太陽能光伏發(fā)電具有環(huán)保、無噪聲、來源廣泛等優(yōu)點,在全球擁有巨大的裝機量。然而,由于長期工作于復(fù)雜惡劣的戶外環(huán)境中,光伏發(fā)電陣列易出現(xiàn)各種故障而影響其發(fā)電效率及安全運行。因此,對光伏陣列的監(jiān)測尤為重要�，F(xiàn)有的光伏監(jiān)測系統(tǒng)存在一些不足,例如有線監(jiān)測系統(tǒng)布線復(fù)雜、成本高,且大部分系統(tǒng)只能監(jiān)測陣列或組件串參數(shù),未能實現(xiàn)組件級的高精度監(jiān)測以及自動故障檢測、定位及預(yù)警等。針對這些問題,本文提出了一種基于兩級無線傳感網(wǎng)絡(luò)的低成本在線監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)組件級的高精度監(jiān)測及失配故障自動檢測和定位。該系統(tǒng)主要由光伏組件無線傳感節(jié)點、陣列路由節(jié)點、失配檢測及定位算法和上位機數(shù)據(jù)管理軟件四個部分組成。光伏組件無線傳感節(jié)點主要由微控制器MSP430G2553、電源管理模塊、nRF24L01無線收發(fā)器、電壓檢測電路、溫度傳感器等硬件模塊構(gòu)成。節(jié)點使用光伏組件和鋰聚合物電池兩種方式來提供不同天氣的工作電源,分別采用精密電阻分壓方案和溫度傳感器采集組件電壓和背板溫度,并基于nRF24L01第一級星型網(wǎng)絡(luò)將采集到的參數(shù)傳輸給所在陣列的路由節(jié)點。光伏陣列路由節(jié)點主要由微控制器MSP430F149、電源管理芯片、nRF24L0... 

【文章來源】：福州大學福建省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

監(jiān)測系統(tǒng)總體框圖

基于無線傳感網(wǎng)的光伏陣列監(jiān)測及失配檢測研究Ｓｏｌａｒ?ｃｅｌ丨上并聯(lián)一個反向旁路二極管，避免當某個光伏組件遇到故障無法影響其他組件的正常運行。同時，由于要采集每個光伏組件的工作電壓，因正負端接上一個Ｖｏｌｔａｇｅ?Ｓｅｎｓｏｒ，如圖３－２所示。最后將光伏組件串聯(lián)起將組件串并聯(lián)后構(gòu)成光伏陣列。由于實際光伏陣列路由節(jié)點中測量了組串模型中對每串組件串使用Ｃｕｒｒｅｎｔ?Ｓｅｎｓｏｒ?qū)崿F(xiàn)電流采集，光伏陣列的仿真模。將光伏陣列再次封裝并搭建出外圍電路就可以組成整個仿真系統(tǒng)，如圖３ＭＰＰＴ功能的實現(xiàn)是通過編寫ＭＡＴＬＡＢ腳本來實現(xiàn)的。??

