SB-FGH01風光氫互補發電實訓系統
一、項目概述
風光氫互補發電實訓系統為科研創新理念與實驗、實訓型相結合的集風力發電，光伏發電、鉛酸電池儲能（磷酸鐵鋰電池儲能）的多元化"風、光、氫（燃料電池）互補混合型新能源發電實訓系統"。
由風力發電機組、太陽能電池方陣、風力及光伏控制系統、燃料電池發電單元、儲能控制系統所組成的微網發電系統。
其工作原理是風力、光伏發電系統發電，并由電池儲能，由儲能逆變系統轉換成交流電后接入電網，燃料電池單元所發的電能經DC-DC轉換后送入直流總線作后備儲能；系統可離網運行亦可并網運行，在網端能耗負荷內完成削峰填谷功能。
在天氣晴朗的白天，系統運行在微網模式并在補充儲能電池容量的同時將多余電量通過逆變系統送入電網，到夜間再將儲能電池電能通過儲能逆變器送入電網以彌補由于夜間網端負荷過大造成的電網電壓過低，在儲能電池不夠用時，系統將轉入正常模式，一邊自行彌補儲能電池的虧空，一邊通過系統向負載供電。
1.1系統拓撲圖
圖1 系統拓撲圖
1.2 功能特點
整套系統的各個模塊預留了CAN\RS485\RS232\USB\TCPIP通訊接口，可以通過該通訊接口對系統中各個模塊進行監控，便于未來項目開發使用。
系統實驗平臺集成了室內溫/濕度儀，風速測量、光照度測量系統，讓使用者操作起來更直觀；
系統DC-AC并網同步電源，采用高頻脈沖調制技術，具有小體積、高效率及高功率因數輸出；
系統面板上采用直觀的數字表和液晶顯示，讓用戶了解當前系統工作狀態；
實訓系統，可以讓實訓學生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無污染；
系統增加市電與風光互補發電切換模塊，讓實驗更具操作性；
增加分布式供電原理與實驗電路，讓學生增加對新知識的理解；
增設直流母線單元，方便系統各模塊之間連接及實驗；
獨立的后備膠體蓄電池及充放電管理單元；
二、方案參數概述
2.1風力發電系統的組成
風力發電機是利用風力帶動風車葉片旋轉、轉換為機械功，機械功帶動發電機轉子旋轉，最終輸出交流電的電力設備。是風力發電系統中不可或缺的核心部件。
風力發電系統由一臺2KW垂直軸風力發電機組、葉片、風機控制器塔架等組成。
廣義地說，風能也是太陽能，所以也可以說風力發電機，是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發電機。
風力發電機參數：
額定功率 | 2KW |
最大功率 | 2.6KW |
額定電壓 | 48V |
啟動風速 | 2.5m/s |
額定風速 | 18m/s |
最大風速 | 45m/s |
風機凈重 | 185kg |
風輪直徑 | 2.0M |
塔架高度 | 9M |
葉片高度 | 3.6M |
葉片數量 | 3片 |
葉片材質 | 鋁合金 |
發電機 | 三相交流永磁同步發電機 |
塔架類型 | 獨立塔架 |
保護 | 風機自我轉數保護/電磁制動 |
工作溫度 | -40℃-80℃ |
安裝場地選擇
選擇土質堅實的平地作為安裝場地，安裝風力發電機的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葉的光影影響及風力發電機組運行時產生的噪音影響（正常工作時噪音約為65dbA）。同時避免周圍有高大的樹木、建筑物等影響風速風向的障礙物。
禁止安裝在松軟的沙地、高低不平的場地、有下陷或塌方可能的場地、洼地及其他容易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，如果必須得有較長的距離,則盡量選用粗些的標準電纜。
風力發電控制器
專為風力發電機控制和蓄電池充電而設計， 能有效提升風力發電的效能。風能充電控制器，能有效防止風速過快時的失控，和發生強風時對風力發電機所產生的危險。
風力發電控制器是對風力發電機所發的電能進行調節和控制，一方面把調整后的能量送往直流負載或交流負載，另一方面把多余的能量按蓄電池的特性曲線對蓄電池組進行充電，當所發的電不能滿足負載需要時，控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當蓄電池所儲存的電能放完時，控制器要控制蓄電池不被過放電，保護蓄電池。
