本发明涉及一种数据采集式太阳能光伏系统教学实验平台，具体应用于太阳能行业中。
背景技术：
据国际可再生能源署统计，能源的使用和消耗，占全球碳排放的三分之二。为保证全球平均气温到本世纪末上升不超过2摄氏度，目前至少有164个国家制定了各种形式的可再生能源目标，相比2005年的数字(43个国家)翻了4倍，可再生能源新增装机在过去3年有显著增长。在推进可再生能源发展过程中，光伏发电潜力巨大，光伏发电技术已经成为最成熟、可以大规模发展的可再生能源发电技术。现有技术不能实现对太阳能光伏系统中电能的存储，太阳能与蓄电池联合供电系统不能直接提供给交、直流负载使用，也不能与国家电网并网。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种数据采集式太阳能光伏系统教学实验平台，能实现对太阳能光伏系统中电能的存储，太阳能与蓄电池联合供电系统能直接提供给交、直流负载使用，同时能与国家电网并网。
本发明的数据采集式太阳能光伏系统教学实验平台，包括具有操作面板的操作台，其特征在于：操作台安装有太阳能电池阵列、太阳能控制器、蓄电池、并网逆变器、离网逆变器、交流负载、直流负载、多路电压电流数据采集卡、电脑；电压表、电流表、模拟太阳光光源；电脑显示屏、各个仪表镶嵌在操作台的操作面板上；通过操作面板的开关控制每个模块通电和断电并有指示灯显示，教学实验操作平台中的每一个接口都对应一个电压表或电流表，电压表和电流表全部都带有采集功能，把测量的数据采集上传到电脑，每一模块都单独在实验操作台的操作面板上体现出来，根据实验项目连接对应插孔就可以组成相应的实验项目；通过教学上位机软件配合各实验运行，与操作平台同步，实时监测当前系统各路信号数据；
所述信号数据在线采集；
所述信号数据连接方式采用香蕉插座导线。
本发明的数据采集式太阳能光伏系统教学实验平台，涵盖了太阳能光伏发电系统的多种功能，实现了对太阳能光伏系统中电能的存储，太阳能与蓄电池联合供电系统可以直接提供给交、直流负载使用，也可以并网将电能直接输送给电网。平台设计既考虑到了功能的全面性，也体现了实验教学的特点和多样性，同时配备的数据采集软件实现与电脑终端的连接，更好的为学生对实验的理解提供帮助。能利用实验平台提供的太阳能电池供电单元、蓄电池储能单元以及负载单元，自主设计与开发各种特定要求的太阳能光伏发电系统。
附图说明
图1是本发明实施例日数据采集式太阳能光伏系统教学实验平台原理框图。
具体实施方式
如图所示，一种数据采集式太阳能光伏系统教学实验平台，包括具有操作面板的操作台，操作台安装有太阳能电池阵列、太阳能控制器、蓄电池、并网逆变器、离网逆变器、交流负载、直流负载、多路电压电流数据采集卡、电脑。电压表、电流表、模拟太阳光光源等，电脑显示屏和各个仪表镶嵌在平台的面板上，使用方便直观。每一个模块都单独在实验平台面板上体现出来，连接方式采用香蕉插座导线，根据实验项目连接对应插孔就可以组成相应的实验项目。通过面板的开关控制每个模块通电和断电并有指示灯显示，教学实验平台中的每一个接口都对应一个电压表或电流表，电压表和电流表全部都带有采集功能，把测量的数据采集上传到电脑。通过教学上位机软件配合各实验运行，与实验平台同步，实时监测当前系统各路信号数据，在线分析：高精度的采集，数字式显示，方便学生实时准确的读出数据和分析。实验平台原理框图如图1。
从电脑里采集的数据可分析和制作成图表。
本实验平台采用基于多种教学实验平台优点开发而成：
1.采用模块化的形式展现太阳能光伏发电系统的基本组成。
2.实验面板设计美观简洁、安全可靠，方便学生接线与实验操作。
3.由浅入深展示太阳能光伏发电的原理，可以进行太阳能光伏发电相关知识点的实训和实验工作。
4.带有蓄电池充放电及相关保护功能。采用专用太阳能控制器对其进行充放电控制，与太阳能电池板形成联合供电系统，提供给下一级直流负载或者为逆变提供直流电源。
5.独立的离网逆变器模块，实现联合供电系统的离网逆变过程，给交流负载提供标准的220v交流电。
6.独立的并网逆变器模块，实现联合供电系统的并网逆变过程，将产生与公用电网同频同相的交流电直接输送至市电(电网)。
7.具有方便的测试功能与图形显示。可完成单晶硅、多晶硅、非晶硅等多种太阳能电池板的性能测试及系统输入/输出电压、电流、功率曲线测试，并可生成进行测试数据的处理，完成数据存储、打印、显示等功能。
