主頁 > 技能大（dà）賽 > 可再生能源智能微電網實訓係統 2025-10-11

可（kě）再生能源智（zhì）能微電網實（shí）訓係統

一、MY-PV57 可再生能源智能微電網（wǎng）實訓係統-概述
可再生能源（yuán）智能微電網係統采用（yòng）雙母線結構（gòu），集成能量控製係統(PCS)、電池管理係統(BMS)、分布式發電係統(DG)、交直流（liú）負荷、能（néng）量管理係統(EMS)與監控係統(SCADA)等，實現清潔低碳（tàn）、安全高效的源-網-荷-儲協同優化功能。應用數字化、信息化（huà）與智能化能（néng）量管（guǎn）理（lǐ）係統（tǒng）控製，通過源源互補、源網（wǎng）協調、網荷互動、網儲互動和（hé）源荷互動等多（duō）種交互形式（shì），可以更經濟、高效和安全（quán）地利用（yòng）分布式新能源與儲能，實現電能削峰填穀（gǔ）、負荷（hé）不間斷優質供電、係統智能化保護與運行、自由離並網無縫切換等，從而實現發、用電效益（yì）更好。

1.1係統簡介
可（kě）再生能源智能微電網係統由能量調度控製器、浪湧保護器、交流接觸器、斷路器、單相計量（liàng）儀表、電流互感器、工業觸摸屏(HMI)、測試端（duān）子（zǐ）等組成。主要完成微（wēi）電網與電網能量交互的控製、計量與保護，同時通過（guò）能量調度控製器對儲能、分布式電源、交直流負荷等進（jìn）行能量管理（lǐ）與調度，實現微電網平滑穩定、經濟高效運行。
二、係統參數
1）觸摸屏：內核（hé）：J1900 CPU（主（zhǔ）頻（pín）2400MHz*4核心（xīn））；內存：4GB；觸摸類（lèi）型：四線電阻式觸摸屏；串行接口：RS232/RS485；以太網口：10/100M自適應；電磁兼容：工（gōng）業三極；監測內容：對微電網的實時運行（háng）和報警信息進行全麵監控，並對微（wēi）電網進行統（tǒng）計和（hé）分析，實現（xiàn）對微電網參數的監控。
2）工業交換機：網絡標準：IEEE 802.3、IEEE 802.3u、IEEE 802.3x；端口：8個10/100Mbps RJ45 端口；指示（shì）燈：每端口具有1個Link/Ack、Speed 指示燈（dēng）/每設備具有1個Power指示（shì）燈（dēng）；性能：存儲轉發/支持3.2Gbps背板帶寬/支持8K的MAC地址表深度。
3）浪湧保護器（qì）：最大持續運行電壓Uc：1000V；標稱放電電流In(8/20us)：20KA；最大放電電流Imax(8/20us)：40KA；保（bǎo）護水平Up(8/20us)：<1.8KV響應時間：≤25ns；
4）交流接（jiē）觸器：主觸點（diǎn）數量：3對；額定電流：25A；線圈電壓：AC220V；帶輔助觸點；
5）光（guāng）伏專（zhuān）用（yòng）單相電雙向計量儀表：電流、電壓（yā）測量精度（dù）：0.2級；功率、有功電能測量精度：0.5級；無功電能：1級；
6）開（kāi）關（guān）電源：輸入電壓：AC220V；輸（shū）出電壓：DC24V；額定輸出電流：2.5A；
7）係統材（cái）質與尺寸：鋼板厚度：2mm；前門采用透明鋼化玻璃（lí）設計，帶緩（huǎn）衝器；後門采用雙開門設計，底（dǐ）部裝（zhuāng）置過濾網；兩邊側板（bǎn）可（kě）拆卸；櫃體尺寸≥：750×650×1800(mm)；
2.1微電網儲（chǔ）能與控製係統
儲能與穩定控製（zhì）係統（tǒng）由雙（shuāng）向儲能變流器、切換（huàn）開關、儲能蓄電池組、電池管（guǎn）理係統(BMS)、直（zhí）流功率計量儀表、低壓線路（lù）保護器、電流互感器、分流器、測試端子、通（tōng）訊網關等組成。主要實（shí）現對微電網（wǎng）儲能（néng）的充放電管理、直（zhí）流母線與交流母線的雙向變流、內置隔離微電網與市電電網的PCC節點開關。
