基于DSP和.NET的光伏并网发电监控系统的研究与实现

【摘要】：伴随着现代工业的迅速发展，全球环境恶化和能源短缺问题已越来越严重。太阳能作为最理想的可持续发展能源，因其具有：①储量无穷、②普遍存在、③清洁环保等突出优点，而得到了全球范围内的高度重视。随着太阳能发电技术的越来越成熟，应用产品越来越多，针对光伏发电系统运行状况的实时控制与监测的相关研究，也变得更加不容忽视。监控技术已成为太阳能发电技术中一项不可缺少的关键技术，为其推广和应用发挥着重要作用。 但是，现在的大多数光伏并网系统都存在着如下难题：（1）占地面积大，并且系统的数据采样和显示都过于分散，从而造成了系统控制上的不便。（2）目前，光伏并网电站采用的监控技术还比较落后，普遍采用以单片机为主的控制单元，以RS-485总为主的通信网络，以及采用价格高且通用性较差的组态软件为上位机监测系统。为了提高其相应监控系统的性能、智能化水平，和集中完成对那些分散资源的调度管理，开发了基于DSP及.NET的光伏并网发电监控系统。主要内容有： 第一，介绍了光伏并网系统的组成、分类和特点，并根据该系统的实际需求，完成了其监控系统的功能设计。并在深入研究DSP技术、现场总线技术及软件编程技术的基础上，设计出一种基于DSP和.NET的光伏并网监控系统。 第二，介绍了下位机DSP2407A控制器的硬件电路和软件编程。详细阐述了DSP2407A的外围电路、A/D数据采集电路、CAN通信接口电路等硬件部分，CAN通讯程序设计、主程序的实现流程等软件部分。 第三，基于.NET技术设计开发了PC机监控程序。重点介绍了CAN通信的配置与实现，数据库的建立和连接，图形控件的绘制和数据报表打印的设计过程等。 第四，对系统进行了分块设计：①数据采集电路；②系统DSP内的A/D采样处理程序；③CAN通讯模块程序；③上位机人机监控界面程序；搭建出系统的硬件实验平台并编写相应的软件程序，进行相关的测试实验。 最后对本文所做的工作进行了总结，以及对下一步工作进行了展望。 【关键词】：光伏并网发电 监控系统 CAN总线 数字信号处理器 通信协议
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TM76
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 国内外光伏并网发电的发展现状11-13
• 1.3 国内外光伏监控技术现状13-15
• 1.4 课题研究内容和主要工作15-16
• 第二章 系统分析与总体设计16-38
• 2.1 光伏并网发电系统概述16-20
• 2.1.1 光伏并网发电系统的组成16-17
• 2.1.2 光伏并网发电系统的分类17-19
• 2.1.3 光伏并网发电系统的优点19-20
• 2.2 监控系统总体设计20-25
• 2.2.1 系统设计原则20-21
• 2.2.2 监控系统结构设计21-25
• 2.2.3 系统总体功能设计25
• 2.3 系统开发技术25-37
• 2.3.1 DSP技术26-28
• 2.3.2 数据通信技术28-34
• 2.3.3 .NET技术34-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 下位机控制器的硬件设计与软件实现38-59
• 3.1 TMS320LF2407A芯片介绍38-39
• 3.2 控制器的硬件设计39-49
• 3.2.1 DSP2407A外围电路设计40-43
• 3.2.2 数据采集电路设计43-47
• 3.2.3 CAN 通信接口电路设计47-49
• 3.3 控制器的软件设计49-58
• 3.3.1 DSP集成开发环境 CCS 简介49-51
• 3.3.2 系统主程序设计51-52
• 3.3.3 A/D信号采集程序设计52-53
• 3.3.4 CAN通讯程序设计53-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第四章 基于VC#.NET的监控软件设计与实现59-74
• 4.1 上位机监控软件功能设计59-60
• 4.2 上位机监控软件主界面设计60-61
• 4.3 CAN通信配置及实现61-64
• 4.3.1 CAN接口卡的选用61-62
• 4.3.2 PCI-9820函数库的配置62-64
• 4.3.3 CAN通信界面设计64
• 4.4 TCP/IP远程通信64-66
• 4.5 数据库的建立与连接66-70
• 4.5.1 数据库设计66-69
• 4.5.2 ADO.NET数据库访问69-70
• 4.6 仪表图形控件的绘制70-72
• 4.7 数据报表打印72-73
• 4.8 本章小结73-74
• 第五章 系统调试与总结74-81
• 5.1 系统调试74-79
• 5.1.1 下位机控制器调试74-76
• 5.1.2 上位机监控软件调试76-79
• 5.1.3 系统联机调试79
• 5.2 总结与展望79-81
• 5.2.1 课题总结79-80
• 5.2.2 工作展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85
• 附录一：部分模块初始化程序85-88
• 附录二：样机实物照片88-90
• 攻硕期间取得的研究成果90-91

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