基于LabVIEW离网式太阳能供电系统中央管理体系研究

【摘要】：光伏发电产业是20世纪80年代以来世界上发展最快的高新技术产业之一，90年代是我国光伏发电快速发展时期，经过了近20年的努力，太阳能发电早已进入遍地开花的实用阶段。如何建立一种灵活实用的供电方式，促进绿色能源的全面发展，是这一产业进一步发展需要解决的问题。 离网式太阳能供电系统，是指没有任何辅助电源、光伏发电是唯一电力来源的电源系统。通过太阳能光伏方阵将太阳能转化为直流电能，再经过逆变器将直流电能逆变为单相220V、50Hz的交流电能，直接供交流负载使用。这是一种灵活实用的低压系统供电方式，目前被普遍认同。但是这种小型光伏供电系统存在着供电状态未知、蓄电池使用寿命短等实际问题，因此围绕创建怎样的综合信息平台作了如下研究。 首先构建了基于LabVIEW的离网式10kW太阳能供电中央管理体系，根据低压系统交流负荷的要求，确定了管理体系的监测目标。 将虚拟仪器技术应用于太阳能质量在线监测中，针对供电体系中供电状态未知、电能监测不连续、实时性差、多参量测量误差大等测量问题，建立了分析电能质量的数学模型，提出了有效的解决方案。 对系统中蓄电池的自体温度、充放电方式及速率等因素与电池使用寿命的关系作了较为深入的研究，实现了对蓄电池荷电状态SOC（State of Charge）的实时监测。 选择多路多功能USB高速信号采集卡，设计信号调理电路对监测目标的状态变量进行信号采集，完成了采样电路-信号调理-上位机LabVIEW的软硬件接口问题。大量监测管理信息最后通过终端界面一一显示，为离网式太阳能供电系统的安全、稳定运行奠定了基础，该课题将会对未来太阳能发电、供电发挥指导性的作用，具有实际意义。 【关键词】：中央管理体系 LabVIEW 蓄电池荷电状态 离网供电系统 电能质量
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-14
• 1.1.1 国内外离网式太阳能供电系统发展现状10-12
• 1.1.2 课题研究意义12-14
• 1.2 国内外供电系统中央管理体系发展现状14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 第二章 电能质量与蓄电池 SOC 管理理论基础17-27
• 2.1 电能质量检测原理17-21
• 2.1.1 电力系统频率允许偏差18
• 2.1.2 供电电压允许偏差18
• 2.1.3 公共电网谐波18-20
• 2.1.4 三相电压不平衡度20-21
• 2.1.5 电压波动与闪变21
• 2.2 蓄电池荷电状态 SOC 检测原理21-26
• 2.2.1 阀控式密封铅酸蓄电池基本特性22
• 2.2.2 几种典型的蓄电池检测手段22-23
• 2.2.3 铅酸蓄电池 SOC 检测原理23-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 中央管理体系的方案设计27-38
• 3.1 局域离网式太阳能供电系统设计27-28
• 3.2 供电系统中央管理体系介绍28-30
• 3.2.1 检测系统框图28-29
• 3.2.2 中央管理体系各组成部分主要功能29-30
• 3.3 中央管理体系的硬件组成30-37
• 3.3.1 多路高速数据采集30-34
• 3.3.2 信号调理电路34-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 基于虚拟仪器中央管理体系用户终端38-56
• 4.1 用于中央管理体系的虚拟仪器技术38-40
• 4.1.1 LabVIEW 的特点与中央管理体系用户终端38-39
• 4.1.2 LabVIEW 软件设计结构39-40
• 4.2 中央管理体系的终端设计40-47
• 4.2.1 初始化模块的设计42
• 4.2.2 数据采集单元与 LabVIEW 的接口42-47
• 4.3 基于 LabVIEW 的数字滤波器设计47-55
• 4.3.1 LabVIEW 中滤波器简介47-49
• 4.3.2 滤波器基本原理49-51
• 4.3.3 基于 LabVIEW 的滤波器设计51-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 测试实验与结果分析56-60
• 5.1 测试实验设计56-59
• 5.1.1 市电检测实验56-57
• 5.1.2 谐波检测实验57-59
• 5.2 本章小结59-60
• 第六章 结论60-61
• 参考文献61-63
• 在学研究成果63-64
• 致谢64

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