控制器采用PWM無級卸載方式控制風機對蓄電池進行智能充電。在風力發電機所發出的電能超過蓄電池存儲量時，控制系統必須將多余的能量消耗掉。在正常卸載情況下，可確保蓄電池電壓始終穩定在浮充電壓點，而只是將多余的電能釋放到卸荷器上。從而保證了最佳的蓄電池充電特性，使得電能得到充分利用。
風力發電控制器參數：
工作電壓： | 48VDC |
充電功率： | 2000W |
風機功率： | 2000W |
充電方式： | PWM脈寬調制 |
充電最大電流 | 55A |
過放保護電壓 | 41.5V |
過放恢復電壓 | 52.2V |
輸出保護電壓 | 59V |
卸載開始電壓（出廠值） | 60.5V |
卸載開始電流（出廠值） | 47.6A |
2.2光伏發電系統
5KW太陽能電池組件采用標準鋼結構件固定在C型專制鋼件上，呈40度正面朝向正南方，整體支架系統放置在地面或者屋頂；經電纜輸送至室內實驗設備，可實現分布式屋頂發電相關實驗，所發電能與風力發電相結合，經DC-AC逆變成正弦波220V交流電，多余電能經儲能逆變器送入電網。
地面固定式方陣及支架 室外雙軸跟蹤式支架
所有系統的設計、安裝與實際工程一樣，可在老師的指導下做為學生練習拆卸、組裝實習樣機來用。
注：固定式方陣功全天候跟蹤式，可選其中一種。
太陽能光電池組
太陽能電池組是本實訓臺的核心組成部分亦是光伏發電系統不可或缺的核心部件，是將光能轉換為電能并通過光伏控制系統儲存在儲能電池當中做為直流總線電源供給DC-AC并網同步電源。
太陽能電池組為多晶硅或單晶硅，是由高效晶體硅太陽能電池片、超白布紋鋼化玻璃、EVA、透明TPT背板以及鋁合金邊框組成。
其規格如下：
單晶硅太陽能電池規格
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 |
短路電流 | 8.85±0.10A |
開路電壓 | 42±0.5V |
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際權威測試；
2、可承受風壓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于0.7%，第25年不低于組件初始功率的80.70%
1.組件型號：BY260P-29b多晶
2.最大功率（W）：260
3.開路電壓（V）：35.9
4.短路電流（A）：7.27
5.最大功率點的工作電壓（V）：28.1
6.最大功率點的工作電流（Ａ）：6.7
7.轉化效率：17.12%
8.開路電壓溫度系數：-0.292%/K
9.短路電流溫度系數：+0.045%/K
10.功率溫度系統：-0.408%/K
11.最大系統電壓（V）：1000
12.組件尺寸（長×寬×高）：1640×992×40mm
13.重量：19.1kg
14.框架：陽極氧化鋁
15.玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm
16.電池片封裝：EVA
17.背板：復合薄膜
18.太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）
19.接線盒
1)6個旁路二極管
2)絕緣材料：PPO
3)防水等級：IP65
?連接器
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)適用單芯電纜截面：2.5-6mm2
6)電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm
7)環境溫度：-40℃～+ 105℃
8)防護等級：IP67
9)安全等級：Ⅱ
10)殼體：PC料，黑色
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：1×4mm?
