基于ARM的光伏匯流監(jiān)測系統(tǒng)的研究

【摘要】：近年來，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)取得了飛速發(fā)展。光伏發(fā)電具有無污染、維護(hù)簡單、資源永不枯竭和資源分布廣泛等特點(diǎn)，然而在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，需要數(shù)量龐大的光伏電池組件通過串并組合后才能達(dá)到實(shí)際需要的電壓和電流，如何有效的監(jiān)測各個(gè)光伏發(fā)電陣列匯流的工作情況，是光伏發(fā)電系統(tǒng)必須解決的問題之一。 本文對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的電池組件以及電池陣列的組成進(jìn)行了分析與研究，以有效的監(jiān)測光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電池陣列匯流的工作情況為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際需求，研究基于ARM的光伏匯流監(jiān)測系統(tǒng)。 首先，通過對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)和嵌入式技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了討論，引出光伏發(fā)電系統(tǒng)中對(duì)光伏電池陣列匯流工作情況監(jiān)測的重要意義。通過實(shí)際給定參數(shù)分析了光伏電池組件的等效電路模型得出光伏電池組件的伏安特性，在此基礎(chǔ)上分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成以及光伏匯流的必要性，制定總體設(shè)計(jì)方案。 其次，本文分別對(duì)通信采集單元和匯流電流采集單元進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。通信采集單元的硬件設(shè)計(jì)是基于ARM內(nèi)核，軟件系統(tǒng)采用Linux多任務(wù)操作系統(tǒng)，并通過對(duì)進(jìn)程調(diào)度的研究、系統(tǒng)移植以及交叉開發(fā)平臺(tái)的建立，實(shí)現(xiàn)多線程應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)改善通信采集單元的響應(yīng)速度。通過系統(tǒng)需求分析，研究并設(shè)計(jì)光伏匯流采集單元，選擇合理的器件，實(shí)現(xiàn)匯流采集單元的硬件與軟件設(shè)計(jì)，并通過程序算法改進(jìn)匯流采集單元的靜態(tài)特性。 最后，根據(jù)實(shí)際工程需求，選擇通信方式并在各單元之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，建立Modbus通信協(xié)議，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，調(diào)試并實(shí)現(xiàn)匯流采集單元，通信采集單元以及計(jì)算機(jī)組成監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)光伏發(fā)電陣列的匯流支路電流和電壓等進(jìn)行監(jiān)測。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 匯流 進(jìn)程調(diào)度 監(jiān)測
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP274
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 論文研究背景及意義8-10
• 1.1.1 光伏發(fā)電技術(shù)8-9
• 1.1.2 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)9-10
• 1.2 論文章節(jié)安排10-11
• 1.3 本章小結(jié)11-12
• 2 光伏匯流監(jiān)測研究12-19
• 2.1 匯流原理及組件伏安特性12-16
• 2.1.1 光伏發(fā)電匯流原理12-13
• 2.1.2 光伏電池的伏安特性13-16
• 2.2 方案設(shè)計(jì)與研究內(nèi)容16-17
• 2.2.1 總體方案16
• 2.2.2 通信采集單元的研究16-17
• 2.2.3 匯流采集單元的研究17
• 2.3 開發(fā)工具與編程語言選擇17-18
• 2.3.1 Linux 開發(fā)工具17-18
• 2.3.2 編程語言說明18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 3 通信采集單元19-25
• 3.1 通信采集單元概述19
• 3.2 通信采集單元硬件平臺(tái)19-22
• 3.2.1 ARM 主芯片介紹19-20
• 3.2.2 通信采集單元硬件設(shè)計(jì)20-22
• 3.3 通信采集單元軟件平臺(tái)22-24
• 3.3.1 Linux 系統(tǒng)介紹及特點(diǎn)22
• 3.3.2 Linux 操作系統(tǒng)構(gòu)成22-23
• 3.3.3 Linux 系統(tǒng)文件結(jié)構(gòu)23-24
• 3.4 本章小結(jié)24-25
• 4 通信采集單元的實(shí)時(shí)性研究25-36
• 4.1 系統(tǒng)實(shí)時(shí)性25
• 4.2 進(jìn)程的相關(guān)概念25-27
• 4.2.1 進(jìn)程控制塊25-26
• 4.2.2 進(jìn)程狀態(tài)26
• 4.2.3 進(jìn)程切換26-27
• 4.3 進(jìn)程的調(diào)度策略27-28
• 4.4 進(jìn)程的調(diào)度28-33
• 4.4.1 進(jìn)程調(diào)度的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)28-29
• 4.4.2 優(yōu)先級(jí)的內(nèi)核表示29-30
• 4.4.3 優(yōu)先級(jí)計(jì)算過程30-32
• 4.4.4 進(jìn)程調(diào)度方式32-33
• 4.5 實(shí)時(shí)性測試33-35
• 4.5.1 線程函數(shù)介紹33-34
• 4.5.2 測試過程34-35
• 4.6 本章小結(jié)35-36
• 5 開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建及系統(tǒng)移植36-46
• 5.1 交叉開發(fā)模型36-37
• 5.2 交叉開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建37-39
• 5.2.1 主機(jī)上安裝 Linux 操作系統(tǒng)37
• 5.2.2 系統(tǒng)文件共享37-38
• 5.2.3 安裝交叉編譯工具38-39
• 5.3 引導(dǎo)程序的移植39-41
• 5.3.1 通用引導(dǎo)程序 U-Boot39-40
• 5.3.2 U-Boot 的移植40-41
• 5.4 內(nèi)核分析與移植41-44
• 5.4.1 內(nèi)核源碼結(jié)構(gòu)42-43
• 5.4.2 內(nèi)核移植43-44
• 5.5 根文件系統(tǒng)的建立與移植44-45
• 5.6 本章小結(jié)45-46
• 6 光伏匯流采集單元46-59
• 6.1 光伏匯流采集單元基本構(gòu)成46-47
• 6.2 電流傳感器的選擇47
• 6.3 匯流采集單元硬件設(shè)計(jì)47-51
• 6.3.1 電流采集電路47-48
• 6.3.2 電壓采集電路48-49
• 6.3.3 開關(guān)量采集電路49
• 6.3.4 通訊地址設(shè)置電路49-50
• 6.3.5 電源電路50
• 6.3.6 RS485 通信電路50-51
• 6.4 靜態(tài)特性理論51-53
• 6.5 最小二乘直線擬合53-55
• 6.5.1 最小二乘法原理53-54
• 6.5.2 最小二乘直線擬合54-55
• 6.6 匯流采集單元的校正55-58
• 6.6.1 校正流程55
• 6.6.2 校正過程55-58
• 6.7 本章小結(jié)58-59
• 7 系統(tǒng)應(yīng)用59-65
• 7.1 系統(tǒng)通信59-60
• 7.1.1 通信流程說明59
• 7.1.2 通信協(xié)議59-60
• 7.2 應(yīng)用程序60-63
• 7.2.1 光伏匯流電流采集程序60-61
• 7.2.2 通信采集單元通信程序61-62
• 7.2.3 上位機(jī)應(yīng)用程序62-63
• 7.3 系統(tǒng)測試63-64
• 7.4 本章小結(jié)64-65
• 8 總結(jié)與展望65-67
• 8.1 總結(jié)65
• 8.2 展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 附錄70-71

