光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)

【摘要】：近年來我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在一些地區(qū)發(fā)展迅速。由于各個(gè)光伏電站往往進(jìn)入“各自為戰(zhàn)”的狀態(tài)，每個(gè)小型光伏電站都配備了各自的技術(shù)運(yùn)行和管理人員，電站間缺乏有效協(xié)調(diào)及調(diào)度與監(jiān)控，眾多小型光伏電站集群控制是目前亟待解決的問題。因此，2011年12月，“風(fēng)電場、光伏電站集群控制系統(tǒng)研究與開發(fā)”項(xiàng)目正式列入國家863項(xiàng)目。 論文分析了光伏發(fā)電控制三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括主控層、廠站層、現(xiàn)地層，以大型光伏電站為背景，設(shè)計(jì)了以MODEM撥號方式進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的光伏電站控制系統(tǒng)，解決了光伏電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控問題。研究內(nèi)容如下： 第一，針對最大功率點(diǎn)問題，研究了短路電流跟蹤法、空載電壓跟蹤法、導(dǎo)納增量法，提出了利用變步長擾動觀測法對光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤方法。對光伏電池陣列工作狀態(tài)以及擾動觀測法進(jìn)行了改進(jìn)并進(jìn)行了仿真。 第二，光伏電站逆變器部分，對現(xiàn)今經(jīng)常使用的兩級逆變器結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，采用SG3926及FL494設(shè)計(jì)了逆變器。 第三，使用IG-NT電站監(jiān)控模塊對電站參數(shù)進(jìn)行采集，與上位機(jī)進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)傳輸、對光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制，間接實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。以IG-NT為從機(jī)設(shè)計(jì)多光伏電站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。 第四，利用W77E58實(shí)現(xiàn)MODEM撥號方式的光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控。主控部分使用了IGS-NT系列電站監(jiān)控模塊，對光伏電池組進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的監(jiān)控，同時(shí)對斷路器、逆變器進(jìn)行控制，通過主控制柜、斷路器柜、遠(yuǎn)程控制柜對光伏電站的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。 最后，在對光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行每個(gè)部分的設(shè)計(jì)之后，提出了一套有效的光伏電站集群管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一套光伏電站有功功率分配系統(tǒng)，切實(shí)解決了光伏電站有功功率分配不均導(dǎo)致的各種問題。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng) MPPT 逆變器 IG-NT MODEM通訊
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM615;TM63
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景10-15
• 1.1.1 全球能源與環(huán)境問題10-11
• 1.1.2 全球可再生能源利用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11-12
• 1.1.3 我國太陽能發(fā)展的現(xiàn)狀12-14
• 1.1.4 光伏發(fā)電的新趨勢及限制14-15
• 1.2 課題研究意義、研究思路與研究方法15-16
• 1.2.1 課題研究意義15
• 1.2.2 研究思路15-16
• 1.2.3 研究方法16
• 1.3 論文安排16-18
• 第二章 光伏電站監(jiān)控目標(biāo)18-39
• 2.1 并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)18-22
• 2.1.1 光伏電池陣列19
• 2.1.2 控制器19-21
• 2.1.3 逆變器21
• 2.1.4 保護(hù)設(shè)施21-22
• 2.2 光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤設(shè)計(jì)22-28
• 2.2.1 光伏電池的輸出特性22-23
• 2.2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤的基本原理23-28
• 2.3 光伏逆變器設(shè)計(jì)28-39
• 2.3.1 并網(wǎng)逆變器技術(shù)要求28-30
• 2.3.2 逆變器的基本原理30-32
• 2.3.3 DC/DC 變換器控制電路設(shè)計(jì)32-36
• 2.3.4 DC/AC 逆變器電路36-38
• 2.3.5 DSP 保護(hù)方式及孤島效應(yīng)38-39
• 第三章 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)39-53
• 3.1 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)39-41
• 3.1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)39
• 3.1.2 光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)39-41
• 3.2 并網(wǎng)光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-47
• 3.2.1 監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)41-44
• 3.2.2 監(jiān)測系統(tǒng)軟件使用44-47
• 3.3 工作原理47-50
• 3.3.1 主回路47-48
• 3.3.2 斷路器控制回路48
• 3.3.3 報(bào)警回路48-49
• 3.3.4 二次報(bào)警控制回路49
• 3.3.5 并聯(lián)控制回路49-50
• 3.3.6 電量測量回路50
• 3.4 使用與調(diào)整50-53
• 第四章 基于 MODEM 撥號方式的光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)53-78
• 4.1 光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成及其各部分功能53-55
• 4.1.1 光伏電站通信控制系統(tǒng)53-54
• 4.1.2 總站通信控制系統(tǒng)54-55
• 4.1.3 遠(yuǎn)程站通信控制系統(tǒng)55
• 4.2 光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)55-76
• 4.2.1 W77E58 對電站監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)55-60
• 4.2.2 總站控制機(jī)對光伏電站控制的實(shí)現(xiàn)60-69
• 4.2.3 遠(yuǎn)程控制機(jī)對光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)69-76
• 4.3 將 MODEM 與 PC 鏈接76-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 總結(jié)與展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-85
• 附錄 1 控制屏原理圖85-86
• 附錄 2 母聯(lián)示意圖86-87
• 附錄 3 進(jìn)線柜常熟四常開四常閉斷路器87-88
• 致謝88-89
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文89-90

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世界之最是怎樣煉成的？    CNE記者 段貴恒

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屋頂光伏電站或?qū)u成主流    本報(bào)記者 李永強(qiáng)

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基于LabVIEW的太陽光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)    趙義滿

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