基于MODBUS協(xié)議的光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)軟件研究

【摘要】：太陽能是資源最豐富的可再生能源,而光伏發(fā)電技術(shù)的誕生為太陽能的利用提供了一個廣闊的舞臺。與核電,火電等相比,光伏發(fā)電具有地點偏遠,分布分散等缺點。目前光伏監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍不廣,且智能化程度不高,一般都是現(xiàn)場顯示和控制,不能進行遠程監(jiān)控,信息的集中化處理和能源的高效調(diào)度。建立高質(zhì)量的監(jiān)控系統(tǒng)對于光伏發(fā)電系統(tǒng)有著特別重要的價值。 綜合前人的研究成果和技術(shù)的發(fā)展趨勢,設(shè)計了可對光伏逆變器進行現(xiàn)場和遠程監(jiān)控的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有三層體系結(jié)構(gòu),即逆變器監(jiān)控層,工控機監(jiān)控層和中控機遠程監(jiān)控層。其中逆變器監(jiān)控層采用了TMS320F2812DSP作為處理器,設(shè)計和實現(xiàn)了LCD顯示模塊,按鍵控制模塊和串口通信模塊；工控機監(jiān)控層對-個機柜內(nèi)的若干臺逆變器運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控；中控機遠程監(jiān)控層實現(xiàn)對各子站(工控機)的遠程控制。工控機和中控機實現(xiàn)光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)的上位機功能,主要包括數(shù)據(jù)通信,界面顯示控制和數(shù)據(jù)存儲三大功能模塊。整個監(jiān)控系統(tǒng)基于Modbus協(xié)議進行通信,逆變器和工控機之間采用MODBUS/RTU通信協(xié)議,而在工控機和中控機之間采用MODBUS/TCP通信協(xié)議。 將上述設(shè)計構(gòu)架進行了具體的軟件實現(xiàn),在實驗樣機平臺上進行了詳細的實驗測試,結(jié)果表明該監(jiān)控系統(tǒng)具有很強的實用性和可靠性。并應(yīng)用于3KW,5KW光伏并網(wǎng)逆變器,已在現(xiàn)場成功運行1年。 【關(guān)鍵詞】：光伏逆變器 監(jiān)控系統(tǒng) MODBUS 多線程通信
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM464;TP277
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 引言10-12
• 1.2 光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 論文的研究目標及內(nèi)容14-16
• 第二章 光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計16-26
• 2.1 監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能16
• 2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2.1 改造前光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2.2 改造后光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)17-18
• 2.3 系統(tǒng)通信協(xié)議設(shè)計18-23
• 2.3.1 MODBUS通訊協(xié)議的優(yōu)勢19
• 2.3.2 MODBUS通信原理19-21
• 2.3.3 MODBUS協(xié)議的傳輸方式21-23
• 2.4 軟硬件平臺的構(gòu)筑23-25
• 2.4.1 監(jiān)控系統(tǒng)硬件23-24
• 2.4.2 監(jiān)控系統(tǒng)軟件24-25
• 2.5 小結(jié)25-26
• 第三章 光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)下位機軟件實現(xiàn)26-39
• 3.1 下位機總體設(shè)計26-27
• 3.2 下位機監(jiān)測子站功能劃分27
• 3.3 下位機編程語言的選擇27-28
• 3.4 LCD-按鍵顯示控制模塊設(shè)計28-31
• 3.5 串口數(shù)據(jù)通信模塊設(shè)計31-38
• 3.5.1 串行通信的工作方式31-32
• 3.5.2 串口數(shù)據(jù)通信協(xié)議設(shè)計32-36
• 3.5.3 串口通信模塊的軟件實現(xiàn)36-38
• 3.6 小結(jié)38-39
• 第四章 光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)上位機軟件實現(xiàn)39-62
• 4.1 上位機監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求分析39-40
• 4.1.1 工控機功能39
• 4.1.2 中控機功能39-40
• 4.2 上位機系統(tǒng)總體構(gòu)架設(shè)計40-41
• 4.2.1 系統(tǒng)開發(fā)流程40-41
• 4.2.2 上位機監(jiān)控系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)設(shè)計41
• 4.2.3 上位機編程語言的選擇41
• 4.3 多線程通信模塊的設(shè)計41-51
• 4.3.1 工控機通信模塊的實現(xiàn)42-48
• 4.3.2 中控機通信模塊的實現(xiàn)48-51
• 4.4 界面顯示控制功能實現(xiàn)51-57
• 4.4.1 中控機界面模塊設(shè)計51-53
• 4.4.2 工控機界面模塊設(shè)計53-57
• 4.5 數(shù)據(jù)庫存儲模塊57-61
• 4.5.1 ADO簡介57-58
• 4.5.2 VC中使用ADO數(shù)據(jù)庫編程的開發(fā)步驟58
• 4.5.3 數(shù)據(jù)庫的選擇和設(shè)計58-59
• 4.5.4 上位機監(jiān)控數(shù)據(jù)的存儲和查詢實現(xiàn)59-61
• 4.6 小結(jié)61-62
• 第五章 調(diào)試與運行62-74
• 5.1 下位機監(jiān)控系統(tǒng)測試63-66
• 5.1.1 LCD-按鍵顯示模塊測試64
• 5.1.2 串口通信模塊測試64-66
• 5.2 工控機監(jiān)控系統(tǒng)測試66-70
• 5.2.1 工控機與逆變器串口通信功能測試67
• 5.2.2 界面顯示控制功能測試67-69
• 5.2.3 數(shù)據(jù)庫存儲功能模塊測試69-70
• 5.3 中控機監(jiān)控系統(tǒng)測試70-73
• 5.3.1 C/S模式網(wǎng)口通信模塊測試70-71
• 5.3.2 中控機端界面顯示和控制功能測試71-73
• 5.3.3 數(shù)據(jù)存儲功能測試73
• 5.4 小結(jié)73-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-79
• 攻碩期間取得的研究成果79

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