本文關鍵詞：基于WSN的光伏發(fā)電環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)設計

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【摘要】：在資源短缺和環(huán)境惡化的形勢下,全球都在努力推動新能源的研究和發(fā)展。目前,光伏發(fā)電技術獲得很大成就,但仍有很多問題亟待解決,特別是光伏發(fā)電時環(huán)境數據的遠程實時監(jiān)測。此外,大多數電站選址在較偏遠且環(huán)境惡劣的地區(qū),電站的環(huán)境測量設備體積大、成本高、維護困難,無法實現(xiàn)遠程監(jiān)測。因此,科研人員掌握的光伏發(fā)電相關的環(huán)境數據非常缺乏,滯后了太陽能發(fā)電技術的應用。為了提高光伏發(fā)電環(huán)境監(jiān)測的精確性與實時性,便于相關人員及時的查詢環(huán)境情況,本文應用無線傳感網絡技術(Wireless Sensor Network,WSN)和網絡通信技術,設計了一套能夠遠程、實時采集光伏發(fā)電時環(huán)境參數的系統(tǒng)。本文對WSN技術和光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀做了分析,提出了系統(tǒng)的總體方案,包括無線傳感網絡、無線網關和數據監(jiān)測平臺。系統(tǒng)硬件設計采用高集成度和高可靠性的STM32F103ZET6芯片作為主控制器,設計了無線網關;同時設計了基于ZigBee協(xié)議棧的無線傳感網絡,電路采用模塊化設計。系統(tǒng)在軟件部分利用C語言實現(xiàn)了WSN各個節(jié)點和網關的功能;并且設計實現(xiàn)了數據遠程監(jiān)測平臺,對環(huán)境信息進行實時監(jiān)測、歷史數據查詢。最終,通過終端節(jié)點采集光伏發(fā)電時的溫度、濕度和光照強度,通過ZigBee無線傳感網絡傳輸至協(xié)調器,利用串口與STM32網關實現(xiàn)通信,并利用3G通信將數據上傳至Internet網絡監(jiān)測平臺,數據信息可以提供給需查詢的人員。本設計進行了功能測試,溫度采集范圍-30℃~+85℃、濕度采集范圍5%RH~90%RH、光強采集范圍0~36000 Lux,節(jié)點間的可靠通信距離約為85米,無線傳感網絡成功組網并穩(wěn)定運行。利用本設計采集電壓、電流數據,測得光伏電池輸出特性曲線和最大功率點,并研究了參數對光伏發(fā)電功率的影響。系統(tǒng)可實際應用到光伏電站環(huán)境監(jiān)測,為提高光伏發(fā)電的效率及項目選址提供決策支持。
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM615;TP873

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