分散式光伏电站的智能信息管理系统的设计与实现

【摘要】：随着世界能源应用科技的快速发展,太阳能作为最有商业利用价值的可再生能源之一,受到各国广泛重视,我国也在大力发展各类型的光伏电站。尤其从2008年北京奥运会到当前的“抗霾”,政府大力倡导绿色能源的使用,太阳能作为绿色新能源符合国家减排节能的政策发展要求,应用越来越广泛,不仅在我国西部、北部有大型光伏电站,在城市里也建设了不少分散的小型光伏电站,例如近年来政府倡导的屋顶光伏小电站等,分散式电站采取了见缝插针的策略,节省了土地,但这种分散的发电系统存在着不便于综合管理的弱点。随着规模的不断发展,对分散式光伏电站尽快采用信息化综合管理逐渐成为亟待解决的问题,对分散式光伏电站进一步提高系统运行的智能信息化也显得尤为重要。基于上述背景,本研究对我国光伏屋顶电站项目进行了较为深入的研究,并以北京地区阳光校园“金太阳”光伏屋顶电站项目的建设为依托,以实现远距离对分散式光伏电站进行监测与运行为目标,通过搭建系统硬件框架,确定合理软件开发平台,对智能分散式光伏电站的监测运行系统软件采取C语言编程的手段,开发监控器和显示屏的通讯软件,通过WEB对电站数据进行显示和分析,设计了一套对分散式光伏电站的智能信息管理系统,最终实现远程监控。本研究设计的显示和分析功能模块除了常规监控系统中的生产状态监控、数据显示、趋势分析、超限统计、故障统计分析、故障报警、生产运维管理外,还包括发电系统设备状态智能评估分析和功率预测系统等。在研究中,通过对北京地区阳光校园“金太阳”光伏屋顶电站项目中各个学校情况的研究分析,设计了智能信息管理系统的总体方案,搭建了集中控制管理系统的工作平台。最后,通过对本研究的实施与测试,系统实现了对分散式光伏电站可数据化的信息进行状态监控、故障检测、数据采集、能源调度与分配的管理。其结果表明,设计的系统是可行的,且在不到一年的建设期内实现了对现有建设散点发电站的生产运行管理,因此,本研究工作对分散式光伏电站的远程信息管理具有一定意义,可以推广使用。 【关键词】：分散式 光伏电站 智能 信息管理
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP311.52
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景与意义10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本研究主要工作12-13
• 1.4 论文章节结构13-16
• 第2章 相关技术介绍16-28
• 2.1 EDNA实时/历史数据库介绍16-21
• 2.1.1 实时/历史数据库的特点16-18
• 2.1.2 实时/历史数据库的设计原理18-19
• 2.1.3 实时/历史数据库的特点功能介绍19-21
• 2.2 数据采集接.介绍21-25
• 2.2.1 数据采集接.的功能22-23
• 2.2.2 数据采集接.的特点23-25
• 2.3 浏览器/服务器（B/S）结构体系25-26
• 2.4 Silverlight26
• 2.5 MVVM模式26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 智能信息管理系统需求分析28-38
• 3.1 光伏现状及存在问题分析28-29
• 3.2 光伏监控系统现状及问题分析29-30
• 3.3 系统建设目标30-31
• 3.4 系统角色需求分析31-32
• 3.5 系统功能需求分析32-35
• 3.5.1 信息发布和状态监控子系统33
• 3.5.2 数据分析子系统33-34
• 3.5.3 生产报表子系统34
• 3.5.4 运维管理子系统34
• 3.5.5 故障报警子系统34-35
• 3.5.6 功率智能预测子系统35
• 3.6 系统非功能需求分析35-37
• 3.6.1 通讯及数据接.需求分析35-36
• 3.6.2 实用性需求分析36
• 3.6.3 安全性需求分析36
• 3.6.4 可扩展性需求分析36-37
• 3.7 本章小结37-38
• 第4章 智能信息管理系统的设计38-70
• 4.1 常规光伏电站监控管理38
• 4.2 分散式光伏电站的智能信息管理系统设计思路38-39
• 4.3 功能点的总体设计39-40
• 4.4 分散式光伏电站的智能信息管理系统具体设计方案40-46
• 4.4.1 系统总体结构41-42
• 4.4.2 系统数据采集模块42-43
• 4.4.3 GPRS无线通信模块43-44
• 4.4.4 客户端模块44-46
• 4.5 通信规约设计方案46-49
• 4.5.1 数据帧封装46-48
• 4.5.2 通讯接.技术要求48-49
• 4.6 上位机软件接.程序设计49-51
• 4.6.1 数据处理49-50
• 4.6.2 校时功能50-51
• 4.6.3 软件特点51
• 4.7 客户端软件设计51-64
• 4.7.1 软件系统技术架构51-53
• 4.7.2 数据持久化--关系数据存储/访问53
• 4.7.3 系统环境53-54
• 4.7.4 系统软件架构54-55
• 4.7.5 系统软件结构55-57
• 4.7.6 数据库设计57-64
• 4.8 系统功能模块化设计64-68
• 4.8.1 信息发布和状态监控子系统设计分析64-65
• 4.8.2 数据分析子系统设计分析65-66
• 4.8.3 生产报表子系统设计分析66
• 4.8.4 运维管理子系统设计分析66
• 4.8.5 故障报警子系统设计分析66-67
• 4.8.6 功率智能预测子系设计分析67-68
• 4.9 本章小结68-70
• 第5章 智能信息管理系统实现70-96
• 5.1 硬件网络集成与部署70-71
• 5.1.1 系统网络拓扑图70-71
• 5.2 软件系统配置方案71-73
• 5.2.1 系统环境71-72
• 5.2.2 数据库系统72-73
• 5.2.3 开发工具73
• 5.3 数据规划与统一编码73-74
• 5.4 系统功能实现74-90
• 5.4.1 信息发布平台74
• 5.4.2 地理定位74-76
• 5.4.3 生产状态监控76-78
• 5.4.4 数据显示的实现78-80
• 5.4.5 数据分析的实现80-83
• 5.4.6 趋势分析的实现83-85
• 5.4.7 数据查询的实现85-87
• 5.4.8 生产报表的实现87-89
• 5.4.9 运维管理的实现89-90
• 5.5 系统软件特化功能的实现90-93
• 5.5.1 特化功能需求分析及规划90
• 5.5.2 故障统计分析90-91
• 5.5.3 远程设备控制91-92
• 5.5.4 生产过程回放92
• 5.5.5 光功率预测92-93
• 5.6 系统测试93-94
• 5.6.1 测试环境93
• 5.6.2 模块功能测试93-94
• 5.7 本章小结94-96
• 结论96-98
• 参考文献98-102
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文102
• 攻读硕士学位期间取得的专利102-104
• 致谢104

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