本文關(guān)鍵詞：聚光光伏追日控制系統(tǒng)的設(shè)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(shù)利用光學(xué)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(zhuǎn)化效率的光伏電池轉(zhuǎn)化為電能,因此在聚光光伏追日過程中如何實現(xiàn)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(guān)鍵手段;同時在實際運(yùn)行中,若持續(xù)進(jìn)行高精度的追日過程,則調(diào)節(jié)次數(shù)較多,會使得當(dāng)中的薄弱部件達(dá)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(nèi)外現(xiàn)有的追日方案的基礎(chǔ)上,針對企業(yè)中的實際問題:薄弱部件經(jīng)常更換,設(shè)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(jìn)行了設(shè)計,包括控制模塊的主控芯片選擇,開關(guān)量輸入輸出接口電路,模擬量輸入接口電路,以太網(wǎng)接口電路的設(shè)計。以及調(diào)試模塊的硬件電路的設(shè)計,包含數(shù)碼管、發(fā)光二極管以及液晶屏硬件電路。最終實現(xiàn)了控制系統(tǒng)所需求的硬件功能。其次對控制策略進(jìn)行了研究。以入射角和短路電流之間的關(guān)系為切入點,根據(jù)實驗采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度指數(shù)分析,得出在不同的調(diào)節(jié)時間間隔下發(fā)電量系數(shù),將其作為平均分檔算例的權(quán)值。采集氣象站在不同季度下的DNI變化數(shù)據(jù),利用平均分檔算例求出采集的不同DNI下的調(diào)節(jié)次數(shù)f,相對接收系數(shù)η,得出結(jié)論:全天光照較強(qiáng)時或變化均勻時全天分為3檔調(diào)節(jié),在9月15日,DNI接收量相當(dāng)于全天不分檔地每隔1min追蹤一次的99.1%,而調(diào)節(jié)次數(shù)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(jìn)行調(diào)節(jié),在12月15日,DNI接收量相當(dāng)于全天不分檔地每隔1min追蹤一次的98.24%,而調(diào)節(jié)次數(shù)則降低了55%。根據(jù)上述控制策略,對控制模塊及調(diào)試模塊進(jìn)行了軟件設(shè)計。通過移植μcosII系統(tǒng)實現(xiàn)了自動、手動、校準(zhǔn)、夜間回參考點、風(fēng)暴狀態(tài)回緊急位置、故障報警、遠(yuǎn)程通訊功能,其中自動模式在兼顧薄弱部件調(diào)節(jié)次數(shù)下融合了光電跟蹤及視日跟蹤;通過對調(diào)試模塊軟件設(shè)計實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)顯示、實時波形顯示、參數(shù)設(shè)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(jìn)行了測試,在此基礎(chǔ)上對控制模塊和調(diào)試模塊進(jìn)行了聯(lián)調(diào)以及控制模塊和遠(yuǎn)程PC進(jìn)行了通訊測試。在實際運(yùn)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(nèi),與原有PLC跟蹤精度持平,但由于降低了調(diào)節(jié)次數(shù)從而使得整體性能得到提升。
【關(guān)鍵詞】：聚光光伏 追日控制 調(diào)節(jié)次數(shù) 調(diào)試模塊
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-13
• 1.3 主要研究內(nèi)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(shè)計15-19
• 2.1 追日控制系統(tǒng)的總體設(shè)計框架15-16
• 2.2 追日控制模塊及調(diào)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(jié)18-19
• 第三章 聚光光伏追日控制系統(tǒng)硬件設(shè)計19-34