1）微電網儲能雙向變流穩（wěn）定控製器(PCS):最大（dà）並網功率：5.0KW；輸入直流電壓：DC48V；最大充（chōng）電功（gōng）率：5500W(可設定)；充電電（diàn）壓：可設定；集成溫度補償功能；保（bǎo）護功能：接反保護，欠壓保護，過壓保護，過充保護，過載保護（hù），短路保護等；額定輸出電壓：220V(180Vac-280Vac)；額定電（diàn）網頻率：45/65HZ，±5HZ；最大（dà）交流電流：22A；功率因素：0.8超前～0.8滯後；THDI：<1.5%；交流連接類型：單相；設（shè）備保（bǎo）護：直流極性反接保護，直流輸入開關保護，交流輸出（chū）過流保護，交流輸（shū）出（chū）過壓保護，接地故障監測（cè），電網孤島監測，殘餘電流檢測；通訊接口（kǒu）：隔離RS485；
2)儲能蓄電池：磷酸鐵電池；電（diàn）池（chí）容量：48V2.4KWH（2節）；電池連接方式：串聯（lián）；電池（chí）保護：末端接熔斷器（qì）；
3)電池（chí）管理係統（tǒng）(BMS):電源電壓：AC/DC220V；輸入功率：≤10W；電池單體電壓（yā）檢測：24節；電池電流采集：1路；電（diàn）池溫度采集：1路；單體（tǐ）電壓測量範圍：0.5V～16V；單體電（diàn）壓（yā）測量精度：≤±0.3%；通訊（xùn）端口：RS485；可檢測蓄電池組的電壓、電流；單體電池電（diàn）壓、內阻；蓄電池（chí）工作溫度，BMS係統可動態檢測蓄電池間的工作情況，估測蓄電池的SOC，使蓄電（diàn）池和（hé）設備間的連接更科學，大（dà）大延長蓄電池的（de）工作壽命。
4)直流功率表:電壓測量範圍：DC0-100V；電壓測量精度（dù）：0.5級；電流測量範圍：0-50A；電流測量精度：0.5級；
5)交流接觸（chù）器:主觸點數量：3對；額定電流（liú）：25A；線圈電壓：AC220V；帶輔（fǔ）助觸點；
6)係統（tǒng）材質與尺寸（cùn）：鋼板厚度：2mm；前門采用透明鋼化玻璃設計，帶緩衝器；後（hòu）門采用雙（shuāng）開門設計，底部裝置過濾網；兩邊側板可（kě）拆卸；櫃體尺寸≥：750×650×1800(mm)；
2.2 微電網分布式能源接入係統
發電機電源模擬單元由永磁發電機組（zǔ）、拖動異步電機、智能匯流箱裝調與檢測模塊、光伏組件等組（zǔ）成。發電機采用永磁發電機，通（tōng）過異步變頻電機進行（háng）拖動，可模擬發電機在不同工況下的發電（diàn）輸出；光伏發電單元由光（guāng）伏組（zǔ）件和匯流箱檢測模塊組成，模擬光伏板（bǎn）或者真實光伏組件的各種特征；微電網分布式能源接入係統由光伏控製器、風力控製器、直流功率計量儀表、分流器、變頻調速器、測試端子、通訊（xùn）網關等組（zǔ）成。主要完成對分（fèn）布式能源的接入、分布式發電的計量與保護。
1)發（fā）電機:額定功率：500W；額定電壓：24V；發電（diàn）機（jī）類型：三相（xiàng）交（jiāo）流永磁發電機；調速方式：變頻電（diàn）機拖動；工作溫度：-40℃～80℃；
2)變頻拖動電機:額（é）定電壓：AC220V；額定頻率：50HZ；額定功率：750W；
3)變頻器：采（cǎi）用微處理器控（kòng）製，使用具有現代先進技術水平的絕線柵雙極型（xíng）晶體（tǐ）管（guǎn）作為功率輸出（chū）器件，具有很高的運行可（kě）靠性和功能的多樣性。脈衝寬度（dù）調製的開關頻率可選，降低了電（diàn）動機運行的噪聲。核心部件為CPU單元。根據設定的參數，經過運繃出（chū）控製正旋波信號，經（jīng）過SPWM調製。放大輸出三（sān）相（xiàng）交流電壓驅動（dòng）三相交（jiāo）流電動機運轉。
功率：0.75KW；電壓：輸入單（dān）相180-265V；輸出三相220V；輸入頻（pín）率：50HZ；輸出（chū）頻率：0-150HZ、波動（dòng）：±5%；冷卻方式：自冷通用磁通矢量控製；1Hz時150%轉矩輸出、采用長壽命元器件；內置Modbus-RTU協議；內置製（zhì）動晶體管、擴充（chōng）PID；三角波功能；帶（dài）安全停止功能
