分布式光伏发电智能远程监控系统的设计与实现

【摘要】：随着人类社会的不断发展进步,化石燃料作为当今主要能源被大量使用,然而由于其储量的有限性,使得人们不得不面临能源危机的难题,因此人类将目光转向了新型可再生能源。在众多新型可再生能源中,太阳能以其清洁环保、储量丰富、分布广泛等特点备受各国政府以及学者的关注,光伏发电也成为最流行的新能源利用方式。在现存的光伏发电系统中,分布式光伏发电的优势尤为突出,它可以解决众多边远农村、通信基站、气象台站、孤立小岛等公共电网覆盖难地区的用电问题,由于其分布的广泛性以及位置的偏远性,对于系统运行的情况很难做到实时的监控,这极大的制约了分布式光伏发电系统的发展,因此开发一种性能可靠、使用方便、管理科学的分布式光伏发电远程监控系统成了迫切需要解决的问题,本文对此进行了研究。在探讨了光伏发电系统的基本原理与基本结构的基础上,本文结合分布式光伏发电的技术特点和功能要求,对智能远程监控系统的总体方案进行了设计,论文的主要内容如下：(1)了解现存的几种光伏发电系统的系统结构和使用特点,重点研究分析了分布式光伏发电系统的使用领域以及优势,针对分布式光伏发电系统现存的问题,根据其分布式排布的特点,确定了分布式光伏发电智能远程监控系统的总体设计方案。(2)根据分布式光伏发电的特点,选择合适器件并设计电压检测电路,对分布式光伏发电系统中的重要参数进行检测,结合华为公司生产的4频段GPRS通信模块—MG323,通过短信的形式,将分布式光伏发电系统的检测信息传递给用户,使得用户能够实时监控。(3)使用ATmega16单片机作为中央控制芯片,C语言对单片机进行编程,开发出了下位机软件,其中主要包括检测部分与短信部分,完成智能远程监控的光伏发电系统下位机的开发。(4)详细地研究介绍了串口通信SerialPort类,仔细研究了Unicode代码和AT指令,结合C#语言编写了智能远程监控系统上位机软件的串口数据接收与发送程序,实现了用户端的短信发送与接收,完成了上位机软件的短息查询功能,极大地提高了光伏发电系统整体的运行效率。通过系统的实际测试表明,分布式光伏发电智能远程监控系统上位机显示良好,检测电压理想,短信通知以及各项功能均正常,区域管理更科学,起到了分布式光伏发电系统远程监控的作用,基本满足了分布式光伏发电智能远程监控系统的要求。 【关键词】：分布式光伏发电 远程监控 MG323 串口通信
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TP277
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 光伏发电的特点和优势12-13
• 1.3 光伏发电的发展现状和前景13-18
• 1.3.1 国外光伏发电产业政策14-16
• 1.3.2 国内光伏发电产业政策16-18
• 1.4 论文研究内容18-21
• 2 光伏发电系统概述21-31
• 2.1 光伏电池的发电原理21-22
• 2.2 光伏电池的等效电路22-25
• 2.3 光伏发电系统的分类25-29
• 2.3.1 独立运行光伏发电系统25-26
• 2.3.2 并网光伏发电系统26-27
• 2.3.3 混合型光伏发电系统27-29
• 2.4 分布式光伏发电系统29-31
• 3 智能远程监控系统硬件设计31-41
• 3.1 中央控制器介绍31-34
• 3.1.1 AVR系列单片机介绍32-33
• 3.1.2 AVR ATmegal6单片机介绍33-34
• 3.2 电源电路设计34-35
• 3.3 电压检测电路设计35-37
• 3.3.1 蓄电池电压检测电路设计35-36
• 3.3.2 光伏电池板电压检测电路设计36-37
• 3.4 短信模块电路设计37-41
• 4 智能远程监控系统软件设计与测试41-59
• 4.1 系统软件设计概述41
• 4.2 下位机软件设计与实现41-50
• 4.2.1 下位机软件总体流程图41-43
• 4.2.2 白天处理程序设计43-46
• 4.2.3 黑天处理程序设计46-48
• 4.2.4 短信模块程序设计48-50
• 4.3 上位机软件设计与实现50-59
• 4.3.1 用户登陆设计51-52
• 4.3.2 远程监控系统主体设计52-56
• 4.3.3 联系人添加/删除设计56-59
• 5 总结与展望59-61
• 5.1 总结59-60
• 5.2 展望60-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-65
• 个人简历65

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