一、项目简介
1. 整体系统概述
风光储氢碳协同综合能源系统采用源-网-荷-储-氢-碳-控全闭环架构，融合风电、光伏、多元储能、氢能转化、冷热联供、碳捕集利用与智能调度技术，可实现电、热、冷、氢、碳多能耦合梯级利用。系统以清洁能源优先消纳为核心，搭配储能、氢能实现新能源波动平抑，结合碳管理单元构建低碳运行闭环，适用于零碳园区、工业园区、校园能源站及科研示范场景。

2. 10kW实验平台核心定位
本平台为10kW级轻量化实验样机，不以实际园区大规模供能为目标，主打教学科研、设备样机验证、系统联调、控制策略实测四大用途。
1．系统负荷边界：额定总负荷10kW，其中连续电负荷68kW，可切换热负荷24kW、冷负荷23kW、制氢负荷13kW；
2．运行模式：支持经济优先、低碳优先、保供优先、实验自定义工况四种模式，可手动/自动切换；
3．安装形态：实验室移动样机或固定橇装平台，采用380V三相交流供电，预留上位机与云端通信接口；
4．覆盖链路：完整包含风光发电模拟、电储能、电解制氢、燃料电池回发电、冷热负荷模拟、碳监测及全域智能控制链路。
二、适配课程
本平台面向新能源科学与工程、电气工程及其自动化、能源与动力工程、自动化、环境工程等专业，同时可用于能源类职业技能实训，适配课程如下：
1．综合能源系统概论
2．光伏发电与风力发电技术
3．储能技术及电池管理系统应用
4．氢能制备、储存与燃料电池技术
5．热泵与制冷技术（冷热能源利用）
6．工业PLC自动化与电气控制
7．智能电网与能源优化调度
8．双碳技术、碳捕集与碳资产管理
9．能源系统能效分析与负荷匹配
10．工业电气安全与设备联锁保护
三、核心实验功能
平台依托模块化设计，可开展单设备实验、多能耦合实验、调度控制实验、安全测试及综合工况实验，覆盖基础教学与科研验证全场景：
（一）单模块基础实验
1．新能源发电实验：光伏MPPT追踪测试、风电波动特性模拟、风光联合出力特性实验；
2．电储能实验：磷酸铁锂电池充放电测试、SOC状态监测、PCS双向变流、储能削峰填谷、储能效率测试；
3．氢能链路实验：PEM电解槽制氢、氢气净化与稳压存储、燃料电池氢能回发电、电-氢能量转化效率测试；
4．冷热能源实验：空气源热泵制热性能、冷冻水机组制冷特性、蓄热/蓄冷缓冲、电转热/电转冷能效测试；
5．碳管理实验：CO₂浓度监测、模拟烟气碳捕集、碳排放量核算、碳资源化利用演示。
（二）多能耦合综合实验
1．富余新能源消纳实验：储能单独消纳、储能+制氢协同消纳两种策略对比测试；
2．电-热-冷-氢多负荷联动实验：多负荷同步运行下的能源分配、梯级利用验证；
3．电-氢-碳闭环耦合实验：制氢、碳捕集联动运行，验证低碳循环链路。
（三）智能调度与模式实验
1．双层控制逻辑实验：EMS日前规划、分钟级实时调度全流程测试；
2．多运行模式切换实验：经济、低碳、保供、自定义工况的切换响应与运行效果对比；
3．负荷阶跃扰动实验：模拟负荷突增/突降、新能源出力波动，测试系统自适应调节能力。
（四）安全与联锁实验
1．多级安全联锁验证：氢气泄漏、储氢超压、电池过温、电气短路等故障下的停机、报警、回路切断测试；
2．急停系统、声光报警、泄漏监测等安全设备功能校验。
（五）标准工况专项实验
平台预设4类经典实验工况，可重复开展标准化实验：日间富余工况、平衡运行工况、晚峰保供工况、低碳演示工况；同时支持富余新能源制氢与储能协同调度完整综合实验（含数据采集、曲线分析、能效与减碳测算）。

四、系统总体组成
平台严格遵循源-网-荷-储-氢-碳-控七大闭环架构，各模块独立运行且联动协同，具体组成及功能如下：

五、系统技术参数

表1 核心硬件关键参数

表2 软件与控制参数

表3 I/O点位配置参数

表4 安全联锁分级规则