3)顏色：紅、黑
?溫度范圍系數：-40°C to+85°C
?抗冰雹系數：最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
?最大表面負荷：7200pa
5KW光伏儲能逆變器介紹
SB4850D-ES外觀圖
產品主電路
主電路框圖
產品主電路采用雙向PWM逆變電路及相應的控制電路、保護和監控電路。直流側由緩沖電阻、防反二極管和直流接觸器組成了直流側緩沖電路，當初始連接各種電池時對直流母線電容進行緩沖。主電路電源可有交直兩用供電，以使系統在電池或電網有電時都可以工作。
n 產品特點
1）技術優點，全面滿足電網或負荷的接入與控制要求
2具有并網充放電、獨立逆變功能，適合各種應用場合
2具有并網和離網并聯功能，良好的擴容性
2可與多種蓄電池接口，具有多種充放電工作模式
2可以實時接受系統調度指令和BMS指令，通訊方式有RS485、CAN、以太網
2無功功率可調，功率因數范圍超前0.9至滯后0.9
2直流電壓范圍，支持低壓48V蓄電池輸入
2110%額定輸出功率可實現長時間運行
2）高效節能，更集成，更好的客戶體驗
2正面維護，可靠墻安裝，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
2高效PWM調制算法，降低開關損耗
3）更多優點
2雙電源冗余供電方案提升系統可靠性
2完善的保護及故障告警系統，更加安全可靠
2采用動態圖形液晶界面，提供友好的操作體驗
2-25℃~+55℃可連續滿功率運行
2適應高海拔惡劣環境，可長期連續、可靠運行
2支持離網主動運行功能
2適合共直流母線系統和共交流母線系統
直流側 |
最大直流功率 | 5KW |
最大直流電壓 | 580V |
工作電壓范圍 | 125~550V |
最低直流電壓 | 125V |
最大直流電流 | 11A |
交流側 |
額定功率 | 5KW |
最大交流側功率 | 5.5kVA（長時間運行） |
最大交流電流 | 20A |
最大總諧波失真 | <3%(額定功率時) |
額定電網電壓 | 220V |
允許電網電壓范圍 | 180~265V |
額定電網頻率 | 50/60Hz |
允許電網頻率范圍 | 47~52Hz/57~62Hz |
額定功率下的功率因數 | >0.99 |
隔離變壓器 | 具備 |
直流電流分量 | <0.5%額定輸出電流 |
功率因數可調范圍 | 0.9（超前）~0.9（滯后） |
獨立逆變電壓范圍 | 230V |
獨立逆變輸出電壓失真度 | <3%（線性負載） |
帶不平衡負載能力 | 100% |
獨立逆變電壓過渡變動范圍 | 10％以內（電阻負載0%?100%） |
獨立逆變峰值系數(CF) | 3:1 |
效率 |
最大效率 | 97.6% |
保護 |
直流側斷路設備 | 斷路器 |
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 |
模塊溫度保護 | 具備 |
常規數據 |
體積（寬 / 高 / 厚） | 516 × 440 × 184 mm |
重量 | 30kg |
運行溫度范圍 | -25~+60℃ |
停機自耗電 | <5W |
冷卻方式 | 自然對流 |
防護等級 | IP65 |
相對濕度 （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 |
n 產品技術指標
n工作邏輯架構
a.--并網發電、離網備用功能
?電網供電時，儲能逆變器并網工作在恒壓模式，維持蓄電池SOC在一定水平，光伏逆變器并網發電 微網供電時，儲能逆變器工作在獨立逆變模式建網，光伏逆變器并網工作，光伏發電大于負載時，光伏優先供負載供電，剩余電力給電池充電；光伏發電小于負載時，儲能和光伏共同為負載供電。
?可選擇電網優先或微網優先，根據選擇的模式進行供電邏輯切換 觸摸屏控制啟動、停止和參數設置
