Dokumentacja techniczno

Dokumentacja techniczno-ruchowa
Modułów fotowoltaicznych – P1, P2, P5
Modułu turbin wiatrowych – P3
Modułu inwertera – P4
Modułu rozdzielnicy – R1
Modułu pomiarowego – R2
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
1. Informacje wstępne
Wszystkie urządzenia objęte niniejszą dokumentacją stanowią integralną całość i są konieczne do
prawidłowego działania systemu. Poszczególne urządzenie nie mogą być eksploatowane osobno. Moduły od P1
do P5 komunikują się wzajemnie za pośrednictwem magistrali CAN. Moduł P1 jest modułem głównym który
posiada dodatkowo interfejs RS232 służący do komunikacji systemu z urządzeniami zewnętrznymi.
System skonfigurowany jest tak aby po zaniku zasilania mógł sam włączyć się z zachowaniem właściwej sekwencji.
W pierwszej kolejności włączany jest moduł inwertera (P4), a następnie pozostałe moduły (P1, P2, P3, P5).
Moduły R1 i R2 są niezależne.
Rys. 1. Schemat blokowy układu elektrowni hybrydowej.
2
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
2. Charakterystyka modułów
Moduły fotowoltaiczne P1, P2, P5 - każdy z modułów zawiera dwa niezależne wejścia dla pojedynczych paneli
fotowoltaicznych o mocy 250W, co razem daje możliwość obsługi sześciu paneli PV. Napięcie z paneli
podwyższane jest za pomocą transformatora wysokiej częstotliwości, który zasila wspólny moduł inwertera (P4).
Każdą z przetwornic można niezależnie włączyć/wyłączyć oraz ustawić sposób sterowania (MPPT) za pomocą
odpowiednich komend wysłanych poprzez interfejs RS232.
Rys. 2. Schemat blokowy układu elektrowni hybrydowej.
Ogólna charakterystyka urządzeń wchodzących w skład modułu P1 oraz P2.
Moduł P1 oraz P2
Przetwornica DC/DC z transformatorem
wysokiej częstotliwości
Przetwornica DC/DC z transformatorem
wysokiej częstotliwości
Przetwornica DC/DC z transformatorem
wysokiej częstotliwości
Oznaczenie producenta
Moc znamionowa
AGH-P1-0514
2 x 250 W
AGH-P2-0514
2 x 250 W
AGH-P5-0514
2 x 250 W
3
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
Dane techniczne modułu P1
Parametr
j.m.
UAC
UDC IN
IDC IN
UDC OUT
IDC OUT
MPPT
V
V
A
V
A
-
Opis
Napięcie zasilania RMS
Napięcie wejściowe DC
Prąd wejściowy DC
Napięcie wyjściowe DC
Prąd wyjściowy DC
Ilość niezależnych kanałów MPPT
Wartość min
Wartość max
180
25
0
350
0
250
42
10
600
2
2
Interfejs komunikacyjny
Typ
Typ
RS232 (izolowany)
CAN (nieizolowany)
Dane modułu P2 – moduł zależny od P1
Parametr
j.m.
UAC
UDC IN
IDC IN
UDC OUT
IDC OUT
MPPT
V
V
A
V
A
-
Opis
Napięcie zasilania RMS
Napięcie wejściowe DC
Prąd wejściowy DC
Napięcie wyjściowe DC
Prąd wyjściowy DC
Ilość niezależnych kanałów MPPT
Wartość min
Wartość max
----- (*)
25
0
350
0
42
10
600
2
2
(*) - moduł P2 zasilany jest niskim napięciem poprzez moduł P1
Dane techniczne modułu P5
Parametr
j.m.
