太陽能光伏發(fā)電單元綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計

【摘要】：本文在綜合分析國內(nèi)外太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合太陽能光伏發(fā)電相關(guān)專業(yè)知識,應(yīng)用計算機測控技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、通信技術(shù)和自動化技術(shù),提出了用四柱支撐太陽能光伏陣列的方法,建立了光伏陣列跟蹤控制和故障檢測的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了太陽能光伏發(fā)電單元綜合監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu),上位機與主機之間采用RS-485總線方式連接,主機與各從機間采用I2C總線方式連接。對太陽能光伏陣列跟蹤控制技術(shù)和故障檢測技術(shù)進行了充分的研究,綜合實現(xiàn)了對太陽能光伏發(fā)電單元的實時監(jiān)測和控制,功能包括:控制光伏陣列跟蹤太陽、檢測故障電池組件、自動清理光伏陣列表面灰塵、積雪和卸負荷等。通過測試,達到了預(yù)期設(shè)計要求,具有應(yīng)用價值。 【關(guān)鍵詞】：太陽能光伏陣列 分布式測控 自動跟蹤 電池故障檢測 自動維護
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)（河北）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 中文摘要4
• 英文摘要4-8
• 第一章 引言8-13
• 1.1 課題背景及意義8-9
• 1.1.1 太陽能光伏發(fā)電的意義8-9
• 1.1.2 對光伏發(fā)電系統(tǒng)進行微機監(jiān)控的意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)9-12
• 1.2.1 分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展9-10
• 1.2.2 光伏系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展10-12
• 1.3 本文的主要工作12-13
• 第二章 太陽能光伏發(fā)電單元監(jiān)控13-25
• 2.1 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)13-16
• 2.1.1 太陽能光伏電站組成及分類13
• 2.1.2 太陽能光伏陣列的分類及工作原理13-15
• 2.1.3 太陽能光伏陣列特性15-16
• 2.2 分布式測控技術(shù)16-20
• 2.2.1 計算機測控技術(shù)16-17
• 2.2.2 分布式測控系統(tǒng)17-20
• 2.2.2.1 分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)18-20
• 2.2.2.2 分布式控制系統(tǒng)的特點20
• 2.3 光伏電站監(jiān)控技術(shù)20-25
• 2.3.1 光伏陣列跟蹤控制20-22
• 2.3.1.1 被動式跟蹤技術(shù)20-21
• 2.3.1.2 主動式跟蹤技術(shù)21-22
• 2.3.2 光伏陣列故障檢測22-23
• 2.3.3 光伏發(fā)電單元維護23-25
• 第三章 系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)的功能及開發(fā)工具25-28
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計原則25
• 3.2 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)25-26
• 3.3 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能26
• 3.4 采用的開發(fā)工具26-28
• 第四章 太陽能光伏發(fā)電單元綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)28-60
• 4.1 微控制器的選擇28-29
• 4.2 硬件設(shè)計29-40
• 4.2.1 主機硬件設(shè)計29-33
• 4.2.1.1 硬時鐘電路設(shè)計30
• 4.2.1.2 鍵盤輸入電路設(shè)計30-31
• 4.2.1.3 RS-485 總線驅(qū)動電路設(shè)計31
• 4.2.1.4 LCD 顯示電路設(shè)計31-32
• 4.2.1.5 看門狗電路設(shè)計32-33
• 4.2.2 從機1 硬件設(shè)計33-37
• 4.2.2.1 光伏陣列支架受力分析33-35
• 4.2.2.2 控制跟蹤方案實現(xiàn)35-37
• 4.2.3 從機2 硬件設(shè)計37-39
• 4.2.3.1 電流檢測裝置設(shè)計38
• 4.2.3.2 模擬量輸入設(shè)計38-39
• 4.2.4 從機3 硬件設(shè)計39-40
• 4.2.5 從機4 硬件設(shè)計40
• 4.3 軟件設(shè)計40-54
• 4.3.1 主機軟件設(shè)計40-44
• 4.3.1.1 初始化41
• 4.3.1.2 LCD 顯示41-42
• 4.3.1.3 輸入報文處理42-43
• 4.3.1.4 給從機發(fā)命令43-44
• 4.3.2 從機1 軟件設(shè)計44-48
• 4.3.2.1 步進電機控制算法45-46
• 4.3.2.2 跟蹤太陽程序設(shè)計46-47
• 4.3.2.3 報文處理程序設(shè)計47-48
• 4.3.3 從機2 軟件設(shè)計48-52
• 4.3.3.1 光伏陣列故障檢測方法48-50
• 4.3.3.2 主程序設(shè)計50
• 4.3.3.3 故障支路判定程序設(shè)計50-52
• 4.3.4 從機3 軟件設(shè)計52-53
• 4.3.5 從機4 軟件設(shè)計53-54
• 4.4 通信網(wǎng)絡(luò)及抗干擾措施54-60
• 4.4.1 通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計54-57
• 4.4.1.1 主機與上位機通信54-55
• 4.4.1.2 主機與從機通信55-56
• 4.4.1.3 通信規(guī)約的設(shè)計56-57
• 4.4.2 系統(tǒng)抗干擾措施57-60
• 4.4.2.1 硬件抗干擾技術(shù)58
• 4.4.2.2 軟件抗干擾技術(shù)58-60
• 第五章 結(jié)論60-62
• 5.1 本課題的實驗測試結(jié)果60
• 5.2 本課題取得的成果60-61
• 5.3 進一步的研究內(nèi)容61-62
• 參考文獻62-65
• 致謝65-66
• 附錄66-69
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況69

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