b. --電網（或柴油機）、微網切換功能
?電網供電時，當電池組SOC超過設定值時，儲能逆變器和光伏逆變器不工作；當電池組SOC不足時，儲能逆變器獨立逆變建網，光伏逆變器并網工作，給電池組充電。
?微網供電時，儲能逆變器工作在獨立逆變模式建網，光伏逆變器并網工作，光伏發電大于負載時，光伏優先供負載供電，剩余電力給電池充電；光伏發電小于負載時，儲能和光伏共同為負載供電。
?可選擇電網優先或微網優先，根據選擇的模式進行供電邏輯切換觸摸屏控制啟動、停止和參數設置
儲能蓄電池
?蓄電池的作用主要是儲存能量，在晚上或多云等氣候情況下，光伏陣列不能提供足夠的能量時，蓄電池供給負載，保證系統的正常運行。
?采用磷酸鐵鋰電池， 安全性高適合長期充放電循環模塊化設計， 電壓、容量按需配置。
?系統由1個主控模塊和多個電池模塊組成，通過 48V電池模塊串聯組成不同電壓等級系統，通過多個機柜并聯， 可以在同一個電壓平臺上擴展容量定制化電池管理系統 （BMS） ， 實時進行數據采集、狀態監控及控制， 保證系統安全可靠運行。
規格參數：
類別 | 基本參數 | 高壓直流儲能系統 |
標稱參數 | 標稱電壓（V） | 48*N |
標稱容量（AH） | 50 |
結構參數 | 電池模塊尺寸（mm） | 440*410*89（W*D*H） |
電池模塊重量（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 |
額定放電電流（A) | 25 |
額定充電電流（A) | 25 |
2.3 氫燃料電池發電系統
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，使電堆控制更簡潔、可靠。燃料電池系統除了核心部分質子交換膜燃料電池堆外，還需要一些輔助器件發電系統才能正常工作。總的來說，一個完整的燃料電池系統大致上由燃料電池發電系統和控制系統兩大部分組成，如圖2所示。其中，燃料電池發電系統主要由質子交換膜燃料電池堆、氫氣供應單元、氧氣或空氣供應單元、DC/DC四部分組成。而控制單元部分屬于控制系統。
燃料電池發電系統組成示意圖
燃料電池發電系統組成
1、燃料電池堆：
氫氣和氧氣在其內部發生電化學反應并釋放電能，是整個系統的核心。
2、氫氣供應單元（H2）
本系統指由制氫設備，儲氫系統及供氫管路組成。制氫設備制氫，并由儲氫系統通過管路向燃料電池堆提供特定壓力的氫氣。
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，以確保質子交換膜燃料電池實現連續穩定的運行發電。
4、DC/DC：
氫燃料電池所產生的電能為直流電，其輸出電壓不僅受內阻影響而且隨著負載的變化而改變。因此，為保證供電性能的穩定，在燃料電池系統輸出端，須配置功率變換單元DC/DC，主要保證負載連續變化時，將輸出電壓穩定在合適的范圍。
5、控制單元：
控制單元是燃料電池發電系統的核心，用來接收數據采集系統采集的數據，并對它們進行分析，根據分析的結果來控制執行機構完成相應的動作。空冷自增濕燃料電池發電系統的控制單元通過控制系統、風扇、電磁閥即可保證燃料電池正常工作。
燃料電池系統工作示意圖
類型 | 基于PASH技術的空冷自增濕燃料電池 |
性能 | 額定功率 | 250W* |
額定電壓 | 48V |
額定電流 | 5.5A |
電壓范圍 | 36-58V |
燃料效率 | ≥50％ |
燃料 | 氫氣純度 | ≥99.95％ |
氫氣工作壓力 | 0.05-0.06Bar |
氫氣消耗量 | 1.3L/min(額定功率) |
氧化劑/冷卻劑 | 空氣 |
空氣壓力 | 常壓 |
工作條件 | 環境溫度 | -5℃—40℃ |
環境濕度（RH） | 10％－95％ |
注：帶*的數據是在15℃-30℃的環境溫度范圍和30 - 90%的環境濕度范圍內取得的。
