独立光伏发电系统数据采集装置的研制

【摘要】：光伏发电是太阳能利用技术中的重要分支,光伏产业与技术的发展受到各国的重视,很多国家都把建筑光伏一体化与发展独立光伏系统作为近期的研究计划。 本课题针对当前独立户用型系统运行过程得不到及时监测的实际情况,结合信号采集理论,为实验光伏系统增加设计数据采集系统。本系统除完成光伏系统的常规电压、电流数据采集,还实现了无法直接测量的间接量的数据采集,如通过软件计算得出的光伏系统即时输入、输出功率。此外,对于太阳能辐射值的测量,避免了价格昂贵的太阳能辐射仪的测量方法,根据在不同的太阳辐射强度条件下,光伏电池的短路电流与光强成正比的理论基础,通过采集标准光伏电池发电时的电流信号来实现经济、适用的太阳能辐射值的数据采集。 本文完成了以单片机为核心的数据采集系统的硬件、软件设计工作,与上位(PC)机相结合,可以实现在光伏系统运行过程中相关参数的测量、计算、显示、存储等功能,为以后的设计研究工作提供实用的数据资料。 【关键词】：光伏系统 光伏建筑一体化 采样理论 太阳辐射强度测量 数据采集系统
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TU18
【目录】：

• 第一章 绪论7-16
• 1.1 光伏产业的发展历程与现有水平7-8
• 1.2 光伏电池原理、I-V特性与蓄电池充放电特性8-12
• 1.2.1 光伏发电原理8-9
• 1.2.2 太阳电池I-V特性9-11
• 1.2.3 铅酸蓄电池电特性11-12
• 1.3 建筑光伏一体化BIPV(Building Integration Photovoltaic)12-14
• 1.4 课题的选题背景和主要工作14-16
• 1.4.1 选题背景14-15
• 1.4.2 本文工作15-16
• 第二章 数据采集系统及信号采样理论16-29
• 2.1 数据采集技术的基本概念16-17
• 2.2 数据采集系统的组成17-21
• 2.3 数据采集系统的功能21
• 2.4 太阳能辐射值的采集21-25
• 2.5 数据采样理论25-29
• 第三章 光伏数据采集系统硬件设计29-43
• 3.1 单片机、A/D转换器及接口电路设计30-34
• 3.1.1 单片机的选择30-31
• 3.1.2 A/D转换器的选择31
• 3.1.3 单片机和A/D的接口设计31-33
• 3.1.4 数据缓冲33
• 3.1.5 与上位机的数据通信33-34
• 3.2 通道设计34-38
• 3.2.1 输入通道设计34-36
• 3.2.2 放大器电路板采集通道设计36-38
• 3.3 显示电路设计38-43
• 3.3.1 演示装置LED显示部分设计38-40
• 3.3.2 数据采集器LCD液晶显示电路设计40-41
• 3.3.3 数据传输方式41-43
• 第四章 光伏数据采集系统软件设计43-53
• 4.1 按键处理子程序44-45
• 4.2 LCD更新子程序45-49
• 4.3 LED显示子程序49-51
• 4.4 串行通信协议51-53
• 第五章 结论与建议53-55
• 5.1 结论53
• 5.2 建议53-55
• 参考文献55-57
• 发表论文和科研情况说明57-58
• 致谢58

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