光伏系統(tǒng)的數(shù)據(jù)仿真和管理

【摘要】：在對能源需求越來越大的今天,生活中對于能源的探索也越來越多樣化,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,相繼出現(xiàn)的能源從煤、石油、天然氣一直到近年來的技術(shù)條件才剛剛能夠加以利用的核能、太陽能、頁巖氣技術(shù)等,無不深刻地說明一個(gè)問題,在環(huán)境中的資源日益枯竭的今天,新能源相關(guān)學(xué)科是很有必要大力發(fā)展的一門交叉學(xué)科,值得我們從各種方面來分析和研究。 目前對于光伏系統(tǒng)的模擬,一般有兩種模式,宏觀方面就是建立基于電站或者實(shí)際的光伏陣列進(jìn)行的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng),可以對真實(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)地記錄；微觀方面是單純在計(jì)算機(jī)上或者在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,單獨(dú)對某個(gè)組件進(jìn)行仿真,在實(shí)驗(yàn)室中對組件的性能和控制策略進(jìn)行優(yōu)化。但在這些現(xiàn)有的模擬系統(tǒng)中,沒有一款可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和地理?xiàng)l件模擬大規(guī)模光伏組件工作狀態(tài)的光伏系統(tǒng)的仿真和信息管理系統(tǒng),各種對真實(shí)的系統(tǒng)的仿真是為了提高組件的性能設(shè)置和提高光電轉(zhuǎn)換效率,并沒有針對各種光伏組件的參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫建模和整理分析的工具。 本文從獨(dú)立光伏發(fā)電技術(shù)的角度出發(fā),利用較為先進(jìn)的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言C#,并結(jié)合仿真建模工具M(jìn)ATLAB開發(fā)出一款可以進(jìn)行仿真建模的光伏仿真和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),進(jìn)行光伏系統(tǒng)的運(yùn)行模擬,并可以根據(jù)不同的地理?xiàng)l件和環(huán)境條件,不同的光伏組件的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和設(shè)置。并對生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和各種統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的分析和計(jì)算,有助于了解采用光伏系統(tǒng)之后,構(gòu)建實(shí)物仿真的必要性,并模擬各種極端天氣情況。該系統(tǒng)由于采用了可以設(shè)置變量的程序界面,所以可以用于大規(guī)模光伏系統(tǒng)搭建前的一個(gè)軟件模擬,可以從中計(jì)算出所需要的參數(shù),從而在大型光伏系統(tǒng)搭建之前,通過參數(shù)的模擬結(jié)果提供有效的建議,對于同時(shí)該系統(tǒng)也可以作為監(jiān)控軟件使用,該系統(tǒng)也可以提供數(shù)據(jù)的輸出和保存,方便數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。 本系統(tǒng)對各種功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),使得每個(gè)模塊都可以獨(dú)立地進(jìn)行工作和調(diào)試；對于數(shù)據(jù)庫的分析和建模也是本系統(tǒng)區(qū)別于其他光伏系統(tǒng)的特點(diǎn)之一,采用Visio對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了從需求到概念設(shè)計(jì),完整地記錄和描述了光伏組件發(fā)電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)中的各種參數(shù)。同時(shí)也采用大型軟件常用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Oracle對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種常用操作。本軟件系統(tǒng)除了可以用作仿真系統(tǒng)之外,還對軟件設(shè)置了串口通信的接口,方便進(jìn)行二次開發(fā),基于該系統(tǒng)的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),要比普通的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理功能更豐富,可儲(chǔ)存的變量和參數(shù)的數(shù)量也較多。 【關(guān)鍵詞】：光伏系統(tǒng) 模擬 仿真 C#
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP311.52;TM615
【目錄】：

• 中文摘要10-12
• Abstract12-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 課題背景和研究意義14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)16-17
• 1.4 本論文的章節(jié)安排17-20
• 第二章 系統(tǒng)的需求分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-26
• 2.1 仿真原理的介紹20-22
• 2.1.1 光伏電池的理論數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.2 模擬系統(tǒng)的需求分析22-25
• 2.3 本章小節(jié)25-26
• 第三章 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)26-38
• 3.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述26
• 3.2 數(shù)據(jù)庫的需求分析26-28
• 3.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的邏輯和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-32
• 3.4 數(shù)據(jù)庫的生成過程32-34
• 3.5 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)實(shí)例34-36
• 3.6 本章小節(jié)36-38
• 第四章 仿真系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)38-57
• 4.1 開發(fā)環(huán)境概述38
• 4.2 仿真中各個(gè)模塊的具體底層設(shè)計(jì)38-55
• 4.2.1 參數(shù)設(shè)置模塊的設(shè)計(jì)38-41
• 4.2.2 實(shí)時(shí)運(yùn)行模塊的設(shè)計(jì)41-46
• 4.2.3 歷史數(shù)據(jù)模塊的設(shè)計(jì)46-47
• 4.2.4 統(tǒng)計(jì)分析模塊的設(shè)計(jì)47-49
• 4.2.5 數(shù)據(jù)預(yù)測模塊的設(shè)計(jì)49-52
• 4.2.6 異常提醒模塊的設(shè)計(jì)52-53
• 4.2.7 其他模塊的設(shè)計(jì)53-55
• 4.3 本章小節(jié)55-57
• 第五章 仿真系統(tǒng)的功能模塊實(shí)現(xiàn)57-71
• 5.1 仿真系統(tǒng)中各種模塊的具體實(shí)現(xiàn)57-63
• 5.1.1 參數(shù)設(shè)計(jì)模塊的實(shí)現(xiàn)58
• 5.1.2 實(shí)時(shí)運(yùn)行模塊的實(shí)現(xiàn)58-59
• 5.1.3 歷史記錄模塊的實(shí)現(xiàn)59-60
• 5.1.4 統(tǒng)計(jì)分析模塊的實(shí)現(xiàn)60-61
• 5.1.5 異常提醒模塊的實(shí)現(xiàn)61
• 5.1.6 其他模塊的實(shí)現(xiàn)61-63
• 5.2 仿真結(jié)果及分析63-65
• 5.2.1 仿真數(shù)據(jù)的來源63-64
• 5.2.2 仿真算例64-65
• 5.3 系統(tǒng)的調(diào)試、發(fā)布與安裝65-69
• 5.3.1 系統(tǒng)的調(diào)試65-67
• 5.3.2 系統(tǒng)的發(fā)布與安裝67-69
• 5.4 本草小節(jié)69-71
• 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表79

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