5kW光伏电站状态参数监控系统设计

【摘要】：为了确保5kW光伏电站的正常运行,需要对电站的运行参数以及环境参数进行实时的监控,这样就需要一套专业、高效的监控系统来实现此功能。本文讨论了一种性价比高、使用方便、通用性强的5kW光伏电站状态参数监控系统的设计方案。 文章首先讨论了系统整体结构的设计方案,确立了上下位机的结构体系,探讨8个参数的监测方法,了解各个方法的基本原理并选择合适的传感器。接着,文章讨论了系统的硬件设计,硬件分为上位机和下位机两部分,上位机为计算机,负责所有监测信息的显示、数据处理以及对下位机的控制。下位机为两个分别分布在室内和室外的数据采集模块,每个模块的结构主要由传感器、A/D转换芯片和控制芯片组成,上下位机之间的通讯方式采用RS485总线。文章通过对每个模块具体功能的研究,设计出最优的电路结构并选择最为合适的元器件。然后,文章讨论了系统软件的设计方案,确定了C和VB.NET的编程语言以及Keil和vS2008的编程环境,其中下位机软件系统需要满足数据采集、数据处理、LCD显示以及数据传输的功能,上位机软件系统需要满足整体监控界面运作、参数数字化和图形化的显示以及光伏参数数据库的实现。文章的最后论述了系统的最终制作及调试过程,对调试中遇到的问题进行了分析,对本课题的研究结果进行了总结,对系统的改进和完善提出了一些建议和期望。 【关键词】：数据采集 实时通讯 RS485 VB.NET 上下位机
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 课题国内外研究现状及发展12-13
• 1.3 课题主要研究内容13-15
• 第二章 5kW光伏电站状态参数监控系统总体设计15-25
• 2.1 5kW光伏电站状态参数监控系统总体结构15-16
• 2.2 室外监控模块设计16-20
• 2.2.1 辐照度测量模块16-18
• 2.2.2 环境温度测量模块18-19
• 2.2.3 器件温度测量模块19
• 2.2.4 风速测量模块19-20
• 2.3 室内监控模块设计20-24
• 2.3.1 输入电流测量模块20-22
• 2.3.2 输入电压测量模块22
• 2.3.3 输出电流测量模块22-23
• 2.3.4 输出电压测量模块23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 5kW光伏电站状态参数监控系统硬件设计25-41
• 3.1 硬件系统总体结构设计25-26
• 3.2 室内监控模块电路设计26-31
• 3.2.1 stm32F100芯片主控电路设计26
• 3.2.2 输入电流检测电路设计26-27
• 3.2.3 输入电压检测电路设计27
• 3.2.4 输出电流检测电路设计27-29
• 3.2.5 输出电压检测电路设计29-30
• 3.2.6 LCD电路设计30
• 3.2.7 电源电路设计30-31
• 3.3 室外监控模块电路设计31-38
• 3.3.1 stc12c5a60芯片主控电路设计31-32
• 3.3.2 MC14433模数转换芯片电路设计32-33
• 3.3.3 辐照度检测电路设计33-34
• 3.3.4 器件温度检测电路设计34-35
• 3.3.5 环境温度检测电路设计35-36
• 3.3.6 风速检测电路设计36
• 3.3.7 LCD电路设计36
• 3.3.8 电源电路设计36-38
• 3.4 串行通讯接口电路设计38-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 5kW光伏电站状态参数监控系统软件设计41-53
• 4.1 软件系统总体设计方案41-43
• 4.2 上位机软件设计43-45
• 4.2.1 数据接收与发送的实现43-44
• 4.2.2 数据曲线化显示的实现44
• 4.2.3 光伏参数数据库的实现44-45
• 4.3 室外监控模块软件设计45-47
• 4.3.1 A/D转换功能的实现45-46
• 4.3.2 数据接收与发送的实现46
• 4.3.3 LCD数据显示的实现46-47
• 4.4 室内监控模块软件设计47-50
• 4.4.1 时钟系统配置47
• 4.4.2 GPIO配置47
• 4.4.3 中断控制器配置47
• 4.4.4 串口配置47-48
• 4.4.5 ADC配置48
• 4.4.6 DMA配置48
• 4.4.7 采样数据处理48-50
• 4.5 串行通讯协议设计50-51
• 4.6 本章小结51-53
• 第五章 系统制作和调试53-59
• 5.1 PCB电路板制作53-55
• 5.1.1 室外模块PCB电路53-54
• 5.1.2 室内模块PCB电路54-55
• 5.2 系统实物展示55-56
• 5.3 调试数据56-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第六章 总结59-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-65
• 附录65-77

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