燃料電池系統性能曲線圖
燃料電池發電系統組態信息終端
數據在正常工作期間可以長期保存，支持導出功能，另根據實際需要，我方可提供燃料電池發電系統相應的通訊協議，以便于使用方作二次開發。
2.4 制氫系統
制氫系統的原理
工業軟水經純水裝置制取純水，并送入原料水箱，經補水泵輸入堿液系統，補充被電解消耗的水。電解槽中的水，在直流電的作用下被分解成H2與O2，并與循環電解液一起分別進入框架中的氫、氧分離洗滌器后進行氣液分離、洗滌、冷卻。分離后的電解液與補充的純水混合后，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水流量，控制回流堿液的溫度，來控制電解槽的工作溫度，使系統安全運行。分離后的氫氣由調節閥控制輸出，送入氫氣儲罐，再經緩沖減壓后，供用戶使用。
本項目中采用的制氫系統其具體規格如下：
氫氣產量 | 500～800mL/h（1atm） |
氫氣純度 | ≥99.8% |
氧氣純度 | ≥99.3% |
工作壓力 | 0.05MPa |
直流電耗 | ＜0.8KWh/m3 |
制氫系統設備規格
注：系統接入具備AC/DC模塊，具備AC交流接入能力。
高純氫氣發生器
u 輸出流量 0～1000ml
u功率 510W
u輸出壓力 0～1.1 MPa
u電源電壓
u交流220V±10%； 50Hz±5%
u工作條件
u溫度：5～42℃
u相對濕度：≤85%；
2.5 顯示單元
系統配置有方陣電壓、電流；逆變電壓、電流、功率；實驗室溫度和濕度、實驗記時時鐘、逆向電量計量表等。方便在沒有與PC機聯機狀況下查看系統工作狀態和各項參數。
可以通過教師機進行信息共享至大屏幕，實現教室內局域網計算機數據交換與共享。
室內大屏幕
2.5.1 新能源系統教學軟件
1 軟件簡介
1、通過該軟件可以學習太陽能光伏硅材料、電池片、光伏組件、光伏組件附屬材料、光伏應用產品等全部系列光伏知識內容。
2、配備文字與動畫展示并介紹從原材料至成品包括中間環節加工工藝等與使用方法。
3、多媒體系統自帶語音講解，圖、文、聲并茂展示講解、與系統所述文字同步播放，提高學生對新能源專業知識快速掌握和快速學習。
* 2 展示與講解內容目錄（圖、文、聲并茂）：
2.1 太陽能光伏發電產品介紹
2.1.1 太陽能發電系統：
2.1.2 家用太陽能發電機直流系統多媒體電視機
2.1.3 太陽能便攜電源：
2.1.4 太陽能殺蟲燈
2.1.5 太陽能警示燈
2.1.6 太陽能野營燈
2.2 太陽能光伏發電基本原理
2.3 太陽能光伏發電系統組成部分介紹
2.4 太陽能光伏發電系統設計方法
2.5 太陽能光伏電站施工建設方法
2.5.1、項目前期考察
2.5.2、項目建設前期資料及批復文件
第一階段：可研階段
第二階段：獲得省級/市級相關部門的批復文件
第三階段：獲得開工許可
2.5.3、項目施工圖設計
2.5.4、項目實施建設
2.5.5、帶電前的必備條件
2.6太陽能光伏并網電站介紹
2.6.1、光伏并網電站簡要描述
2.6.2、光伏并網電站設備組成
2.6.2、光伏并網電站設備功能
2.7 家用型太陽能電站建設方案
2.7.1、項目概述
2.7.2、方案設計 （附詳細方案設計）
（一）用戶負載信息
（二）系統方案設計
（三）效益計算：
2.6 主控系統
主控系統是整個微網的監測、控制核心單元。通過內置的數據采集、通訊傳輸等模塊，實現對微網系統的可視化監測及控制。
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、班級模型、系統設置、遠程命令、遠程設置、遠程消息、分組教學、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、窗口接收廣播、可選窗口顯示模式。
3、實驗室功能特點
(1)、本實驗室風光互補上位機軟件在一臺計算機或教師機上進行操作。