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)追蹤方法的改進(jìn)    溫嘉斌;劉密富;

霍爾電流傳感器的性能及應(yīng)用    魯光輝;

Linux2.4與Linux2.6內(nèi)核調(diào)度器的比較研究    葉超;郭立紅;鄒榮士;

改進(jìn)型RS485總線在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用    馮洪亮

基于P-N結(jié)的太陽能電池伏安特性的分析與模擬    任駒;郭文閣;鄭建邦;

Linux進(jìn)程調(diào)度算法分析    馮宇;左志宏;

最小二乘法原理及其簡單應(yīng)用    鄒樂強(qiáng);

淺談可再生能源的利用    陳惠君;

最小二乘法原理及其MATLAB實(shí)現(xiàn)    劉志平;石林英;

霍爾傳感器在直流電流檢測中的應(yīng)用    王瑞峰;米根鎖;

嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性的研究    林綱

嵌入式門禁系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    柯資穎

基于ARM的太陽能電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究    王靜;

基于LED技術(shù)的煤礦照明與安全監(jiān)控系統(tǒng)    丁明勇;李昔華;代曉紅;

智能樓宇門禁系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)    吳俊君;

嵌入式系統(tǒng)在遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用    劉振永;高恒志;

基于WinCE和GPRS的安防報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)    管鳳旭;徐冉;楊偉;

安全防范區(qū)域復(fù)合通訊模式研究    周虹宇;程乃偉;

實(shí)時(shí)內(nèi)核uC/OS-Ⅱ在S3C44B0X上移植的研究與實(shí)現(xiàn)    孟慶峰;

嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與教學(xué)應(yīng)用研究    馮先成;李寒;段文瀟;陳穎;

基于ARM7的嵌入式操作系統(tǒng)μc/OS-Ⅱ平臺(tái)的剖析與實(shí)現(xiàn)    陶保壯;

基于嵌入式系統(tǒng)的CAN總線汽車組合儀表的研究    張海清;陳永煌;朱暉;

μC/OS-Ⅱ在LPC2119微處理器上移植的研究和實(shí)現(xiàn)    陳花;馬學(xué)森;韓江洪;魏振春;

基于ARM9的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)    王芳;

基于最小二乘法的攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)非線性優(yōu)化    趙越;江南;

基于LPC2138的TFT觸摸屏人機(jī)交互模塊設(shè)計(jì)    王彪;

基于EP9312的銀稅類嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案    張聞捷;唐琎;欒柱曉;

一種基于uClinux的便攜式郵件接收器的設(shè)計(jì)    李衛(wèi)國;葛紉秋;

VIVI在S3C2410處理器上的應(yīng)用及啟動(dòng)流程分析    陳俊;呂恒;武穆清;

基于S3C2410與嵌入式Linux的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控    李冰;孫建平;

嵌入式GPS/DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    杜傳利;曾翠娟;

移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的數(shù)字PID混合控制    林書禹;謝存禧;張鐵;李琳;

基于ARM的雙絲脈沖MIG高速焊分布式控制系統(tǒng)的研究    張紅兵

列車控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性能分析及調(diào)度策略研究    聶曉波

大功率機(jī)車柴油機(jī)時(shí)間控制式燃油噴射控制系統(tǒng)研究    王蘇敬

基于GIS的泥石流預(yù)測預(yù)報(bào)    孟凡奇

太陽能級(jí)硅（SOG-Si）光伏電池中多孔硅吸雜工藝及其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法研究    張彩珍

三值光學(xué)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)之任務(wù)管理及其理論研究    王先超

復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量若干關(guān)鍵技術(shù)研究    龐繼紅

基于千兆以太網(wǎng)的光電經(jīng)緯儀分布式實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)的研究    張偉華

汽車四輪轉(zhuǎn)向的動(dòng)力學(xué)特性與混雜控制研究    喬宇

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的若干關(guān)鍵問題研究    陳晗斐

基于ARM的三相交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究    王立飛

基于嵌入式系統(tǒng)的CAN總線汽車組合儀表的研究    張海清

基于嵌入式技術(shù)的高精度程控直流電源的研究    張良清

基于ARM平臺(tái)分布式測控終端設(shè)計(jì)    宮明廣

基于ARM的礦用監(jiān)測分站    張磊

基于嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)的城市噪聲分布地圖    劉立輝

基于ARM和μC/OS-Ⅱ的數(shù)據(jù)采集器的研究與設(shè)計(jì)    朱凱

基于ARM9的機(jī)器人遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)研究    劉強(qiáng)

基于ARM的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器研究及應(yīng)用    葉智祥

基于嵌入式的聾啞人無障礙交互技術(shù)研究    高宏屹

多功能安防控制器中門禁子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    廖戈文;田翔;

再生能源系統(tǒng)中太陽能電池仿真器的研究    宋平崗

采用最大功率點(diǎn)跟蹤的光伏并網(wǎng)逆變器研究    王飛,余世杰,蘇建徽,沈玉梁

嵌入式Linux系統(tǒng)及其應(yīng)用前景    王卓 ,包杰

基于ARM-Linux的SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)    黃布毅 ,張曉華

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制    陳桂蘭,孫曉,李然

UML在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用    黃承安,張躍

Linux2.4與Linux2.6內(nèi)核調(diào)度器的比較研究    葉超;郭立紅;鄒榮士;

門禁控制系統(tǒng)安全性分析    洪衛(wèi)軍,于瑞華

門禁數(shù)字化的新體驗(yàn)    龐偉;

IMS Research首建光伏市場需求數(shù)據(jù)庫    章從福;

2009年7-9月國內(nèi)光伏新項(xiàng)目更新,《光伏國際》整理    

國外長波紅外焦平面列陣現(xiàn)狀    邵式平,肖紹澤,邵康

首期投資11億元光伏項(xiàng)目在濟(jì)南動(dòng)工    

新型光伏智能快速充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)    喬攀科;畢淑娥;