的３６片Ｓｏｌａｒ?ｃｅｌ丨上并聯(lián)一個反向旁路二極管，避免當某個光伏組件遇到故障無法正常工??作時會影響其他組件的正常運行。同時，由于要采集每個光伏組件的工作電壓，因此在每??個組件的正負端接上一個Ｖｏｌｔａｇｅ?Ｓｅｎｓｏｒ，如圖３－２所示。最后將光伏組件串聯(lián)起來構(gòu)成??組件串，將組件串并聯(lián)后構(gòu)成光伏陣列。由于實際光伏陣列路由節(jié)點中測量了組串電流，??因此在模型中對每串組件串使用Ｃｕｒｒｅｎｔ?Ｓｅｎｓｏｒ?qū)崿F(xiàn)電流采集，光伏陣列的仿真模型如圖??３－３所示。將光伏陣列再次封裝并搭建出外圍電路就可以組成整個仿真系統(tǒng)，如圖３－４所??示，其中ＭＰＰＴ功能的實現(xiàn)是通過編寫ＭＡＴＬＡＢ腳本來實現(xiàn)的。??Ｓｏｌａｒ?Ｃｅｌｌ?－?ｎｉ?／Ｏｉ?Ｖｏｌｔａｇｅ????－?ｆ?＾?Ｖ?Ｓｅｎｓｏｒ?＾?Ｖ１??〇?〇?１￣〉ｐｓ?ｓ?－?Ｔｏ?Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ??—？??ＰＳ－Ｓ?廠飛??１?—?＼�。�??圖３－２?Ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌ光伏電池模型??Ｓｃｏｐｅ????＾??ｔ＞｜ｐＳ?ｓ｜－ｉ－？?Ｃｕｒｌ?ｔ＞?ＰＳ＾?ｉ＃?Ｃｕｒ２?ｔ＞?ＰＳ＾?－�。�?Ｃｕｒ３??ＰＳ－Ｓ１?Ｔｏ?Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ?１?ＰＳ－Ｓ２?Ｔｏ?Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ２?ＰＳ－Ｓ３?Ｔｏ?Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ３??Ｉｊ；?Ｓ—￣￣??０?Ｃｏｎ？ｎｔＳｅｎ５〇ｒ?Ｃｕｒｒｅｎｔ?Ｓｅｎｓｏｒ?１?＾?Ｃｕｒｒｅｍ?Ｓｅｎｓｏｒ２??＃?，Ｑ：了??ＰＶＭｏｄｕｔｅ?ＰＶＭｏｄｕｌｅ??ＰＶ?Ｍｏｄｕ?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]2016全球光伏裝機量TOP10國家出爐[J].   電力勘測設(shè)計. 2017(02)
[2]太陽能光伏發(fā)電技術(shù)核心問題與前景展望[J]. 范成忠.  工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新. 2016(06)
[3]基于nRF24L01的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究[J]. 陳城,李瑞祥,劉婷婷,劉毅.  電子科技. 2016(11)
[4]無線傳感網(wǎng)技術(shù)綜述[J]. 曾憲輝.  廣西通信技術(shù). 2016(03)
[5]基于ZigBee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)拓撲分析[J]. 吳向成.  江漢大學學報(自然科學版). 2016(03)
[6]基于ZigBee的太陽能燈監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J]. 李永英,李健.  電源技術(shù). 2016(02)
[7]淺析光伏發(fā)電的遠景[J]. 余寶鋒.  山東工業(yè)技術(shù). 2016(04)
[8]基于光伏組串I-V特性的并聯(lián)失配檢測[J]. 劉慶超,王樹堯,楊雨.  發(fā)電與空調(diào). 2016(01)
[9]基于MATLAB的電機綜合性能測試系統(tǒng)上位機軟件設(shè)計[J]. 楊萍,陳富林,任傳龍,李向坤.  自動化與儀器儀表. 2016(01)
[10]基于nRF24L01的無線水聲信號傳輸[J]. 于樂,蘇新彥,姚金杰.  火控雷達技術(shù). 2015(03)

博士論文
[1]陰影條件下光伏系統(tǒng)的失配分析與優(yōu)化控制研究[D]. 李善壽.合肥工業(yè)大學 2016

碩士論文
[1]分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 王躍強.華北電力大學(北京) 2016
[2]光伏組件遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 葛中強.揚州大學 2016
[3]基于LabVIEW的光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D]. 張順.東華大學 2016
[4]戶用光伏系統(tǒng)實時監(jiān)測與運行評價[D]. 孫偉健.山東大學 2016
[5]基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的光伏陣列監(jiān)測管理系統(tǒng)研發(fā)[D]. 樊慶亞.江蘇大學 2016
[6]大規(guī)模光伏陣列發(fā)電仿真系統(tǒng)及故障診斷技術(shù)研究[D]. 張曉娜.青海大學 2016
[7]Web系統(tǒng)下提高MySQL數(shù)據(jù)庫安全性的研究與實現(xiàn)[D]. 胡敏.北京郵電大學 2015
[8]光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 張文瑾.揚州大學 2014
[9]智能型光伏電站的遠程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 朱銳.蘇州大學 2013
[10]基于CAN和GPRS的光伏電站遠程監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 李坤福.武漢紡織大學 2013



本文編號：3068396