本发明的数据采集式太阳能光伏系统教学实验平台，数据采集式太阳能光伏系统教学实验平台，该实验平台采用模块化的形式展现太阳能光伏发电系统的基本组成，实验面板采用优质拉丝铝板，烂板工艺。设计美观简洁、安全可靠，方便学生接线与实验操作，显示屏采用19寸宽屏镶嵌在平台面板。展示太阳能光伏发电的原理，可以进行太阳能光伏发电相关知识点的实训和实验工作。带有蓄电池充放电及相关保护功能。采用专用太阳能控制器对其进行充放电控制，与太阳能电池板形成联合供电系统，提供给下一级直流负载或者为逆变提供直流电源。独立的离网逆变器模块，实现联合供电系统的离网逆变过程，给交流负载提供标准的220v交流电。独立的并网逆变器模块实现联合供电系统的并网逆变过程，将产生与公用电网同频同相的交流电直接输送至市电(电网)。具有方便的测试功能与图形显示。可完成单晶硅、多晶硅、非晶硅等多种太阳能电池板的性能测试及系统输入/输出电压、电流、功率曲线测试，并可生成进行测试数据的处理，完成数据存储、打印、显示等功能。进行太阳能光伏发电相关的自主研究开发工作。
本系统涵盖了太阳能光伏发电系统的多种功能，实现了对太阳能光伏系统中电能的存储，太阳能与蓄电池联合供电系统可以直接提供给交、直流负载使用，也可以并网将电能直接输送给电网。平台设计既考虑到了功能的全面性，也体现了实验教学的特点和多样性，同时配备的数据采集软件实现与电脑终端的连接，所有实验内容可以计算机介面上显示，实验结果可以自动生存在计算机内，便于老师检查。更好的为学生对实验的理解提供帮助。利用实验平台提供的太阳能电池供电单元、蓄电池储能单元以及负载单元，自主设计与开发各种特定要求的太阳能光伏发电系统。
1.教学平台相关模块
1)太阳能电池阵列及其支架
参数：1块，每块100w(开路电压voc＝21.6v；短路电流isc＝6.11a；最大功率电电压vm＝18v；最大功率点电流im＝5.56a)。
功能：供电单元。2块电池板可以独立工作，也可以串联或并联工作，在模拟太阳光照射下发出电能。
2)太阳能控制器
参数：dc12/24v-20a。
功能：控制单元。12v/24v输入电压自动识别。防止蓄电池过度充电/过度放电；防止夜间蓄电池向太阳能板反向充电；蓄电池反接保护/太阳能极板反接保护；负载过流保护/短路保护；电池电压欠压保护；控制器可以对雷击进行保护。
3)铅酸蓄电池
参数：免维护铅酸蓄电池2组，每组12v/65ah。
功能：储能单元。当太阳能电池提供的能量大于负载能量时，多余的能量给蓄电池充电；当太阳能电池提供的能量小于负载能量时，由蓄电池放电来补充。
4)并网逆变器
参数：输入24vdc(需两块太阳能电池板串联)，输出220vac，功率300w。
功能：转换单元。将21-42vdc输入电压转换为ac220v，可直接并网至公共电网。直接连接到太阳能电池板；工频隔离调制；输出纯正正弦波；太阳光度自动感知功能；功率自动锁定(apl)；最大功率点追踪(mppt)；自动适应不同的负载功率因数；恒流，恒功率；电网有故障时自动关闭输出电流限制保护；高频高转换率。
5)离网逆变器
参数：输入24vdc(两块太阳能电池板串联)，输出220vac，额定功率600w。
功能：转换单元。将20～28vdc输入电压转换为ac220v，可直接给电视、电脑、风扇等负载供电。cpu全智能控制，精准正弦波输出和保护功能；过载时对逆变器自身和负载的保护；直流输入过、欠压保护；直流输入极性接反保护；交流输出功率过载、输出短路保护；机内过热保护。
6)变送器与数据采集卡
参数：带usb输出，直接连接至计算机。
功能：采样多路电压与电流：太阳能电池输出电压与电流、蓄电池电压与充放电电流、交流负载电压与电流、直流负载电压与电流、并网电流与电压。
7)液晶显示计算机
参数：工业控制计算机。
功能：实时显示太阳能电池板输出电压、电流、功率，蓄电池电压与充放电电流、交流负载与直流负载电压与电流等，并可完成数据存储、打印等功能。
8)交流与直流负载
参数：220v交流负载，24v直流负载，最大负载功率不超过300w。
功能：用电单元，可进行各类交、直流负载的实验。
9)模拟太阳光光源
2.数据采集式太阳能发电系统平台软件介绍
为了使学生对太阳能电池的发电原理及发电系统有一个全面的了解，教学实验平台设计开发出一套全新的太阳能光伏发电教学实验系统软件，基于该系统能够完成原理学习型实验、测量验证型实验、光伏控制型实验、光伏并网及离网逆变实验、系统综合设计型实验等五种类型实验。
同时，设计人性化实验操作界面，编制数据采集软件，实现与上位机的数据通讯，由电脑进行监测与显示。图形化界面与系统平台保持一致，操作简单明了，实用性强，配合各实验运行，与实验平台同步，实时监测当前系统各路信号数据，在线分析：高精度的采集，数字式显示，方便学生实时准确的读出数据，离线分析：强大的数据保存功能，通用的exce格式储存，方便学生课后处理数据，进一步了解光伏系统各实验得工作原理。