• 3.1 追日控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計19-20
• 3.2 控制模塊設(shè)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(shè)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(shè)計23-24
• 3.4 開關(guān)量輸入輸出及機(jī)械傳動模塊設(shè)計24-27
• 3.4.1 開關(guān)量輸入接口電路設(shè)計25-26
• 3.4.2 開關(guān)量輸出接口電路設(shè)計26-27
• 3.4.3 接觸器選型27
• 3.5 以太網(wǎng)模塊設(shè)計27-29
• 3.5.1 微控制器以太網(wǎng)模塊27-28
• 3.5.2 以太網(wǎng)接口電路設(shè)計28-29
• 3.6 調(diào)試模塊硬件設(shè)計29-33
• 3.6.1 調(diào)試模塊主控芯片端口配置30-31
• 3.6.2 數(shù)碼管及發(fā)光二極管電路設(shè)計31-32
• 3.6.3 液晶屏電路設(shè)計32-33
• 3.7 本章小結(jié)33-34
• 第四章 兼顧薄弱部件調(diào)節(jié)次數(shù)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(shù)據(jù)分析與擬合36-39
• 4.2.1 數(shù)據(jù)分析36-37
• 4.2.2 曲線的擬合37-38
• 4.2.3 調(diào)度指數(shù)分析38-39
• 4.3 氣象站采集數(shù)據(jù)及算例分析39-43
• 4.3.1 氣象站測量結(jié)果39-40
• 4.3.2 平均分檔算例分析40-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第五章 聚光光伏追日控制系統(tǒng)軟件設(shè)計44-77
• 5.1 μco/sII系統(tǒng)的移植與應(yīng)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(wù)的創(chuàng)建47-48
• 5.2 Task1實現(xiàn)功能48-55
• 5.2.1 校準(zhǔn)模式光偏移參數(shù)獲取50-52
• 5.2.2 控制數(shù)據(jù)的設(shè)置52-54
• 5.2.3 回參考點函數(shù)54-55
• 5.3 Task2實現(xiàn)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(zhǔn)模式+故障模式62
• 5.4 以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)通訊62-65
• 5.4.1 網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動的實現(xiàn)63-64
• 5.4.2 應(yīng)用層程序設(shè)計64-65
• 5.5 調(diào)試模塊軟件設(shè)計65-73
• 5.5.1 初始化程序的設(shè)計67-69
• 5.5.2 實時數(shù)據(jù)顯示界面69-70
• 5.5.3 參數(shù)設(shè)置界面程序設(shè)計70-72
• 5.5.4 工作狀態(tài)界面程序設(shè)計72-73
• 5.6 串口通信的實現(xiàn)73-76
• 5.6.1 串口通信協(xié)議73-74
• 5.6.2 串口通信的實現(xiàn)74-76
• 5.7 本章小結(jié)76-77
• 第六章 聚光光伏追日控制系統(tǒng)的調(diào)試及實驗77-84
• 6.1 控制系統(tǒng)調(diào)試77-80
• 6.1.1 硬件調(diào)試77
• 6.1.2 軟件調(diào)試77-78
• 6.1.3 控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)78-80
• 6.2 實驗及數(shù)據(jù)80-83
• 6.2.1 調(diào)試模塊采集數(shù)據(jù)實驗80-81
• 6.2.2 跟蹤精度對比實驗81-83
• 6.3 本章小結(jié)83-84
• 第七章 總結(jié)與展望84-86
• 7.1 總結(jié)84-85
• 7.2 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目與科研成果90

