒和耳機進行語音傳播，實現教師與學生之間的自由的語音（yīn）交談和討論。允（yǔn）許學生發言，並可方便地切換發（fā）言學生；可隨（suí）時方便地使一組學生加入或退出教學行列。
(3)文件（jiàn）分發功能強大且界麵相當易用（yòng），可（kě）以定（dìng）義宏目錄，如教師（shī）把（bǎ）采集數據可以同時分發給教室裏（lǐ）的所有學生。您（nín）可以將一個或多個文件一次（cì）性的傳輸到設定的學生機上。這（zhè）樣就可以（yǐ）做到（dào）網上（shàng）分發試卷或演示文件等。您（nín）真的可以體會網絡教學的輕鬆與寫意。
(4)文件提交功能可以收集（jí）學（xué）生所（suǒ）做的作（zuò）業、程序文（wén）件等提交給老師（shī），方便老師操（cāo）作。
(5)電子點名功能方便老師統計學生上課考勤情（qíng）況。

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