中電光伏和Opsun Technologies簽訂太陽能產(chǎn)品框架協(xié)議    

2011中國國際光伏大會(huì)展位銷售火爆展前一年即售75%    

SNEC第四屆(2010)國際太陽能光伏大會(huì)暨(上海)展覽會(huì) 光伏盛會(huì)與世博同行    

基于AVR單片機(jī)的太陽能智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    徐開蕓;韋樹成;汪木蘭;丁左武;

基于W77E58單片機(jī)的光伏并網(wǎng)電站智能群控器設(shè)計(jì)    倪華;張興;姚丹;曹仁賢;

含蓄電池儲(chǔ)能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真    董旭柱;雷金勇;饒宏;黃曉東;劉怡;李鵬;

太陽能光伏熱電聯(lián)合利用    劉立平;包建強(qiáng);

太陽能光伏電冰箱技術(shù)    王子龍;張華;趙巍;

光伏并網(wǎng)給定電流幅值偏移的孤島檢測方法    鄭世松;孫冰;王玉斌;

兆瓦級(jí)并網(wǎng)光伏示范電站的優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)    明杰;劉志璋;張慶祝;

積極穩(wěn)步推進(jìn)太陽能光伏LED照明事業(yè)——對(duì)發(fā)展太陽能光伏LED照明的幾點(diǎn)看法與建議    盧景霄;

單相雙極式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)及IsSpice仿真    孫國凱;商娜;

嵌入式節(jié)能利用型太陽能光伏供電系統(tǒng)在通信局(站)的應(yīng)用    劉寶貴;侯福平;

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)MPPT算法仿真與研究    劉鑫;石景波;

2,7-咔唑與5,6-二辛氧基二噻吩苯并噻二唑低能隙聚合物的合成及其光伏應(yīng)用    丁娉;劉波;楊苗;彭博;潘春躍;鄒應(yīng)萍;

服務(wù)硅產(chǎn)業(yè) 我市高校首開光伏專業(yè)    張舸

國內(nèi)光伏行業(yè)四季度形勢(shì)樂觀    證券時(shí)報(bào)記者 尹振茂

照耀我 點(diǎn)亮你    本報(bào)記者 何曉亮

今年將是我國光伏市場的起飛元年    凱基證券臺(tái)灣研究部研究員 梁姿嫻

江蘇光伏業(yè)面臨新挑戰(zhàn)    本報(bào)記者 王峻峰

英利:打造國際化一流光伏企業(yè) 十二五末產(chǎn)值突破三千億    

漢龍“光伏帝國”夢(mèng)    本報(bào)記者 彭戈

廠家嫌價(jià)低不愿賣電池板 部分光伏電場“曬太陽”    記者 李毅　見習(xí)記者 黃盛劍

友達(dá)推全球轉(zhuǎn)換效率最高光伏組件    記者 王奇

成本下降需求恢復(fù)高增長 光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大    渤海證券 崔健　江艷

摻鍺直拉硅中的雜質(zhì)缺陷及其光伏應(yīng)用研究    朱鑫

光伏微網(wǎng)的發(fā)電預(yù)測與能量管理技術(shù)研究    陳昌松

新型可溶液加工有機(jī)小分子材料的設(shè)計(jì)合成及光伏性能    李在房

窄帶隙共軛聚合物的制備與光伏性能研究    鄧丹

全共軛聚烷基噻吩嵌段共聚物的合成、自組裝及光伏性能的研究    賀明

分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越問題的若干關(guān)鍵技術(shù)研究    蔚蘭

II-VI半導(dǎo)體納米晶的溶液化學(xué)合成與光電應(yīng)用    王濤

微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化與能量管理研究    張穎媛

微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究    楊占剛

基于非成像原理的菲涅耳光伏聚光系統(tǒng)的研究    趙會(huì)富

基于ARM的光伏匯流監(jiān)測系統(tǒng)的研究    劉建峰

光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓分布的影響分析    陳成

太陽能光伏組件風(fēng)載負(fù)荷計(jì)算及支架結(jié)構(gòu)的研究    張慶祝

基于實(shí)時(shí)仿真器的光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)研究    賈芳成

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的非線性現(xiàn)象分析    許方圓

直流模塊式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)研究    胡歡

噻唑類、苯并三唑類共聚物及三苯胺類小分子的合成與光伏性能研究    楊苗

基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的光伏并網(wǎng)發(fā)電控制研究    王思耕

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)MPPT和孤島檢測技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn)    楊魯發(fā)

光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)的仿真研究    王衛(wèi)星