基于無線傳感器網絡在光伏監(jiān)控系統(tǒng)中應用與研究

【摘要】：在如今能源危機的形勢下，光伏發(fā)電得到了很快地發(fā)展。光伏發(fā)電系統(tǒng)運行的關鍵性技術也得到了快速進步，但隨著規(guī)模性的太陽能電站在中國開始陸續(xù)建設和投入運行，光伏電站都必須配備功能齊全、自動運行的監(jiān)控系統(tǒng)。通信是保證監(jiān)控系統(tǒng)上傳下達、高效快捷的重要環(huán)節(jié)，而通信網絡體系也在很大程度上決定了監(jiān)控系統(tǒng)的拓撲結構，故在監(jiān)控系統(tǒng)設計時對通信方案進行深入細致的研究和試驗是十分必要的。目前，光伏電站監(jiān)控技術尚處于發(fā)展完善階段，其中通信系統(tǒng)也是各廠商自成體系，總體上看，通信方式單一、網絡管理缺乏、技術水平不高、整合程度較低，難以承載不斷增加的業(yè)務需求，本課題的研究是如何利用無線網絡信息技術實時監(jiān)測光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行狀況。 本文針對用戶側光伏發(fā)電系統(tǒng)各子方陣分布在不同區(qū)域，子方陣之間布線困難的問題，要實現同一監(jiān)控，即提出了基于無線傳感器網絡實現遠程監(jiān)控的方法。本文介紹了基于ZigBee與GPRS協(xié)議遠程監(jiān)控系統(tǒng)實現的基本原理、系統(tǒng)開發(fā)流程及實驗效果分析。本文利用無線傳感網絡的組網靈活、便捷性等優(yōu)點，完成了光伏系統(tǒng)的數據采集傳輸功能。 基于以上提及的光伏發(fā)電系統(tǒng)有線監(jiān)控的不利因素，提出解決辦法。總結出本文的工作重點如下：（1）用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)的研究；（2）無線傳感網絡ZigBee、GPRS及其組網技術的研究；（3）無線傳感網絡應用于用戶側并網發(fā)電光伏監(jiān)控系統(tǒng)的研究。 最后對ZigBee與GPRS無線監(jiān)控系統(tǒng)進行具體實驗分析，說明了ZigBee與GPRS作為一種新型無線通信技術，適合應用在各種用戶側光伏并網光伏電站，可以有效的降低成本，提升系統(tǒng)可靠性和減少維護工作強度。實驗結果與實驗數據基本與有線監(jiān)控系統(tǒng)相吻合，證明ZigBee與GPRS無線監(jiān)控系統(tǒng)的正確性。 【關鍵詞】：光伏發(fā)電系統(tǒng) 最大功率跟蹤 無線通信網絡 逆變器 ZigBee GPRS 光伏監(jiān)控系統(tǒng)
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM615;TM76
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 研究背景與意義7
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)主要研究內容7-8
• 1.3 光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題與分析8-10
• 1.4 主要研究內容和論文架構10-13
• 第二章 無線傳感器網路研究13-19
• 2.1 ZigBee 技術13-16
• 2.1.1 ZigBee 技術特點13
• 2.1.2 ZigBee 協(xié)議規(guī)范13-14
• 2.1.3 ZigBee 網絡拓撲結構14-16
• 2.2 GPRS 技術16-17
• 2.2.1 GPRS 特點16
• 2.2.2 GPRS 系統(tǒng)結構16-17
• 2.2.3 GPRS 的安全可靠性和抗干擾能力17
• 2.3 ZigBee 與 GPRS 無線網路監(jiān)控系統(tǒng)17-18
• 2.4 本章小結18-19
• 第三章 無線網絡監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計與實現19-29
• 3.1 ZigBee 與 GPRS 硬件模塊的設計19-21
• 3.1.1 ZigBee 應用方案19
• 3.1.2 ZigBee 無線模塊硬件電路設計19-21
• 3.2 ZigBee 模塊網絡組建21-25
• 3.3 GPRS 模塊及外圍電路設計25-27
• 3.4 本章小結27-29
• 第四章 無線監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現29-43
• 4.1 ZigBee 與 GPRS 無線監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計29-33
• 4.1.1 無線監(jiān)控系統(tǒng)參數定義29
• 4.1.2 遠程無線監(jiān)控數據協(xié)議格式29-33
• 4.2 無線監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計33-40
• 4.2.1 軟件開發(fā)平臺33-34
• 4.2.2 主模塊程序設計過程34-40
• 4.3 應用無線傳感網絡方法的光伏并網發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)控40-42
• 4.4 本章小結42-43
• 第五章 采集節(jié)點硬件與軟件設計43-55
• 5.1 采集節(jié)點硬件設計43-48
• 5.1.1 逆變器采集模塊硬件設計43-44
• 5.1.2 溫度采集芯片模塊設計44-46
• 5.1.3 SHT10 傳感器溫度采集46-47
• 5.1.4 電能采集芯片模塊設計47-48
• 5.2 采集節(jié)點程序設計48-53
• 5.2.1 逆變器采集模塊軟件設計48-50
• 5.2.2 溫度采集模塊軟件設計50-51
• 5.2.3 電能采集芯片模塊軟件設計51-53
• 5.3 本章小結53-55
• 第六章 無線監(jiān)控系統(tǒng)界面設計與實驗分析55-61
• 6.1 無線監(jiān)控系統(tǒng)界面設計55-56
• 6.2 無線監(jiān)控系統(tǒng)實驗與效果分析56-60
• 6.3 本章小結60-61
• 第七章 總結與展望61-63
• 7.1 總結61
• 7.2 展望61-63
• 致謝63-65
• 參考文獻65-67
• 附錄67-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文70

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