【摘要】：隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,在光伏電站建設(shè)分布式監(jiān)測系統(tǒng)來實現(xiàn)組件級運(yùn)行數(shù)據(jù)采集及故障點(diǎn)的精確定位是非常必要的。傳統(tǒng)的光伏監(jiān)測系統(tǒng)一般采用RS-485總線或無線傳感網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,但這些方案具有明顯的不足。為了應(yīng)對上述存在的問題,本文在傳統(tǒng)的通信方案基礎(chǔ)上,根據(jù)大型光伏電站的特點(diǎn)和需求,優(yōu)化調(diào)整了部分通信系統(tǒng)架構(gòu),設(shè)計了一種以光伏組件之間直流單導(dǎo)線載波通信為基礎(chǔ),融合有ZigBee無線自組網(wǎng)以及光纖以太網(wǎng)的通信技術(shù)方案,使之適應(yīng)性更強(qiáng),應(yīng)用更加靈活廣泛。針對直流單導(dǎo)線載波通信,本文通過研究光伏組件及組件串列的阻抗-頻率特性,確定了可用的載波頻段,選擇了合理的載波信號耦合方式,并根據(jù)對逆變器產(chǎn)生噪聲信號的分析,設(shè)計了一種具有隔離功能的X型濾波器,對載波傳輸信道的噪聲進(jìn)行抑制。除此之外,本文還對系統(tǒng)中組件監(jiān)測模塊的硬件電路及相應(yīng)的軟件程序重新進(jìn)行了設(shè)計,使其電源模塊可以工作在更寬的輸入電壓范圍,組件運(yùn)行數(shù)據(jù)測量誤差更小,采用更加合理的載波調(diào)制方式來降低波形失真度,設(shè)計增益-頻率特性及濾波性能更優(yōu)異的載波接收電路以減小誤碼率,另外還改進(jìn)了軟件程序結(jié)構(gòu),使其運(yùn)行更加穩(wěn)定。本文設(shè)計的光伏電站分布式監(jiān)測系統(tǒng)已在青海省一座并網(wǎng)光伏電站內(nèi)進(jìn)行了安裝測試,并成功實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。研制的組件監(jiān)測硬件設(shè)備也通過了中國電科院的檢測,各項性能指標(biāo)達(dá)到預(yù)期要求。結(jié)果表明,該監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計合理,功能完善,具備良好的推廣應(yīng)用價值。
【圖文】：

２．１光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)逡逑光伏發(fā)電系統(tǒng)一般分為獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種類型，對于大型并網(wǎng)光伏電逡逑站，其系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖２－１所示。其主要組成部分包括：光伏陣列、匯流箱、逡逑直流配電柜、控制器、逆變器、儲能裝置、變壓器等［１２］。逡逑ｒｒｒｒ？逡逑＿—邋ｆ邐｜￣逡逑哰嵩逡逑電邐變壓器逡逑：邐流￣￣＾柜充電｜邋丫放電逡逑＿—Ｌ＾Ｊ邐￣邋｜儲能－置逡逑圖２－１并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)逡逑１）

文獻(xiàn)［１８］中提出了一種融合有直流載波通信、４３３ＭＨｚ無線通信、ＺｉｇＢｅｅ逡逑無線自組織網(wǎng)通信和光纖以太網(wǎng)三種不同傳輸媒介、四種通信技術(shù)的監(jiān)測的方逡逑案。其總體融合通信體系架構(gòu)如圖２－２所示。逡逑監(jiān)控管理中心逡逑！直流柜模塊逡逑無線自纟逡逑匯流箱模塊逡逑無線通悐逡逑Ｉ邐個逡逑１號主機(jī)組件監(jiān)測模塊逡逑ｙ邐邐邐邋—逡逑導(dǎo)線載逡逑邐邐邐逡逑從機(jī)組件監(jiān)測模塊逡逑＾個邐個ｉ逡逑被測光伏組件逡逑圖２－２光伏電站分布式監(jiān)測系統(tǒng)通信體系架構(gòu)逡逑該方案的特點(diǎn)在于將不同種類的有線及無線通信方式的優(yōu)勢結(jié)合起來，使逡逑得監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效，但其在實際應(yīng)用中仍存在一些不足。經(jīng)現(xiàn)場安裝測試發(fā)逡逑現(xiàn)，由于系統(tǒng)通信層級較多，使得整體架構(gòu)較為復(fù)雜，特別是在４３３ＭＨｚ無線逡逑與ＺｉｇＢｅｅ無線自組網(wǎng)之間，需要進(jìn)行通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，并且在光照變化引起光伏逡逑組件輸出電壓波動較大時，由于４３３ＭＨｚ無線模塊需從組件上取電，導(dǎo)致其工逡逑作狀態(tài)不穩(wěn)定，使得該環(huán)節(jié)通信可靠性降低。另外４３３ＭＨｚ無線模塊的取電方逡逑式，，使組件監(jiān)測模塊整體功耗增加，也令匯流箱模塊的安裝位置受限。而大型逡逑光伏電站所處位置的地形較為復(fù)雜
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM615;TN913.6

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