UAC
UDC IN
IDC IN
UDC OUT
IDC OUT
MPPT
V
V
A
V
A
-
Opis
Napięcie zasilania RMS
Napięcie wejściowe DC
Prąd wejściowy DC
Napięcie wyjściowe DC
Prąd wyjściowy DC
Ilość niezależnych kanałów MPPT
Wartość min
Wartość max
180
25
0
350
0
250
42
10
600
2
2
Interfejs komunikacyjny
Typ
CAN (nieizolowany)
4
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
Wyświetlacz
Moduł wyposażony jest w wyświetlacz alfanumeryczny na którym odczytać można bieżące napięcia
paneli PV w [V] oraz bieżące moce w [W]. Ostatnia kolumna informuje o stanie pracy przetwornicy
zgodnie z tabelą:
Wartość
0
1
2-255
Opis
Przetwornica wyłączona
Przetwornica włączona
Kod błędu
Ut1=31.5
U4 =31.4
U3 =38.5
U2 =38.6
p=
p=
p=
p=
132
128
135
126
1
1
1
1
Rys. 3. Przykładowy ekran modułu P1
Moduły turbin wiatrowych P3 - moduł zawiera dwie niezależne przetwornice napięcia dla turbin wiatrowych
oraz zewnętrzny akumulator pracujący w trybie buforowym. Turbiny wiatrowe ładują akumulator do napięcia
Umax (domyślnie 13.8V). Jeśli napięcie na akumulatorze przekroczy wartość Umin (domyślnie 13.6V) energia z
akumulatora zostanie przesłana do modułu inwertera (P4). Włączenie/wyłączenia poszczególnych przetwornic
(WND1, WND2, ACCU) oraz ustalanie napięć progowych Umin oraz Umax realizowane jest poprzez interfejs
RS232.
Rys. 4. Schemat blokowy układu elektrowni hybrydowej.
5
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
Ogólna charakterystyka urządzeń wchodzących w skład modułu P3.
Moduł P3
Oznaczenie producenta
Moc znamionowa
Przetwornica AC/DC (turbina HAWT)
350 W
Przetwornica AC/DC (turbina VAWT)
350 W
AGH-P3-0514
Przetwornica DC/DC (akumulator)
250 W
Dane techniczne modułu P3
Parametr
j.m.
UAC
UAC IN
IAC IN
RT1
UDC
IDC
UDC OUT
IDC OUT
V
V
A
Ω
V
A
V
A
Opis
Wartość min
Wartość max
180
0
0
250
35
10
Napięcie zasilania RMS
Napięcie wejściowe turbin RMS
Prąd wejściowy turbin RMS
Rezystor hamujący dla Turbiny 1
Napięcie akumulatora DC
Prąd akumulatora DC
Napięcie wyjściowe DC
Prąd wyjściowy DC
2.2
10.5
-25
350
0
14,4
25
600
2
Interfejs komunikacyjny
Typ
CAN (nieizolowany)
Wyświetlacz
Moduł wyposażony jest w wyświetlacz alfanumeryczny na którym odczytać można bieżące moce
turbin wiatrowych, napięcie akumulatora oraz ustawione napięcie progowe Up po przekroczeniu
którego przetwornica zaczyna przesyłać energię z akumulatora do inwertera.
