本文關鍵詞：聚光光伏追日控制系統(tǒng)的設計與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：與傳統(tǒng)的太陽能電池板相比,聚光光伏技術利用光學元件將大面積的陽光匯聚到極小的面積上,再將匯聚后的陽光通過高轉化效率的光伏電池轉化為電能,因此在聚光光伏追日過程中如何實現精確追蹤,是提高太陽光利用率的重要手段,亦是提高光伏電站發(fā)電量的關鍵手段;同時在實際運行中,若持續(xù)進行高精度的追日過程,則調節(jié)次數較多,會使得當中的薄弱部件達到使用壽命,影響系統(tǒng)整體性能,綜上所述在何種狀況情況下選擇何種追日方式是本課題主要解決的問題。本文在研究了國內外現有的追日方案的基礎上,針對企業(yè)中的實際問題:薄弱部件經常更換,設計了聚光光伏追日控制系統(tǒng),最終在不同的情況下采用不同的追蹤方案,以到最優(yōu)的整體性能。首先對追日控制系統(tǒng)硬件進行了設計,包括控制模塊的主控芯片選擇,開關量輸入輸出接口電路,模擬量輸入接口電路,以太網接口電路的設計。以及調試模塊的硬件電路的設計,包含數碼管、發(fā)光二極管以及液晶屏硬件電路。最終實現了控制系統(tǒng)所需求的硬件功能。其次對控制策略進行了研究。以入射角和短路電流之間的關系為切入點,根據實驗采集的數據進行調度指數分析,得出在不同的調節(jié)時間間隔下發(fā)電量系數,將其作為平均分檔算例的權值。采集氣象站在不同季度下的DNI變化數據,利用平均分檔算例求出采集的不同DNI下的調節(jié)次數f,相對接收系數η,得出結論:全天光照較強時或變化均勻時全天分為3檔調節(jié),在9月15日,DNI接收量相當于全天不分檔地每隔1min追蹤一次的99.1%,而調節(jié)次數則降低了29%;全天光照較低或變化不連續(xù)時全天分為5檔進行調節(jié),在12月15日,DNI接收量相當于全天不分檔地每隔1min追蹤一次的98.24%,而調節(jié)次數則降低了55%。根據上述控制策略,對控制模塊及調試模塊進行了軟件設計。通過移植μcosII系統(tǒng)實現了自動、手動、校準、夜間回參考點、風暴狀態(tài)回緊急位置、故障報警、遠程通訊功能,其中自動模式在兼顧薄弱部件調節(jié)次數下融合了光電跟蹤及視日跟蹤;通過對調試模塊軟件設計實現了實時數據顯示、實時波形顯示、參數設置、工作狀態(tài)顯示、故障信息顯示功能。論文最后對追日控制系統(tǒng)各模塊之間的軟硬件進行了測試,在此基礎上對控制模塊和調試模塊進行了聯(lián)調以及控制模塊和遠程PC進行了通訊測試。在實際運行中,測得裝置在每隔3min追蹤一次,及每隔1min追蹤一次跟蹤精度誤差都在±0.1°以內,與原有PLC跟蹤精度持平,但由于降低了調節(jié)次數從而使得整體性能得到提升。
【關鍵詞】：聚光光伏 追日控制 調節(jié)次數 調試模塊
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615;TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 課題研究的背景和意義11
• 1.2 國內外研究現狀及發(fā)展趨勢11-13
• 1.3 主要研究內容及創(chuàng)新點13-15
• 第二章 聚光光伏追日控制系統(tǒng)的總體設計15-19
• 2.1 追日控制系統(tǒng)的總體設計框架15-16
• 2.2 追日控制模塊及調試模塊的需求定義16-17
• 2.3 追日控制系統(tǒng)的工作流程17-18
• 2.4 本章小結18-19
• 第三章 聚光光伏追日控制系統(tǒng)硬件設計19-34
• 3.1 追日控制系統(tǒng)硬件總體設計19-20
• 3.2 控制模塊設計20-21
• 3.2.1 微處理器的選型20
• 3.2.2 追日控制模塊主控芯片端口配置20-21
• 3.3 光感檢測模塊設計21-24
• 3.3.1 太陽光線傳感器原理22
• 3.3.2 太陽光線傳感器安裝22-23
• 3.3.3 模擬量輸入接口電路設計23-24
• 3.4 開關量輸入輸出及機械傳動模塊設計24-27
• 3.4.1 開關量輸入接口電路設計25-26
• 3.4.2 開關量輸出接口電路設計26-27
• 3.4.3 接觸器選型27
• 3.5 以太網模塊設計27-29
• 3.5.1 微控制器以太網模塊27-28
• 3.5.2 以太網接口電路設計28-29
• 3.6 調試模塊硬件設計29-33
• 3.6.1 調試模塊主控芯片端口配置30-31
• 3.6.2 數碼管及發(fā)光二極管電路設計31-32
• 3.6.3 液晶屏電路設計32-33
• 3.7 本章小結33-34
• 第四章 兼顧薄弱部件調節(jié)次數的控制策略研究34-44
• 4.1 聚光光伏組件入射角-短路電流實驗34-36
• 4.2 實驗數據分析與擬合36-39
• 4.2.1 數據分析36-37
• 4.2.2 曲線的擬合37-38
• 4.2.3 調度指數分析38-39
• 4.3 氣象站采集數據及算例分析39-43
• 4.3.1 氣象站測量結果39-40
• 4.3.2 平均分檔算例分析40-43
• 4.4 本章小結43-44
• 第五章 聚光光伏追日控制系統(tǒng)軟件設計44-77
• 5.1 μco/sII系統(tǒng)的移植與應用44-48
• 5.1.1μco/sII系統(tǒng)在STM32上的移植45
• 5.1.2 移植的步驟45-47
• 5.1.3 系統(tǒng)任務的創(chuàng)建47-48
• 5.2 Task1實現功能48-55
• 5.2.1 校準模式光偏移參數獲取50-52
• 5.2.2 控制數據的設置52-54
• 5.2.3 回參考點函數54-55
• 5.3 Task2實現功能55-62
• 5.3.1 自動狀態(tài)58-61
• 5.3.2 夜間模式+緊急模式61-62
• 5.3.3 手動模式+校準模式+故障模式62
• 5.4 以太網聯(lián)網通訊62-65
• 5.4.1 網絡驅動的實現63-64
• 5.4.2 應用層程序設計64-65
• 5.5 調試模塊軟件設計65-73
• 5.5.1 初始化程序的設計67-69
• 5.5.2 實時數據顯示界面69-70
• 5.5.3 參數設置界面程序設計70-72
• 5.5.4 工作狀態(tài)界面程序設計72-73
• 5.6 串口通信的實現73-76
• 5.6.1 串口通信協(xié)議73-74
• 5.6.2 串口通信的實現74-76
• 5.7 本章小結76-77
• 第六章 聚光光伏追日控制系統(tǒng)的調試及實驗77-84
• 6.1 控制系統(tǒng)調試77-80
• 6.1.1 硬件調試77
• 6.1.2 軟件調試77-78
• 6.1.3 控制系統(tǒng)聯(lián)調78-80
• 6.2 實驗及數據80-83
• 6.2.1 調試模塊采集數據實驗80-81
• 6.2.2 跟蹤精度對比實驗81-83
• 6.3 本章小結83-84
• 第七章 總結與展望84-86
• 7.1 總結84-85
• 7.2 展望85-86
• 參考文獻86-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士學位期間參加的科研項目與科研成果90

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  本文關鍵詞：聚光光伏追日控制系統(tǒng)的設計與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：322921