4)光（guāng）伏控製（zhì）器:額定係統電壓：24V；空載損耗：≤1.2W；光伏最大輸入電壓：150V；最大充電電流：30A(可設置)；轉換效率：≤98%；具有MPPT追蹤功能；溫（wēn）度補償係數：-3mv/℃/2V（默認值）；保護功能：接反保護，欠壓保護，過壓保護，過充保護，過載保護，短路保護，反充保護等（děng）；
5)風力控（kòng）製器:額定風機輸入功率：500W；最大風機輸入功率：600W；蓄電池額定電壓：24V；風機刹車電流：10A；卸荷開始電壓：32V；完全卸荷電（diàn）壓：37.5V；蓄電池過放保（bǎo）護電壓：24V；蓄電池（chí）過放恢複電壓：24V；輸（shū）入過壓（yā）保護電壓：28.6V；充電方式：PWM；靜態電（diàn）流：≦30mA；保護功能：接反保護，欠壓保護，過壓保護，過充（chōng）保護（hù），過載保護（hù），短路保護，反充保護等；通訊方式：RS485；
6)直流功率表:電壓測（cè）量範圍：DC0-100V；電壓測量精度：0.5級；電流測量（liàng）範圍：0-50A；電流測量精度：0.5級；
7)智能匯流箱裝調與檢測（cè）模（mó）塊：尺寸：500×400×180mm，采用可拆卸式模塊化設（shè）計（jì），≧IP54防護等級；內置熔斷器、防反二（èr）極管、斷路器、浪湧保護器、監控等（děng）模塊；支（zhī）持匯流箱裝調實訓，包括元器件安裝、標識標誌粘貼、整機調（diào）試（shì）等；輸入路數:2 路；額定電流:DC 0~16A；反應時間:1s；測量精度:0.5級；溫度係數:400ppm；
8）光（guāng）伏組件：太陽能光伏電池組件：組件類（lèi）型：單晶；功率：100W；組件效率：≥18％；功率偏差：2.0％；工作溫度（dù）：-40℃～85℃；邊框材質（zhì）：鋁（lǚ）合金；
9）光伏支架（jià）：鋼構件采用金屬保護層的防腐方式。鋼結構支架、連接板及拉條均采用熱浸鍍鋅塗層，熱浸鍍（dù）鋅滿足（金屬覆（fù）蓋層鋼鐵製件熱浸鋅層技術要求（qiú）及試驗方法）（GB/T13912-2002）的相關要（yào）求。電池板組件安裝完（wán）成後尺（chǐ）寸為2000*1600*1400左右（yòu）（長*寬*高），傾斜角可（kě）調。
4、微電（diàn）網交直流負荷（hé）管理係統
交（jiāo）直流負荷管（guǎn）理係統由交直流模擬負載、直流功率計量儀表、交流功率計量儀表、分流器、交流接（jiē）觸器、測（cè）試端子等組成。可以通過軟件模擬對不同等級（jí）負荷進（jìn）行自（zì）動調度控製（zhì），模擬微（wēi）電（diàn）網負荷投切控製和帶載運行參數分析。
1)模擬直流I級負荷:直流LED燈：額定DC48V/20W；
2)模擬直流II級負荷:直流電（diàn）阻負載：500W/10Ω；
3)模擬交流I級負荷（hé）:交流白熾（chì）燈：AC220V/100W；
4)模擬交（jiāo）流II級負荷:交流電阻負載（zǎi）：800W/96Ω；
5)感性負載：額定電壓：220V；工作頻率：50HZ；工（gōng）頻耐壓（yā）：3000V額定電感：380mH
6)容性負載：額定容量：30μF±5％；額定電壓：450VAC 50/60HZ
7)直流功率表:電壓測量範（fàn）圍：DC0-100V；電壓測量精度：0.5級；電流測量範圍：0-50A；電流測量精度：0.5級；
8)單相交流功率表:電（diàn）流（liú）、電壓測量精度：0.2級；功率、有功電能測量精度：0.5級；頻率測量誤差：±0.05HZ；無功電能：1級；供電電壓：AC85-265V/DC100-300V；功耗：≤10VA。
9）係統材質與尺寸：鋼板厚度：2mm；前門采用透明鋼化玻璃設計；後門采用雙開門（mén）設計，底部裝置過濾網（wǎng）；兩邊側板可拆卸；櫃（guì）體尺（chǐ）寸≥：750×650×1800(mm)；
5、主控台
1)操作台:可放置監控主機；板材：優質冷軋鋼板；尺寸:可定製；