Symbol
Opis
Turbina 1
Turbina 2
Akumulator
Akumulator Up
----e1-255
Moc turbiny o poziomej osi obrotu - HAWT
Moc turbiny o pionowej osi obrotu - VAWT
Napięcie akumulatora
Napięcie progowe UMIN
Przetwornica wyłączona
Kod błędu
Turbina1
Turbina2
akumulator
akumulator
P:
P:
U:
Up:
--------12.5V
-----
Turbina1
Turbina2
akumulator
akumulator
P:
123W
P:
95W
U: 13.4V
Up: 13.6V
Rys. 5. Przykładowy ekran modułu P3
6
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
Pomiary dla turbiny wiatrowej HAWT
Turbina 1
Lp
1 Czerwony – Czarny
2 Żółty – Czarny
3 Żółty – Czerwony
L - mię
1,2mH
1,04mH
1,15mH
R [Ohm]
1,43
1,27
1,37
Liczba par biegunów – p=5
n = 60f/p = 96,36 rpm
ku = 3Vp/100rpm
7
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
Pomiary dla turbiny wiatrowej VAWT
Turbina 2
Lp
1 Czerwony – Niebieski
2 Czerwony – Zielony
3 Zielony – Niebiski
L dla 3 położeń wirnika
9,68mH (10,03) (9,37)
9,97mH (9,29) (9,68)
9,35mH (9,71) (10,0)
R [Ohm]
5,5
5,66
5,38
Liczba par biegunów – p=12
n = 60f/p = 78,4 rpm
ku = 19,38Vp/100rpm
8
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
Moduł inwertera P4 - moduł zawiera dwa niezależne inwertery. Jeden pracuje w systemie „on-grid”, drugi „offgrid”. Inwertery zasilane są ze wspólnej szyny DC. Inwerter „off-grid” pracuje w trybie GAPS (Grid Assisted Power
Station) tzn. gdy brakuje energii ze źródeł odnawialnych (PV + Akumulator) niedobór pobierany jest z sieci przez
inwerter sieciowy („on-grid”). Jeśli natomiast Inwerter wyspowy („off-grid”) jest wyłączony lub odbiorniki nim
zasilane są mniejszej mocy niż aktualna moc źródeł odnawialnych, nadwyżka energii zwracana jest do sieci poprze
inwerter sieciowy („on-grid”).
Rys. 6. Schemat blokowy układu elektrowni hybrydowej.
Tab. Ogólna charakterystyka inwertera podwójnego.
Moduł P4
Inwerter wyspowy (GAPS)
Prostownik aktywny (ON-GRID)
Oznaczenie producenta
AGH-P4-0514
Moc znamionowa
2,3 kVA
2,3 kVA
9
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
Tab. Dane techniczne modułu P4
Parametr
j.m.
Inwerter „on-grid”
UAC
V
IRMS
A
f
Hz
cosϕ
Inwerter „off-grid”
UDC
V
UAC
V
IRMS
A
f
Hz
Wartość
min
Opis
Wartość
max
Wartość
typowa
Napięcie zasilania RMS
Prąd inwertera
Częstotliwość napięcia zasilania
Współczynnik mocy
180
250
230
-10
10
49
51
50
bliski jedności (> 0,98)
Napięcie wejściowe inwertera
Napięcie wyjściowe RMS
Prąd wyjściowy inwertera
Częstotliwość napięcia wyjściowego
350
--0
---
600
--10
---
350
230
50
Wyświetlacz
Moduł wyposażony jest w wyświetlacz alfanumeryczny na którym odczytać można bieżące napięcia
oraz moce przetwarzane przez inwertery. Pierwsze dnie linie odnoszą się do inwertera sieciowego
(„on-grid”), drugie dwie linie odnoszą się do inwertera wyspowego („off-grid”)
Symbol
Nap. Sieci
Moc z sieci
Nap. Wyjsc.
Moc Wyjsc.
-----
Opis
Napięcie sieci zasilającej
Moc pobierana lub oddawana przez inwerter
Wartość ze znakiem „-” oznacza pobór energii z sieci
(moc potrzebna do zasilania inwertera wyspowego)
Wartość dodatnia oznacza zwrot energii do sieci
Napięcie wyjściowe inwertera wyspowego („off-grid”)
Moc wyjściowa inwertera wyspowego („off-grid”)
Inwerter wyłączony
Nap. sieci
moc z sieci
nap. Wyjsc.
moc wyjsc.
