電力載波在光伏微逆變器分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

【摘要】：光伏微逆變器分布式發(fā)電系統(tǒng)中單臺微逆變器的工作異常可能對整個分布式發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，降低整體發(fā)電效率；并且當(dāng)微逆變器發(fā)生故障時，希望能快速定位到該微逆變器，進行故障排除。因此，設(shè)計光伏微逆變器分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控每臺光伏微逆變器的工作參數(shù)和整個光伏微逆變器分布式發(fā)電系統(tǒng)的整體運行參數(shù)，以便防止、查找和分析發(fā)電系統(tǒng)中的故障，這對光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展和電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定具有重要意義。 本文分析了光伏微逆變器分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀；研究了光伏微逆變器分布式發(fā)電系統(tǒng)的特點；提出了集電力線載波通信系統(tǒng)、能源管理單元中轉(zhuǎn)站和上位機監(jiān)控平臺一體的監(jiān)控系統(tǒng)方案。 研究了電力線載波通信方式的原理，分析比較了各種載波調(diào)制方式的優(yōu)缺點，選擇基于FSK+DSSS調(diào)制的電力線載波模塊，并針對此模塊設(shè)計了相應(yīng)的耦合電路。 提出了能源管理單元EMU的設(shè)計方案，并對關(guān)鍵元件的參數(shù)進行設(shè)計和選型。通過能源管理單元進行分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，并實現(xiàn)光伏微逆變器分布式發(fā)電系統(tǒng)與上位機的數(shù)據(jù)傳輸。 開發(fā)了基于.NET平臺、C#語言的PC上位機監(jiān)控平臺，設(shè)計了良好的人機操作界面，方面用戶查看和操作；建立了全面的歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，有利于系統(tǒng)故障的分析和科學(xué)研究，也為以后系統(tǒng)的改進和優(yōu)化提供了有價值的參考數(shù)據(jù)。 建立了光伏微逆變器分布式發(fā)電模擬系統(tǒng)、能源管理單元和PC上位機監(jiān)控系統(tǒng)的測試平臺。對電力線載波通信模塊和能源管理單元的信號傳輸可靠性和實時性、上位機功能進行了測試。試驗表明：研制的能源管理單元與電力線載波模塊傳輸質(zhì)量良好，上位機能實時監(jiān)控光伏微逆變器分布式發(fā)電系統(tǒng)的整體運行參數(shù)和每臺微逆變器的工作參數(shù)，并生成報表，建立歷史數(shù)據(jù)庫。 【關(guān)鍵詞】：光伏微逆變器 分布式發(fā)電系統(tǒng) 電力線載波通信 監(jiān)控系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM464;TP277
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 光伏微逆變器分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的國內(nèi)外研究概況12-14
• 1.2.1 國外的研究概況12-13
• 1.2.2 國內(nèi)的研究概況13-14
• 1.3 光伏微逆變器分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題14-15
• 1.4 本課題研究的目的和意義15-16
• 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容16-17
• 第二章 基于電力線載波通信的分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)17-30
• 2.1 分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)通信方式17-21
• 2.1.1 有線通信方式18-19
• 2.1.2 無線通信方式19-21
• 2.2 電力線載波通信技術(shù)21-29
• 2.2.1 電力線載波通信技術(shù)的原理21-23
• 2.2.2 電力線載波通信中的調(diào)制方式23-27
• 2.2.3 電力線載波通信技術(shù)的可行性及優(yōu)勢27-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 光伏微逆變器分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)總體方案研究30-40
• 3.1 光伏微逆變器分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)30-34
• 3.1.1 太陽能電池特性31-32
• 3.1.2 光伏微逆變器電路拓撲及控制32-34
• 3.1.3 能源管理單元 (EMU)34
• 3.1.4 用戶端負載和雙向電能表34
• 3.2 監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求34-35
• 3.3 監(jiān)控參數(shù)35-37
• 3.3.1 發(fā)電系統(tǒng)整體運行參數(shù)35-36
• 3.3.2 微逆變器的運行參數(shù)36-37
• 3.4 光伏微逆變器分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 電力線通信系統(tǒng)設(shè)計40-59
• 4.1 電力線載波通信（PLC）模塊研究40-51
• 4.1.1 PLC 模塊設(shè)計40-41
• 4.1.2 電力線載波通信模塊選擇41-42
• 4.1.3 信號耦合電路設(shè)計42-45
• 4.1.4 信號發(fā)送電路45-46
• 4.1.5 信號接收電路46-51
• 4.2 能源管理單元(EMU)51-58
• 4.2.1 能源管理單元(EMU)方案52-55
• 4.2.2 能源管理單元硬件設(shè)計55-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第五章 分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)軟件開發(fā)59-70
• 5.1 電力線通信系統(tǒng)通信協(xié)議59-62
• 5.1.1 電力線載波數(shù)據(jù)通信協(xié)議59-60
• 5.1.2 載波通信軟件設(shè)計60-62
• 5.2 能源管理單元模塊與上位機通信軟件62-63
• 5.3 能源管理單元系統(tǒng)軟件設(shè)計63-65
• 5.3.1 EMU 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計63-64
• 5.3.2 EMU 系統(tǒng)主程序64
• 5.3.3 并網(wǎng)電流和電網(wǎng)電壓采樣子程序64-65
• 5.4 監(jiān)控系統(tǒng)上位機軟件實現(xiàn)65-69
• 5.4.1 上位機系統(tǒng)總體框架設(shè)計66
• 5.4.2 監(jiān)控系統(tǒng)界面功能模塊設(shè)計66-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第六章 分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的測試與分析70-79
• 6.1 電力線載波通信模塊與能源管理單元測試70-73
• 6.1.1 信號傳輸?shù)目煽啃詼y試70-72
• 6.1.2 信號傳輸?shù)膶崟r性測試72-73
• 6.2 光伏微逆變器分布式發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)測試73-78
• 6.2.1 實驗測試平臺73-74
• 6.2.2 上位機功能測試74-78
• 6.3 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-81
• 一、工作總結(jié)及主要成果79
• 二、工作展望79-81
• 參考文獻81-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-86
• 致謝86-87
• 附件87

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