2)電力數據采集監控係統(SCADA):具有用戶及（jí）權限管理功能；支持主機加多從（cóng）機功能（néng）；具有曆史數據儲存、數（shù）據庫查詢；在線實時監測（cè）係統數據、狀態數據；實時曲線（xiàn）與曆（lì）史曲線動態顯示（shì）；在線（xiàn）設置和修改係統參數；通過以太網連接能量管理係統，具備（bèi）快速遙信、遙測、遙控、遙（yáo）調功能；具備模擬微電網自動化電力調度控製管理功能（néng）。
5.1 仿真規劃（huá）軟件
基（jī）於Unity3D軟件，使用C#語言進行開（kāi）發，采用My Sql作為（wéi）後台數據（jù）庫（kù），通過FTP協議與數據庫進行通信。軟件（jiàn）使用者通（tōng）過使用光伏、風力、地熱、生物質4種能源設（shè）計多能互補（bǔ）方案（àn），完成區域（yù）能源的供能結構改（gǎi）造方（fāng）案設計（jì），並結合區域（yù）的氣候數據，模擬區域內實時能耗與供能數據，從而優化出合理（lǐ）的能源結構。
5.1.1用戶管理功能：
注冊：支持（chí）學生或教師按照學校名稱和手機號碼注冊用戶（hù）
登錄：支持學生或（huò）教（jiāo）師根據（jù）手機號碼或用戶名登錄係統。
找（zhǎo）回密碼：支持學（xué）生或教師根據手機（jī）號碼找回密碼
權（quán）限管理：支（zhī）持主用戶添加或刪除子用戶
用戶信息管理：支持用（yòng）戶信息查看，包括用戶名、學校（xiào）、真實姓名、學號（hào）、上級用戶等
異地登錄：同一個賬（zhàng）號24小時內隻能在同一台電腦上登錄，無法在其他電腦上登錄。
5.1.2氣象數據（jù）庫
支持查看全國超過32個城市的模擬地圖（tú）氣候數（shù）據。支持查看2013-2016年的精確到（dào）天的模擬地圖氣候（hòu）數據，可自由設置日（rì）期（qī）進行查看（kàn）。每個城市的氣候數據（jù）均可查看：平均氣溫、最（zuì）高最低氣溫、濕度、降水量、輻照量、氣壓、風速（sù）、土地濕度攝氏度等。
5.1.3 3D地圖功能
支（zhī）持教師（shī）通過3D地圖上的模擬能耗布置相應學習任務，同時可以修改多種參數盡可能的適應（yīng）不同實際情（qíng）況，最後可以根據學生完成情況進行相應的評分。
根據項目及學習任務需要規劃設計的區域麵（miàn）積大（dà）小，選擇對（duì）應麵（miàn）積以（yǐ）及地形相似度（dù）高的區域，並定期更新可用的區域3d地圖、加載在3D地圖（tú）上的是（shì）真實的地形地（dì）貌，包含設計成虛擬的地形（xíng）地貌、3D地圖（tú）模型、山川、河流與樹木；
支持修（xiū）改光伏發電的相關評分參數：整機效率（lǜ）、最佳（jiā）傾角、除組件和逆變器以外的其他成本參數等。
支持修改風力發電的相關評分參數：整機（jī）效率、風力波動（自定（dìng）義風速的每小時（shí）波動數據以體現出風（fēng）力發（fā）電機組隨著每小時風（fēng）速數據的變化，發電量在1天24小時內隨機波動的特點；）
支持修改地熱能的相關評分參數：換熱能力、熱（rè）協調參數、成本單價
支持修改生物質能的相關評分參數：生物（wù）質年供應、整機效率、生物（wù）質殘餘物平均能源折算係數、生物質平均穀草比係數、生物質殘餘物能源（yuán）利用可獲得係數（shù）、建設（shè）成本（běn）、燃料成本、運維（wéi）成本等。同時可（kě）自動根據公司計算得出每（měi）年最大可建設（shè）的（de）電站功率作為評分（fèn）準則。
（最大生物質電站功率=年供應量*1000*平均能源折算係數*穀草比係數*殘餘物能源利用可獲（huò）得係數/ 3600/365/24）
設計區域內的5種用能建築模型（底層住宅、交通樞紐、酒（jiǔ）店、小高層、寫字（zì）樓），通過設置每個建築模型的最大功率、製冷製熱能耗占比、每小時實際用電係數、日能耗（hào）時長（zhǎng），可（kě）以（yǐ）獲得區域（yù）內建築每小時、每天、全年的耗電（diàn）情況以及製冷製熱能耗（hào）需求；