:
:
:
:
230V
610VA
---------
Rys. 7. Przykładowy ekran modułu P3
10
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
PROGRAMOWANIE
Polecenia i komunikaty. Ramka wychodząca
Prędkość transmisji danych: 115,200 kbps
Parzystość – even
2 bity stopu
8 bitów danych
Zmienne typu FLOAT (4 bajty, little-endian)
RES=RESERVED (4 bajty)
STATUS  zmienna typu UNIT32
Polecenia i komunikaty – ramka wychodząca
Start (4 bajty)
0x11 0x22 0x33 0x44
Solar PVT1
Float (4b)
Solar PVT1
Float (4b)
Solar PVT1
Float (4b)
Solar PVT2
Float (4b)
Solar PVT1
Uint32 (4b)
UIN
IIN
Power
UIN
STATUS
Solar PV4
Float (4b)
Solar PV4
Float (4b)
Solar PV4
Float (4b)
Solar PVT2
Float (4b)
Solar PV4
Uint32 (4b)
UIN
IIN
Power
IIN
STATUS
Solar PV3
Float (4b)
Solar PV3
Float (4b)
Solar PV3
Float (4b)
Solar PVT2
Float (4b)
Solar PV3
Uint32 (4b)
UIN
IIN
Power
Power
STATUS
Solar PV2
Float (4b)
Solar PV2
Float (4b)
Solar PV2
Float (4b)
Solar PV1
Float (4b)
Solar PV2
Uint32 (4b)
UIN
IIN
Power
UIN
STATUS
WIND 1
Float (4b)
WIND 1
Float (4b)
WIND 1
Float (4b)
Solar PV1
Float (4b)
WIND 1
Uint32 (4b)
UIN
IIN
Power
IIN
STATUS
WIND 2
Float (4b)
WIND 2
Float (4b)
WIND 2
Float (4b)
Solar PV1
Float (4b)
WIND 2
Uint32 (4b)
UIN
IIN
Power
Power
STATUS
ACCU
Float (4b)
ACCU
Float (4b)
ACCU
Float (4b)
ACCU
Float (4b)
ACCU
Uint32 (4b)
UIN
IIN
Power
PowerREF
STATUS
Inv. On-Grid
Float (4b)
Inv. On-Grid
Float (4b)
Inv. On-Grid
Float (4b)
Solar PVT2
Float (4b)
Inv. On-Grid
Uint32 (4b)
11
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
URMS
IRMS
Power
Temperatura
STATUS
Inv. On-Grid
Float (4b)
Inv. On-Grid
Float (4b)
Inv. On-Grid
Float (4b)
Inv. On-Grid
Float (4b)
Solar PVT2
Uint32 (4b)
UDCLPF
IDC
IDCREF
UDC
STATUS
Inv. Off-Grid
Float (4b)
Inv. Off-Grid
Float (4b)
Inv. Off-Grid
Float (4b)
Solar PV1
Float (4b)
Inv. Off-Grid
Uint32 (4b)
URMS
IRMS
Power
Temperatura
STATUS
PVT1 & PV4
Float (4b)
PV3 & PV2
Float (4b)
Inv. On-Grid
Float (4b)
WIND & ACCU
Float (4b)
Solar PV1
Uint32 (4b)
TSOLAR T1&4
TSOLAR 3&2
TINV R&F
TWIND&ACCU
STATUS
ACCU
Float (4b)
ACCU
Float (4b)
WIND1
(4b)
WIND2
(4b)
Suma kontrolna
CRC32 (4b)
UMAX
UMIN
Res
Res
Wielomian:
0x04C11DB7
Indeks oznaczeń zawartych w ramce wychodzącej
Oznaczenie
UIN
IIN
PIN
VACCV
I
P
PREF
UABRMS
IARMS
UOUTRMS
IOUTRMS
TSOLAR T1&4
TSOLAR 3&2
TINV R&F
TWIND&ACCU
UMAX
UMIN
RES
STATUS
Opis
Napięcie wejściowe
Prąd wejściowy
Moc wejściowa
Napięcie
Prąd
Moc
Maksymalna moc rozładowania akumulatora
Napięcie wyjściowe
Prąd wyjściowy
Napięcie wyjściowe RMS
Prąd wyjściowy RMS
Temperatura kontrolera PVT1 i PV4
Temperatura kontrolera PV3 i PV2
Temperatura inwertera
Temperatura kontrolera turbiny
Napięcie maksymalne
Napięcie minimalne
Zarezerwowany
Status urządzenia
12
