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

  更多相關(guān)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(jì)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(shè)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(jié)構(gòu),努力探索新能源和可再生能源,大力倡導(dǎo)清潔能源的使用等措施,成為世界各國在能源領(lǐng)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(dǎo)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(yīng),同時奠定了新能源發(fā)電的堅實基礎(chǔ)。但在多數(shù)已建成的光伏電站中,由于建設(shè)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(luò)、數(shù)據(jù)處理及遠程通訊等高新技術(shù),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(shù)特點,對于光伏電站的日常運行管理、設(shè)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(nèi)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(diào)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?qū)Ρ犬?dāng)前光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有代表性的技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)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(shè)計與實現(xiàn)過程。在本地遠程監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中,主要有下位機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、下位機數(shù)據(jù)采集、A/D(Analog/Digital)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)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(dāng)中,主要有上位機遠程通信模塊設(shè)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(gòu)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(shè)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(fù)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(guān)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(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(nèi)容18
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)18-19
• 1.6 本章小結(jié)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(jié)29-30
• 3 光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)概要設(shè)計30-36
• 3.1 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)的目標(biāo)和約束性條件30
• 3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計30-35
• 3.2.1 系統(tǒng)功能架構(gòu)32-34
• 3.2.2 系統(tǒng)物理架構(gòu)34-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 4 光伏電站本地遠程監(jiān)控系統(tǒng)詳細設(shè)計36-60
• 4.1 下位機的總體設(shè)計結(jié)構(gòu)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(shè)計38-40
• 4.2 下位機數(shù)據(jù)定時采集、A/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計40-47
• 4.2.1 數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)計41-43
• 4.2.2 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計43
• 4.2.3 數(shù)據(jù)采集定時器驅(qū)動設(shè)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(shè)計50-52
• 4.3.4 數(shù)據(jù)顯示中斷程序設(shè)計52-53
• 4.4 串口與數(shù)據(jù)通信設(shè)計53-58
• 4.4.1 I2C總線驅(qū)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(jié)58-60
• 5 光伏電站中央遠程監(jiān)控系統(tǒng)詳細設(shè)計60-68
• 5.1 基于力控組態(tài)軟件的上位機設(shè)計60-61
• 5.2 上位機遠程通信模塊設(shè)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(shè)計63-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 6 中央遠程監(jiān)控中心界面設(shè)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(shù)75
• 6.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計75-79
• 6.4 本章小結(jié)79-80
• 7 系統(tǒng)測試80-86
• 7.1 系統(tǒng)測試目標(biāo)和原則80-81
• 7.2 測試環(huán)境81
• 7.3 測試用例設(shè)計81-83
• 7.4 驅(qū)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(qū)動波形圖84-85
• 7.5 非功能性測試85
• 7.6 本章小結(jié)85-86
• 8 總結(jié)與展望86-88
• 8.1 總結(jié)86-87
• 8.2 展望87
• 8.3 本章小結(jié)87-88
• 參考文獻88-92
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果92-96
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集96

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙佳玉,鮑慧;Modbus協(xié)議在蓄電池在線監(jiān)測中的應(yīng)用[J];電力系統(tǒng)通信;2004年03期

2 王淼;趙雙喜;;太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)的遠程監(jiān)控軟件[J];電氣技術(shù);2008年12期

3 王冬云;劉福才;張寅;;基于MSP430與Modem的光伏電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年07期

4 杜新偉,李媛,劉滌塵,王和春,葉菁;PC與DSP串行通信在電力故障波形重現(xiàn)裝置中的應(yīng)用[J];繼電器;2005年22期

5 何勝;基于Java的綜合故障監(jiān)視系統(tǒng)的共享存儲設(shè)計[J];計算機時代;2005年04期

6 張承虎,王鋒,賀玲玲;一個多穩(wěn)態(tài)液晶顯示屏((SSCT)LCD)驅(qū)動算法的實現(xiàn)[J];實驗科學(xué)與技術(shù);2004年02期

7 王慶偉;;51單片機I2C總線應(yīng)用工作原理[J];中國新通信;2012年17期

8 趙云鵬;姜海波;程忠慶;;基于組態(tài)軟件的光伏系統(tǒng)分析與監(jiān)控設(shè)計[J];微計算機信息;2009年04期

9 馮旭;方晨;劉昊;;基于Web的太陽能電站遠程監(jiān)控中心設(shè)計[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2008年24期

10 盧曉雄;;程序CRC自校驗方法與實現(xiàn)[J];岳陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2008年01期

，

本文編號：1026153