可選（xuǎn）擇全國任意地區（精確城市）、任意氣（qì）候時段作為區域能源模擬的目標區域，通過對比數據庫可以得出當地經緯（wěi）度、光伏組件全年最高、最（zuì）低工作溫度，並可以自動計算最大、最小電壓、最（zuì）大開路電壓、最大直流電流等數據，可以自行比較同一模型不同（tóng）規劃（huá）方案的優劣，通過比較傾角偏差、組件逆（nì）變器功率比、間距（jù）誤差、逆變器數量、生物質電（diàn）站容量、淺層地熱容量、風力電站布局、外部電力輸入、外部（bù）電力波動、建設總成本等，可以對同一模型下的（de）方案進行自動評分
命名：教師可以自（zì）行改變模型的（de）名字
刪除：教師可（kě）以對模型進行刪除（chú）操作
支持（chí）學生通（tōng）過設置（zhì）3D地圖上的各種能源搭配的方案來解答教師給（gěi）出的學習任務，並給出相應的數據報表（biǎo）
在3d地圖上，根據模擬的每小時用（yòng）能數據，合（hé）理布局“光伏發電”“風力發電（diàn）”“生物質發電”“淺層（céng）地熱設施”設置各種產能模塊的產能參數，滿足區域用能需求，以完成需求（qiú）側區域能源（yuán）規劃方案的（de）設計；使用光伏、風力、生物質、地熱4種新能源並結合外部電力輸入以進行能源供應模擬並能自動計算產能。
根據設施地區經緯度與氣候參數，通過選擇不同型號規格（gé）的逆變器與光伏組件，來完成光（guāng）伏組件方陣的設計，主要包含參數有：方陣行數、方陣列數、組件安裝方式設計、傾角設計、逆變器數量、組件間距（jù）設計、組（zǔ）串串並聯的數量等完成區域光伏電站設（shè）置。
根據每小時的用電情況，實（shí）現戶式/小型分布式光伏（fú）電站的模擬設計，並根據所選光伏組件與逆變器估算該電站的建設成本以及模擬該（gāi）分布式電站與負載的合並（bìng）運行情況可設置不（bú）同容量大小的風機，模擬風力發電功率（lǜ）
根據模擬時段內的氣溫（wēn）數據，判斷當日是否存（cún）在製冷製熱需求，並根據當日的冷熱程度模（mó）擬製冷製熱能耗情況。
模擬淺層地熱換熱能力與埋管麵積的關係；同時學（xué）生根據模擬數據需要，設置生（shēng）物質能建（jiàn）設所需麵具，以達到模擬建築製冷製熱能（néng）耗需求；
學習生物質發電過程（chéng）中，通過生物質能電站的一係列參數，強化學生對於（yú）生物質能轉化（huà）公式學（xué）習。（最大（dà）生物質（zhì）電站功率=年供應量*1000*平均能源（yuán）折算係數*穀草比係數*殘餘物能源（yuán）利用（yòng）可獲得（dé）係數/ 3600/365/24）並模擬白天（tiān）時段（duàn），光伏發電設（shè）施每小時發（fā）電數據，體現出（chū）白天每小時光伏發（fā）電量隨光照強度變（biàn）化、夜晚光（guāng）伏沒有發電的量的特點；
根據逆變器、光伏組件的（de）價格，風機機組價格，地熱電站價（jià）格，生物質電站價格（gé）對所設計的多能互補方案的建設總成本自動統計在初始化並部署完（wán）成後，展示整個區（qū）域（yù）能源狀態，並根據預設值（zhí）進行計算和輸出，根據輸（shū）出結果形成各類報表。包括總（zǒng）數據（jù）和日數據；
能源（yuán）數據報表中，通過模擬時間（jiān）過程，以及設計好的方案，可以顯（xiǎn）示各種能源的（de）產能情況，包括：總產（chǎn）能、光伏發電量、風力發電量、淺層地熱能量、生物質能發電量以及外部電力輸入等。
根據用能模塊預設（shè）的用能參數，模擬計（jì）算出用能情況實時曲線與各類產能設（shè）施的產能占比，並同步圖表（biǎo）顯示，包括總能耗、一般能耗、製冷製熱能耗等，有助於學生進行相應（yīng）能源的設計配比（bǐ）。
命（mìng）名：學生可（kě）自行對設計方案（àn）進行命名或重命名
刪（shān）除：教師或（huò）學生可（kě）刪除（chú）方案

上一篇：製儲氫及燃料電池發電實訓裝置
下（xià）一篇：空調（diào）製冷換（huàn）熱綜合實訓台

可（kě）再生能源智（zhì）能微電網實（shí）訓係統

我們的優勢：