基于LabVIEW的光伏电站数据监测系统研究

【摘要】：目前世界各国都把发展可再生能源与新能源作为解决能源危机的途径,而太阳能是最具开发潜力和开发价值的绿色能源之一。光伏发电是太阳能发电的主要方式,我国和其他国家近几年都会大规模的建设光伏电站。通常,大型光伏电站都处在比较偏远的地区,不易于管理人员现场直接管理,妨碍了光伏发电的应用推广。结合我校并网光伏电站工程项目,使用Lab VIEW软件研究开发出一套远程对电站运行参数和环境参数进行实时监测的系统。本文的主要工作可以总结为以下几个方面。1)光伏发电系统及电站监测系统研究。本文从现有光伏电站的实际情况,对光伏发电系统的类型和组成做出了简单介绍。分析了光伏电池发电的原理,并从光伏电池等效电路入手推导出光伏电池数学模型。对模型进行简化,得到光伏电池工程数学模型。使用Lab VIEW软件建立工程数学模型,仿真得出太阳辐射强度和温度变化对光伏电池输出特性的影响。介绍我校光伏电站的情况和数据监测系统设计。2)光伏电站的数据采集与发电设备的上位机监测研究。本文设计了气象仪、汇流箱、逆变器、电池板表面温度等数据的采集方案,并介绍了光伏设备串口通信协议。根据设备通信协议,使用Lab VIEW软件编写上位机监测程序,进行电池板表面温度、环境气象、汇流箱、逆变器的数据采集及上位机界面设计。3)电站数据的存储与查询的软件设计。使用Lab VIEW自带的Lab SQL数据库工具包将采集到的电站发电数据和气象数据存入SQL Server 2005数据库中,实现数据的本地备份以及数据的本地查询功能。编写报表输出程序以便将采集数据生成电子表格文件。4)研究电站数据的远程通信。使用Data Socket技术完成电站数据的发布。电站数据经过加密封包后使用Lab VIEW编写的TCP数据传输程序以服务器/客户端(C/S)模式向主管部门数据中心传输电站发电数据。通过数据的远程传输,可以通过网页查看电站的运行数据,实现数据的远程查询。5)电站数据监测系统生成可执行文件。使用Lab VIEW2012专业版自带生成应用程序的功能,将编写的电站数据监测系统生成应用程序文件。完成电站数据监测系统软件编写工作。经过近一年的运行测试,该监测系统运行稳定可靠,可以完成对光伏发电系统的监测、数据备份和远程通信的功能。具有实时性好、功能全面等特点,具有很强的工程实用价值。 【关键词】：光伏电站 虚拟仪器 数据采集 数据存储 数据传输
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TP274
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-16
• 1.1 研究的目的和意义12-13
• 1.2 光伏电站及其数据监测系统研究发展现状13-14
• 1.2.1 国内外光伏发电现状13
• 1.2.2 国内外光伏电站数据监测研究现状13-14
• 1.3 本课题的主要工作和章节安排14-16
• 2 光伏发电及电站监测总体方案设计16-26
• 2.1 江南体育在线直播观看 系统类型与组成16-17
• 2.1.1 独立系统16
• 2.1.2 并网系统16-17
• 2.1.3 混合系统17
• 2.2 江南体育在线直播观看 发电原理17-18
• 2.3 太阳能电池输出特性18-22
• 2.4 我校 880KW光伏电站22-26
• 2.4.1 我校光伏电站项目介绍22-24
• 2.4.2 我校光伏电站数据监测系统设计24-26
• 3 并网光伏电站关键设备与数据采集系统26-39
• 3.1 我校光伏电站关键设备26-30
• 3.1.1 光伏组件和支架26-27
• 3.1.2 光伏汇流箱27
• 3.1.3 并网逆变器27-28
• 3.1.4 交直流配电柜28-29
• 3.1.5 多串口卡和工控机29-30
• 3.2 气象数据采集30-35
• 3.2.1 阵列温度数据采集30-32
• 3.2.2 风速风向辐射强度数据采集32-35
• 3.3 汇流箱数据采集35-36
• 3.3.1 汇流箱通信协议35-36
• 3.3.2 汇流箱电压电流温度数据采集36
• 3.4 逆变器数据采集36-39
• 4 光伏电站数据监测系统软件设计39-56
• 4.1 虚拟仪器介绍39-40
• 4.2 光伏电站数据监测软件功能设计40
• 4.3 串口通信程序设计40-42
• 4.4 光伏电池表面温度监测软件设计42-45
• 4.4.1 温度数据监测流程42-43
• 4.4.2 温度数据采集程序设计43-44
• 4.4.3 采集温度数字量标度变换程序设计44-45
• 4.4.4 温度监测界面45
• 4.5 环境气象数据监测软件设计45-48
• 4.5.1 环境气象数据监测流程45-46
• 4.5.2 环境气象数据转换程序设计46-47
• 4.5.3 环境气象数据监测界面47-48
• 4.6 汇流箱数据监测软件设计48-52
• 4.6.1 汇流箱监测流程48-51
• 4.6.2 汇流箱监测界面51-52
• 4.7 逆变器数据监测软件设计52-56
• 4.7.1 逆变器监测流程52-54
• 4.7.2 逆变器监测界面54-56
• 5 光伏电站数据的存储查询与传输56-67
• 5.1 数据本地存储56-60
• 5.1.1 数据库操作56-58
• 5.1.2 LabSQL工具包58-59
• 5.1.3 数据存储程序设计59-60
• 5.2 数据本地查询60-62
• 5.2.1 数据查询程序设计60-61
• 5.2.2 报表输出程序设计61-62
• 5.3 数据的远程传输62-67
• 5.3.1 DataSocket实时发布数据62-64
• 5.3.2 数据远程通信64-67
• 6 光伏电站监测系统生成可执行文件67-72
• 6.1 生成可执行文件67-70
• 6.2 监测系统的运行70-72
• 7 总结与展望72-73
• 7.1 全文工作总结72
• 7.2 未来工作展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文78
• 攻读学位期间参与的科研项目78-79

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