太陽能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

【摘要】：能源是人類賴以生存的基礎(chǔ),目前能源危機不斷加重,太陽能作為取之不盡用之不竭的可再生清潔能源越來越受到人們的重視,因此,利用光伏效應(yīng)把太陽能轉(zhuǎn)化為電能是解決當(dāng)前危機的重要方法之一。但是,光伏發(fā)電站基本都處在偏遠、環(huán)境惡劣的地方,而且地理位置分散,不易于管理,嚴(yán)重妨礙了光伏發(fā)電的應(yīng)用推廣。本文針對光伏電站的現(xiàn)狀,應(yīng)用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等相關(guān)技術(shù),研究開發(fā)了一套以現(xiàn)場總線為骨干的太陽能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠同時實現(xiàn)本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控功能,具有實時性好、功能全面等特點,具有很強的工程實用價值。 本文首先介紹了光伏發(fā)電技術(shù)及其監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,闡述了光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的組成和功能。根據(jù)實際應(yīng)用的需求,選取了AVR ATmega系列單片機作為該系統(tǒng)的控制器,進行了系統(tǒng)的軟硬件的設(shè)計,實現(xiàn)了對光伏電站運行狀態(tài)的實時監(jiān)控,具有參數(shù)顯示和設(shè)置等功能。 其次,通過比較目前常用的遠程通信方式,選用了GPRS無線通信方式來實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)遠程通信功能。并結(jié)合GPRS無線通信方式的優(yōu)點,詳細(xì)闡述了系統(tǒng)是如何利用GPRS無線通信技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)通信鏈路與實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)摹? 最后,分別給出了基于MCGS的本地監(jiān)控和基于WEB的遠程監(jiān)控人機界面設(shè)計,并詳細(xì)給出了單片機與本地上位機的通信協(xié)議——Modbus-RTU。本監(jiān)控系統(tǒng)是通過多重窗體程序來實現(xiàn)人機界面的,通過不同的窗體可以實現(xiàn)電站的運行狀態(tài)的實時顯示和參數(shù)設(shè)定等功能。 在實驗室搭建了系統(tǒng)測試平臺,進行了模擬調(diào)試,達到了設(shè)計的預(yù)期效果。此系統(tǒng)已經(jīng)在實際的工程中得到應(yīng)用。 【關(guān)鍵詞】：光伏電站 遠程監(jiān)控 單片機 GPRS 現(xiàn)場總線
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM615;TP277
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 課題的提出和意義13-15
• 1.4 論文的主要內(nèi)容15-16
• 2 監(jiān)控系統(tǒng)的原理與設(shè)計16-22
• 2.1 監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計16-17
• 2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計17
• 2.3 監(jiān)控方案的確定17-20
• 2.4 本章小結(jié)20-22
• 3 監(jiān)控系統(tǒng)控制器的設(shè)計與實現(xiàn)22-48
• 3.1 監(jiān)控系統(tǒng)硬件的整體結(jié)構(gòu)22-23
• 3.2 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計23-42
• 3.2.1 核心芯片的選擇23-24
• 3.2.2 電源電路設(shè)計24-26
• 3.2.3 實時時鐘電路設(shè)計26-27
• 3.2.4 串行接口與數(shù)據(jù)通信設(shè)計27-34
• 3.2.5 數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計34-39
• 3.2.6 數(shù)據(jù)存儲39-40
• 3.2.7 LCD接口電路設(shè)計40-41
• 3.2.8 JTAG調(diào)試接口設(shè)計41-42
• 3.3 控制器的軟件實現(xiàn)42-46
• 3.3.1 主程序設(shè)計43
• 3.3.2 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計43-44
• 3.3.3 顯示子程序44-45
• 3.3.4 中斷程序設(shè)計45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 4 遠程通信方式的選擇與實現(xiàn)48-56
• 4.1 遠程通信方式的的選擇48-50
• 4.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)在光伏監(jiān)控系統(tǒng)中的實現(xiàn)50-54
• 4.2.1 監(jiān)控系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)鏈路的組成50-51
• 4.2.2 GPRS模塊的選擇51-52
• 4.2.3 GPRS模塊功能的實現(xiàn)52-53
• 4.2.4 光伏監(jiān)控系統(tǒng)通信鏈路的構(gòu)建53-54
• 4.3 GPRS網(wǎng)絡(luò)的測試54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 5 上位機平臺的構(gòu)建56-70
• 5.1 基于MCGS的監(jiān)控系統(tǒng)的本地上位機設(shè)計56-63
• 5.1.1 系統(tǒng)功能分析56
• 5.1.2 本地監(jiān)控系統(tǒng)人機界面的設(shè)計56-62
• 5.1.3 通信協(xié)議62-63
• 5.2 遠程監(jiān)控中心網(wǎng)站監(jiān)控設(shè)計63-68
• 5.2.1 上位機網(wǎng)站監(jiān)控功能需求分析63-64
• 5.2.2 上位機網(wǎng)站監(jiān)控的實現(xiàn)64-65
• 5.2.3 監(jiān)控中心人機界面設(shè)計65-68
• 5.3 本章小結(jié)68-70
• 6 實驗與測試70-76
• 6.1 系統(tǒng)的連接70
• 6.2 測試結(jié)果與分析70-75
• 6.3 本章小節(jié)75-76
• 7 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 總結(jié)76-77
• 7.2 展望77-78
• 參考文獻78-80
• 作者簡歷80-84
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集84

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