(2)、教師廣播教學：將教師機的電腦屏幕畫面和語音等多媒體信息實時廣播給全體、群體或單個學生。并同時提供電子教鞭等功能。語音教學時：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交談和討論。允許學生發言，并可方便地切換發言學生；可隨時方便地使一組學生加入或退出教學行列。
(3)、文件分發功能強大且界面相當易用，可以定義宏目錄，如教師把采集數據可以同時分發給教室里的所有學生。您可以將一個或多個文件一次性的傳輸到指定的學生機上。這樣就可以做到網上分發試卷或演示文件等。您真的可以體會網絡教學的輕松與寫意。
(4)、文件提交功能可以收集學生所做的作業、程序文件等提交給老師，方便老師操作。
(5)、電子點名功能方便老師統計學生上課考勤情況。
2.7 分布式光伏仿真規劃軟件
一、概述：
基于Unity3D軟件，使用C#語言進行開發，采用My Sql作為后臺數據庫，通過FTP協議與數據庫進行通信。軟件使用者通過使用光伏、風力、地熱、生物質4種能源設計多能互補方案，完成區域能源的供能結構改造方案設計，并結合區域的氣候數據，模擬區域內實時能耗與供能數據，從而優化出合理的能源結構。
二、用戶管理功能：
1.注冊：支持學生或教師按照學校名稱和手機號碼注冊用戶
2.登錄：支持學生或教師根據手機號碼或用戶名登錄系統。
3.找回密碼：支持學生或教師根據手機號碼找回密碼
4.權限管理：支持主用戶添加或刪除子用戶
5.用戶信息管理：支持用戶信息查看，包括用戶名、學校、真實姓名、學號、上級用戶等
6.異地登錄：同一個賬號24小時內只能在同一臺電腦上登錄，無法在其他電腦上登錄。
三、組件數據庫
1.支持查看市面上超過15家光伏組件廠商的實際數據
2.涵蓋了至少500種規格型號的光伏組件數據。
3.每種光伏組件的型號常規參數均可查看：價格、功率、組件類型、峰值電壓、開路電壓、最大允許電壓、電壓溫度系數、峰值電流、短路電流、電流溫度系數、光電轉化效率、長度、重量等
四、逆變器數據庫
1.支持查看市面上超過6家逆變器廠商的實際數據。
2.涵蓋了至少40種規格型號的逆變器數據。
3.每種型號的逆變器常規參數均可查看：價格、最大直流輸入、額定交流輸出、最大效率、歐洲效率、最小電壓、mppt電壓、MPPT數量、最大直流電壓、最大直流電流、尺寸、重量等。
五、氣象數據庫
1.支持查看全國超過32個城市的模擬地圖氣候數據。
2.支持查看2013-2016年的精確到天的模擬地圖氣候數據，可自由設置日期進行查看。
3.每個城市的氣候數據均可查看：平均氣溫、最高最低氣溫、濕度、降水量、輻照量、氣壓、風速、土地濕度攝氏度等。
六、3D地圖功能
6.1 模型
支持教師通過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以最大化的適應不同實際情況，最后可以根據學生完成情況進行相應的評分。
1.根據項目及學習任務需要規劃設計的區域面積大小，選擇對應面積以及地形相似度高的區域，并定期更新可用的區域3d地圖
2.加載在3D地圖上的是真實的地形地貌，包含設計成虛擬的地形地貌、3D地圖模型、山川、河流與樹木；
3.支持修改光伏發電的相關評分參數：整機效率、最佳傾角、除組件和逆變器以外的其他成本參數等。
4.支持修改風力發電的相關評分參數：整機效率、風力波動（自定義風速的每小時波動數據以體現出風力發電機組隨著每小時風速數據的變化，發電量在1天24小時內隨機波動的特點；）
5.支持修改地熱能的相關評分參數：換熱能力、熱協調參數、成本單價
6.支持修改生物質能的相關評分參數：生物質年供應、整機效率、生物質殘余物平均能源折算系數、生物質平均谷草比系數、生物質殘余物能源利用可獲得系數、建設成本、燃料成本、運維成本等。同時可自動根據公司計算得出每年最大可建設的電站功率作為評分準則。