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
Polecenia i komunikaty. Ramka przychodząca
Polecenia i komunikaty – ramka przychodząca
4 bajty
4 bajty
ID urządzenia
Komenda
Indeks oznaczeń zawartych w ramce przychodzącej
Oznaczenie
ID urządzeń:
SOL1
SOL2
SOL3
SOL4
SOL5
SOL6
INVR
INVF
ACCU
WND1
WND2
Komendy:
AUTO
STOP
REST
Komendy bonusowe:
Uref
UthHIGH
UthLOW
Opis w ASCI
0x314C4F53
0x324C4F53
0x334C4F53
0x344C4F53
0x354C4F53
0x364C4F53
0x52564E49
0x46564E49
0x55434341
0x31444E57
0x32444E57
PVT2
PV4
PV3
PV2
PVT1
PV1
0x4F545541
0x504F5453
0x54534552
START
0x00000055
0x00000048
0x0000004C
U MIN
U MAX
Przykład:
1) Uruchomienie przetwornicy SOLAR1 z MPPT:
- w ASCI: SOL1AUTO
- w HEX: 0x53 0x4F 0x4C 0x31 0x41 0x55 0x54 0x4F
2) Wyłączenie przetwornicy SOLAR1:
- w ASCI: SOL1STOP
- w HEX: 0x53 0x4F 0x4C 0x31 0x53 0x54 0x4F 0x50
3) Uruchomienie przetwornicy SOLAR1 bez MPPT (UIN = 31 V):
- w ASCI: SOL1U31
- w HEX: 0x53 0x4F 0x4C 0x31 0x55 0x30 0x33 0x31
13
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
Moduł rozdzielnicy R1 - moduł zawiera urządzenia elektroinstalacyjne niezbędne do obsługi instalacji. W skład
modułu wchodzą m.in. ochronniki przeciwprzepięciowe, rozłączniki izolacyjne, zabezpieczenia nadprądowe oraz
zasilacz 24V DC do układów „Solar-Tracker”.
14
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl
Dokumentacja Techniczno-Ruchowa
Systemu elektrowni hybrydowej
Wersja 2.0
Moduł pomiarowy R2 - moduł zawiera ochronniki przeciwprzepięciowe dla linii sygnałowych. W skład modułu
wchodzi pięć dwukanałowych ochronników LB-341.
Oznaczenia przewodów sygnałowych
Przetworniki połączone są czterema przewodami 10-cio żyłowymi
Kabel
Puszka dachowa
S1 / PV-1-2-3-4
P1-PT100
S2
P2-PT100
S3
P2-PT100
S4 / PVT-1-2
P3A-PT100
P3B-PT100
Kolor żyły
Brązowy
Czerwony
Niebieski
Żółty
Fioletowy
Brązowy
Czerwony
Niebieski
Żółty
Fioletowy
Brązowy
Czerwony
Niebieski
Żółty
Fioletowy
Brązowy
Czerwony
Niebieski
Żółty
Fioletowy
Opis
Czujnik temperatury PT100-PV1
Czujnik temperatury PT100-PV2
Czujnik temperatury PT100-PV3
Czujnik temperatury PT100-PV4
Rezerwa
Czujnik temperatury PT100-PVR1 (Panel referencyjny)
Czujnik temperatury PT100-PVR2 (Panel referencyjny)
Czujnik temperatury PT100-PVR3 (Panel referencyjny)
Czujnik temperatury PT100-PVR4 (Panel referencyjny)
Rezerwa
Przetwornik napięcia PU-PVR1 (Panel referencyjny)
Przetwornik napięcia PU-PVR1 (Panel referencyjny)
Przetwornik napięcia PU-PVR1 (Panel referencyjny)
Przetwornik napięcia PU-PVR1 (Panel referencyjny)
Rezerwa
Czujnik temperatury PT100-PVT1 (Solar-Tracker OX)
Czujnik temperatury PT100-PVT2 (Solar-Tracker OXY)
Rezerwa
Rezerwa
Rezerwa
15
LDE Polska Sp. z o.o.
ul. Tukana 9B, 02-843 Warszawa
www.lde.com.pl