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1 周奕琛;張斌;;基于時間序列成本預(yù)測的低倍聚光光伏未來成長性分析[J];中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2013年24期

2 田瑋;王一平;韓立君;劉永輝;張金利;;聚光光伏系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)展[J];太陽能學(xué)報;2005年04期

3 ;世界上最大的聚光光伏項目提前動工[J];中國電業(yè)(技術(shù)版);2011年09期

4 張志剛;;聚光光伏技術(shù)概述[J];科技傳播;2012年18期

5 李穆然;李娜;;固定式聚光光伏發(fā)電方案簡介[J];太陽能;2012年14期

6 穆杰;夏宏宇;仲琳;;聚光光伏商業(yè)分析[J];電源技術(shù);2013年04期

7 穆杰;夏宏宇;仲琳;;屋頂型聚光光伏系統(tǒng)[J];太陽能;2013年13期

8 ;第二屆天津國際聚光光伏技術(shù)研討會成功召開[J];太陽能;2013年22期

9 陳諾夫;;清潔可再生能源——大型聚光光伏電站[J];現(xiàn)代物理知識;2010年01期

10 成松;劉曉暉;成佰新;毛占春;楊帆;;高倍聚光光伏的系統(tǒng)構(gòu)成概述[J];太陽能;2010年07期

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1 舒碧芬;沈輝;金井升;陳美園;;聚光光伏系統(tǒng)接收器優(yōu)化設(shè)計要素[A];第十屆中國太陽能光伏會議論文集：迎接光伏發(fā)電新時代[C];2008年

2 王子龍;張華;張海濤;耿直;;太陽能聚光光伏電池?zé)峁芾鋮s方法分析[A];中國制冷學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

3 張聰;張華;;太陽能聚光光伏系統(tǒng)散熱器設(shè)計[A];上海市制冷學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

4 李燁;張華;王子龍;;高倍數(shù)碟式聚光光伏系統(tǒng)及其散熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案[A];上海市制冷學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 方霞 通訊員 張文術(shù);聚光光伏行業(yè)會聚嘉興“論劍”未來[N];嘉興日報;2012年

2 本報記者 諸玲珍;聚光光伏：成本優(yōu)勢明顯 推廣仍需時日[N];中國電子報;2010年

3 本報記者 張蕾;聚光光伏時代或?qū)⒌絹韀N];中國電力報;2010年

4 本報記者 邢佰英;國內(nèi)最大 并網(wǎng)聚光光伏電站落成[N];中國證券報;2011年

5 記者 孫玉寶;高倍聚光光伏產(chǎn)業(yè)化項目開工[N];安徽日報;2011年

6 通訊員 高茜;改變聚光光伏國際標(biāo)準(zhǔn)制定中國企業(yè)“失語”狀態(tài)[N];中國電力報;2011年

7 記者 管晶晶;我國聚光光伏企業(yè)將參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定[N];科技日報;2011年

8 本報記者 王海霞;聚光光伏將引領(lǐng)太陽能發(fā)電技術(shù)[N];中國能源報;2011年

9 記者 陳捷;三安光電高倍聚光光伏產(chǎn)業(yè)化項目開工[N];上海證券報;2011年

10 記者 孫玉寶;高倍聚光光伏產(chǎn)業(yè)化取得突破[N];安徽日報;2012年

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1 張博陽;液浸聚光光伏系統(tǒng)冷卻工質(zhì)二甲基硅油的光學(xué)特性研究[D];天津大學(xué);2015年

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4 張海燕;基于平面鏡反射的聚光光伏系統(tǒng)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

5 馬宏財;高效能空間薄膜聚光光伏系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2013年

6 陳海飛;高倍聚光光伏光熱綜合利用系統(tǒng)的理論和實驗研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

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1 代明崇;密集矩陣式聚光光伏模組散熱技術(shù)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

2 陳創(chuàng)業(yè);聚光光伏系統(tǒng)平板型CPC聚光器光學(xué)性能研究與分析[D];云南師范大學(xué);2015年

3 汪源;聚光光伏追日控制系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化[D];江蘇大學(xué);2016年

4 劉年勇;改良型復(fù)合拋物聚光光伏系統(tǒng)光學(xué)和光電性能研究[D];云南師范大學(xué);2013年

5 章佳鋒;分光型聚光與聚風(fēng)一體化發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

6 高益兵;聚光光伏系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

7 徐章祿;低倍率聚光光伏系統(tǒng)的性能研究[D];浙江大學(xué);2011年

8 王立功;HCPV電性能測試系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2012年

9 黃茜;高倍聚光光伏自動跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計[D];安徽理工大學(xué);2012年

10 林海浩;聚光光伏發(fā)電光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：聚光光伏追日控制系統(tǒng)的設(shè)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