分布式光伏电站监控系统的设计与研究

【摘要】：随着我国光伏产业的发展，分布式电站将成为未来重要的发展方向之一。然而，分布式光伏电站往往分散广泛，电站的监控维护十分繁琐，如采用传统监控做法需要大量人力物力。本文在研究现有的光伏电站的工作原理以及国内外光伏监控系统的基础上，设计了一个性价比高、操作简便、方便管理的电站监控系统。该电站监控系统结合了物联网和因特网，建立了光伏电数据的传输通道，实现了电站数据的云端存储功能，并为用户提供了多种查询途径。 主要研究内容如下： 1）基于Zigbee协议和TinyOS系统并使用CC2430芯片，实现了监控系统中光伏组件信息的无线传输。 2）基于android智能手机，实现了用于数据上传和远程控制的数据处理终端。 3）使用云虚拟主机创建了基于B/S架构用于处理上传信息并为用户提供服务的网络中心，实现了用户通过浏览器或微信实时获取电站工作状态的功能。 4）使用该电站监控系统，通过实验分析了南京雾霾期间的降尘对光伏组件的影响。与其他监控系统相比，本监控系统安装灵活、成本低、监控精度高、数据处理方便、并且具有较大的提升空间。 【关键词】：分布式光伏电站 Zigbee android手机 云虚拟主机 监控系统
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 图表清单9-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题背景11-13
• 1.1.1 光伏产业背景11-12
• 1.1.2 光伏监控系统研究发展和现状12-13
• 1.2 课题研究意义13
• 1.3 本课题主要研究内容13-15
• 1.3.1 各章节内容安排14-15
• 第二章 太阳能光伏电站相关理论以及智能监控系统总体设计15-21
• 2.1 太阳能光伏发电系统基础理论15-18
• 2.1.1 几种太阳能发电的原理和组成15
• 2.1.2 太阳能光伏发电系统的构成15-17
• 2.1.3 太阳能光伏发电系统的工作原理17-18
• 2.2 太阳能光伏电站智能监控系统总体设计18-20
• 2.2.1 光伏电站智能监控数据传输19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 无线传感网络单元的设计与实现21-36
• 3.1 Zigbee 技术介绍21
• 3.2 无线传感网络监控系统开发环境介绍21-25
• 3.2.1 无线传输模块硬件平台选择21-22
• 3.2.2 无线传感网络软件开发环境22-25
• 3.3 TinyOS 系统无线监控系统的总体设计25
• 3.4 无线传感器节点 TinyOS 系统的设计25-28
• 3.4.1 无线传感器节点软件设计25-26
• 3.4.2 TinyOS 数据采集模块26-27
• 3.4.3 无线传感器节点 TinyOS 系统组件配置27-28
• 3.5 无线传感网网关节点 TinyOS 系统设计28-30
• 3.5.1 网关节点程序中断流程设计28-29
• 3.5.2 无线网关板节点 TinyOS 系统组件配置29-30
• 3.6 无线传感网络网关板与上位机通讯软件的设计与测试30-35
• 3.6.1 无线传感网络网关板与上位机串口通讯协议30-31
• 3.6.2 无线传感器节点与网关板通讯测试31-33
• 3.6.3 无线传感网 PC 端上位机软件的设计33-35
• 3.7 本章小结35-36
• 第四章 基于 android 系统手机的智能管理单元的设计36-44
• 4.1 智能监控系统智能管理单元总体设计36-37
• 4.1.1 智能管理单元硬件设计36-37
• 4.2 Android 系统监控程序设计37-42
• 4.2.1 Android 集成开发环境的搭建37-38
• 4.2.2 Android 应用程序的构成38-39
• 4.2.3 监控程序模块设计39-41
• 4.2.4 监控程序主要模块的具体实现41-42
• 4.2.5 监控程序的全局配置42
• 4.3 本章小结42-44
• 第五章 网络数据处理单元的设计44-53
• 5.1 光伏监控系统网络数据处理单元架构44-46
• 5.1.1 虚拟主机简介44-45
• 5.1.2 网络数据处理单元的开发语言简介45-46
• 5.2 光伏监控系统上传数据的处理46-47
• 5.3 光伏监控系统网站设计47-48
• 5.4 光伏监控系统微信公众平台服务号设计48-52
• 5.4.1 配置微信公众平台开发模式消息接口49
• 5.4.2 微信公众平台自定义菜单的实现49-50
• 5.4.3 微信公众平台用户交互实现50-52
• 5.5 本章小结52-53
• 第六章 光伏监控系统测试与数据分析53-60
• 6.1 太阳能光伏监控系统测试对象53
• 6.2 监控系统室内模拟测试53-54
• 6.3 监控系统实地测试54-56
• 6.4 降尘对光伏发电影响56-59
• 6.5 本章小结59-60
• 第七章 总结与展望60-62
• 7.1 总结60-61
• 7.2 展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 在学期间发表的学术论文以及科技成果66-67
• 附录一：部分 TinyOS 光伏数据采集组件代码67-70
• 附录二：TinyOS 光伏传感器程序部分源代码70-75
• 附录三：TinyOS 网关节点程序部分源代码75-76
• 附录四：Android 程序全局配置代码76-78
• 附录五：微信自定义菜单 Json 代码78-79

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