發(fā)布時(shí)間：2020-05-08 06:23

【摘要】：因?yàn)樘?yáng)光的間歇性和不穩(wěn)定性,使得光伏發(fā)電效率一直處在較低水平,所以如何最大限度的提高光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率一直是太陽(yáng)能利用領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。本文通過以下幾方面的工作,設(shè)計(jì)出一種光伏發(fā)電的雙軸自動(dòng)跟蹤與監(jiān)控系統(tǒng),有效提升了光伏發(fā)電功率。首先提出了雙軸自動(dòng)跟蹤與監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,整個(gè)系統(tǒng)分為自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)。其中雙軸自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)以PLC為主控制器,采用雙軸式光電跟蹤;監(jiān)控系統(tǒng)以組態(tài)王為平臺(tái)搭建出由設(shè)備層、控制層和管理層構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)。然后根據(jù)整體設(shè)計(jì)方案對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件依次進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)中,跟蹤部分硬件設(shè)計(jì)了機(jī)械跟蹤機(jī)構(gòu)、偏轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路、太陽(yáng)方位檢測(cè)電路、PLC控制電路等;監(jiān)控系統(tǒng)部分的硬件設(shè)計(jì)了溫度測(cè)量電路、電壓/電流測(cè)量電路、光強(qiáng)檢測(cè)電路、風(fēng)速測(cè)量電路、EM231模塊控制電路等。軟件設(shè)計(jì)部分,在雙軸自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中,通過程序設(shè)計(jì)將光線傳感器采集到的數(shù)據(jù)處理后驅(qū)動(dòng)跟蹤機(jī)構(gòu)進(jìn)行跟蹤,實(shí)現(xiàn)了各個(gè)硬件模塊的功能;監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,通過組態(tài)王設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)程序,建立數(shù)據(jù)庫(kù)定義硬件設(shè)備,設(shè)計(jì)圖形組態(tài),實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。最后建立了光伏發(fā)電雙軸自動(dòng)跟蹤及監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)采用固定安裝方式和雙軸跟蹤方式的光伏電池板在相同條件下的發(fā)電量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采雙軸跟蹤方式的發(fā)電量比固定安裝方式提高30%以上,證明本文設(shè)計(jì)的雙軸跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠有效提高光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率。且通過上位機(jī)界面測(cè)試表明,監(jiān)控系統(tǒng)可準(zhǔn)確采集光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù),并且通過上位機(jī)能夠?qū)﹄p軸自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。圖[34]表[5]參[50]
【圖文】：

兩個(gè)信號(hào)不能同時(shí)輸出，杜絕了偏轉(zhuǎn)電機(jī)出現(xiàn)紊亂的情況。此外，由 RL3、R成了南北光線傳感器控制電路原理與東西光線傳感器控制電路完全相同，在再多做贅述。3.1.4 PLC 控制電路在上文的設(shè)計(jì)方案中已經(jīng)對(duì)PLC的控制特點(diǎn)做了詳細(xì)介紹，確定了采用為本系統(tǒng)的主控制器。在工業(yè)控制中常用的PLC有三菱FX系列和西門子S7 等，其中西門子PLC的優(yōu)勢(shì)在于過程控制和通訊控制，且西門子PLC的模擬塊價(jià)格便宜，程序簡(jiǎn)單，在本文中有大量的模擬量信號(hào)需要處理的情況下，西門子PLC最為合適。西門子S7 系列的PLC產(chǎn)品可分為S7-200 系列微型PLS7-300 系列針對(duì)小規(guī)模性能要求的PLC和S7-400 系列針對(duì)高性能要求的PLC于本系統(tǒng)S7-200 系列微型PLC就能夠滿足要求，本系統(tǒng)采用西門子S7-200 PLC的CPU 226CN型號(hào)，，有 24 個(gè)數(shù)字量輸入端口被和 16 個(gè)數(shù)字量輸出端口在工作現(xiàn)場(chǎng)的I/O接線圖如圖 9 所示。

3 雙軸自動(dòng)跟蹤與監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)CHV-50P型霍爾電壓傳感器技術(shù)參數(shù)為：額定電壓VN為 400V；測(cè)量范±600V；輸出電壓VM為輸出 0～5V，對(duì)應(yīng)原邊電壓 0～400V；線性度率范圍 0～20kHz；工作溫度-25～70℃。 風(fēng)速測(cè)量傳感器本文采用FY-FS風(fēng)速傳感器。如圖 16 所示，風(fēng)杯選用碳纖維材料，強(qiáng)好；精密信號(hào)處理單元可根據(jù)用戶需求輸出各種信號(hào)。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2654266