本文關鍵詞：光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

  更多相關文章： 光伏電站 遠程監(jiān)控 數(shù)據(jù)傳輸 無線通信 MODBUS協(xié)議

【摘要】：人類社會發(fā)展進入二十一世紀以來,能源危機和環(huán)境污染兩大問題日益成為制約經(jīng)濟社會發(fā)展的重要因素。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,以建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會為切入點,大幅度提高能源綜合利用效率,積極改善能源結構,努力探索新能源和可再生能源,大力倡導清潔能源的使用等措施,成為世界各國在能源領域普遍達成的共識。 我國新能源和可再生能源儲量豐富,尤其是太陽能資源的開發(fā)潛力巨大。因此,近年來我國政府大力倡導和積極扶持光伏發(fā)電企業(yè)發(fā)展,為國家節(jié)能減排戰(zhàn)略做出了示范效應,同時奠定了新能源發(fā)電的堅實基礎。但在多數(shù)已建成的光伏電站中,由于建設地址偏遠、交通閉塞等客觀原因,使得電站的運行、維護和管理等方面產(chǎn)生諸多困難,造成電站的自動化、信息化管理水平偏低。 本文針對光伏電站的現(xiàn)狀,利用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)處理及遠程通訊等高新技術,建立起一整套完備的適用于光伏電站工程實際的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。此類監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對光伏電站運行數(shù)據(jù)實時采集、顯示和傳輸,同時實現(xiàn)本地遠程和中央遠程的一體化、雙層次的監(jiān)測與控制,突出體現(xiàn)了實時性強、監(jiān)控功能完備的技術特點,對于光伏電站的日常運行管理、設備的維護及后期的科研分析都具有重要的參考價值和工程實際意義。 本人參與和獨立完成工作如下：首先,介紹了國內外太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的行業(yè)背景及其監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀。通過考察調研,分析出光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成和基本功能需求。橫向對比當前光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有代表性的技術方案,根據(jù)自身項目的工程實際,提出了基于MODBUS-RTU和MODBUS-TCP工業(yè)標準協(xié)議的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計方案。其次,詳細闡述了基于下位機的本地遠程監(jiān)控系統(tǒng)和基于上位機的中央遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)過程。在本地遠程監(jiān)控系統(tǒng)當中,主要有下位機總體結構設計、下位機數(shù)據(jù)采集、A/D(Analog/Digital)轉換模塊設計、數(shù)據(jù)顯示控制、串口數(shù)據(jù)通信等。在中央遠程監(jiān)控系統(tǒng)當中,主要有上位機遠程通信模塊設計和GPRS (General Packet Radio Service)無線通信方案的選取論證。對GPRS無線通信的特點和優(yōu)勢,以及如何構建和實現(xiàn)光伏電站數(shù)據(jù)鏈路通信和數(shù)據(jù)遠程傳輸進行了闡述。最后,開發(fā)設計出基于力控開發(fā)平臺的網(wǎng)頁瀏覽器遠程監(jiān)控人機交互界面。通過界面,實時顯示電站基本運行狀態(tài)參數(shù)、逆變器分布圖、故障統(tǒng)計分析對比圖、發(fā)電量(日、月、年)統(tǒng)計對比圖、遠程負荷控制等功能模塊,繼而較大幅度地提高電站信息化管理水平和運維效率,綜合提高光伏電站的經(jīng)濟效益。
【關鍵詞】：光伏電站 遠程監(jiān)控 數(shù)據(jù)傳輸 無線通信 MODBUS協(xié)議
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP277;TM615
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-20
• 1.1 項目背景12-15
• 1.2 光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究意義16-18
• 1.4 本人工作內容18
• 1.5 論文組織結構18-19
• 1.6 本章小結19-20
• 2 光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)需求分析20-30
• 2.1 光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)基本需求分析概述20
• 2.2 系統(tǒng)用戶分析20-23
• 2.3 功能需求分析23-28
• 2.3.1 數(shù)據(jù)定時采集、顯示、串口數(shù)據(jù)通信23-26
• 2.3.2 系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)存儲管理26
• 2.3.3 故障監(jiān)測26-27
• 2.3.4 繪制統(tǒng)計圖27
• 2.3.5 本地遠程監(jiān)控27-28
• 2.3.6 中央遠程監(jiān)控28
• 2.4 系統(tǒng)非功能需求分析28-29
• 2.5 本章小結29-30
• 3 光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)概要設計30-36
• 3.1 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)架構的目標和約束性條件30
• 3.2 系統(tǒng)架構設計30-35
• 3.2.1 系統(tǒng)功能架構32-34
• 3.2.2 系統(tǒng)物理架構34-35
• 3.3 本章小結35-36
• 4 光伏電站本地遠程監(jiān)控系統(tǒng)詳細設計36-60
• 4.1 下位機的總體設計結構36-40
• 4.1.1 下位機核心單片機主控電路37-38
• 4.1.2 下位機主程序設計38-40
• 4.2 下位機數(shù)據(jù)定時采集、A/D轉換模塊設計40-47
• 4.2.1 數(shù)據(jù)采集硬件設計41-43
• 4.2.2 數(shù)據(jù)采集程序設計43
• 4.2.3 數(shù)據(jù)采集定時器驅動設計43-47
• 4.3 下位機數(shù)據(jù)顯示控制模塊47-53
• 4.3.1 下位機液晶顯示簡要介紹47-48
• 4.3.2 液晶顯示器的工作原理48-50
• 4.3.3 數(shù)據(jù)顯示程序設計50-52
• 4.3.4 數(shù)據(jù)顯示中斷程序設計52-53
• 4.4 串口與數(shù)據(jù)通信設計53-58
• 4.4.1 I2C總線驅動、RS485總線53-57
• 4.4.2 MODBUS—RTU協(xié)議57-58
• 4.4.3 CRC校驗58
• 4.5 本章小結58-60
• 5 光伏電站中央遠程監(jiān)控系統(tǒng)詳細設計60-68
• 5.1 基于力控組態(tài)軟件的上位機設計60-61
• 5.2 上位機遠程通信模塊設計61-63
• 5.2.1 MODBUS—TCP協(xié)議61-62
• 5.2.2 中央遠程監(jiān)控單元通信模塊的流程62-63
• 5.3 GPRS遠程通信設計63-67
• 5.4 本章小結67-68
• 6 中央遠程監(jiān)控中心界面設計與實現(xiàn)68-80
• 6.1 監(jiān)控界面展示圖69-75
• 6.2 數(shù)據(jù)庫技術75
• 6.3 數(shù)據(jù)庫設計75-79
• 6.4 本章小結79-80
• 7 系統(tǒng)測試80-86
• 7.1 系統(tǒng)測試目標和原則80-81
• 7.2 測試環(huán)境81
• 7.3 測試用例設計81-83
• 7.4 驅動模塊采樣波形83-85
• 7.4.1 I2C總線波形圖84
• 7.4.2 數(shù)據(jù)采集定時器驅動波形圖84-85
• 7.5 非功能性測試85
• 7.6 本章小結85-86
• 8 總結與展望86-88
• 8.1 總結86-87
• 8.2 展望87
• 8.3 本章小結87-88
• 參考文獻88-92
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果92-96
• 學位論文數(shù)據(jù)集96

【參考文獻】

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本文編號：1026153