（最大生物質電站功率=年供應量*1000*平均能源折算系數*谷草比系數*殘余物能源利用可獲得系數/ 3600/365/24）
7.設計區域內的5種用能建筑模型（底層住宅、交通樞紐、酒店、小高層、寫字樓），通過設置每個建筑模型的最大功率、制冷制熱能耗占比、每小時實際用電系數、日能耗時長，可以獲得區域內建筑每小時、每天、全年的耗電情況以及制冷制熱能耗需求；
8.可選擇全國任意地區（精確城市）、任意氣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度、光伏組件全年最高、最低工作溫度，并可以自動計算最大、最小電壓、最大開路電壓、最大直流電流等數據
9.可以自行比較同一模型不同規劃方案的優劣，通過比較傾角偏差、組件逆變器功率比、間距誤差、逆變器數量、生物質電站容量、淺層地熱容量、風力電站布局、外部電力輸入、外部電力波動、建設總成本等，可以對同一模型下的方案進行自動評分
10.命名：教師可以自行命名模型的名字
11.刪除：教師可以對模型進行刪除操作
6.2 方案
支持學生通過設置3D地圖上的各種能源搭配的方案來解答教師給出的學習任務，并給出相應的數據報表
1.在3d地圖上，根據模擬的每小時用能數據，合理布局"光伏發電""風力發電""生物質發電""淺層地熱設施"設置各種產能模塊的產能參數，滿足區域用能需求，以完成需求側區域能源規劃方案的設計；
2.使用光伏、風力、生物質、地熱4種新能源并結合外部電力輸入以進行能源供應模擬并能自動計算產能。
3.根據設施地區經緯度與氣候參數，通過選擇不同型號規格的逆變器與光伏組件，來完成光伏組件方陣的設計，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、組件間距設計、組串串并聯的數量等完成區域光伏電站設置
4.根據每小時的用電情況，實現戶式/小型分布式光伏電站的模擬設計，并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分布式電站與負載的合并運行情況
5.可設置不同容量大小的風機，模擬風力發電功率
6.根據模擬時段內的氣溫數據，判斷當日是否存在制冷制熱需求，并根據當日的冷熱程度模擬制冷制熱能耗情況。
7.模擬淺層地熱換熱能力與埋管面積的關系；同時學生根據模擬數據需要，設置生物質能建設所需面具，以滿足模擬建筑制冷制熱能耗需求；
8.學習生物質發電過程中，通過生物質能電站的一系列參數，強化學生對于生物質能轉化公式學習。（最大生物質電站功率=年供應量*1000*平均能源折算系數*谷草比系數*殘余物能源利用可獲得系數/ 3600/365/24）
9.模擬白天時段，光伏發電設施每小時發電數據，體現出白天每小時光伏發電量隨光照強度變化、夜晚光伏沒有發電的量的特點；
10.根據逆變器、光伏組件的價格，風機機組價格，地熱電站價格，生物質電站價格對所設計的多能互補方案的建設總成本自動統計
11.在初始化并部署完成后，展示整個區域能源狀態，并根據預設值進行計算和輸出，根據輸出結果形成各類報表。包括總數據和日數據；
12.能源數據報表中，通過模擬時間過程，以及設計好的方案，可以顯示各種能源的產能情況，包括：總產能、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。
13.根據用能模塊預設的用能參數，模擬計算出用能情況實時曲線與各類產能設施的產能占比，并同步圖表顯示，包括總能耗、一般能耗、制冷制熱能耗等，有助于學生進行相應能源的設計配比。
14.命名：學生可自行對設計方案進行命名或重命名
15.刪除：教師或學生可刪除方案
七、其他小工具
光伏陣列間距計算器：可通過計算器自動計算出最佳傾角下的方陣最佳間距。涵蓋了全國32個城市。可查詢的數據有：經緯度、不同光伏陣列傾角下的日平均輻射、年度總太陽輻射等。同時根據選擇的組件尺寸，根據傾角自動計算出方陣最佳間距。
