光伏发电汇流装置的设计与研究

【摘要】：随着光伏发电技术的不断提高,太阳能光伏发电系统对其各功能组件提出了更高要求。光伏组件的转换效率随其使用数量增加而提高,但占用面积大,系统内部连接成本高,为了减少光伏组件与逆变器之间的连线,并在光伏组件和逆变器之间加以监控和保护,就需要将多路光伏组件的输出进行汇流和保护后,变为较少路的光伏电流输出,最后输入到逆变器。因此,在光伏发电系统中对智能化的光伏汇流装置进行研究和设计具有重要意义。 本文在分析光伏电池组件特性的基础上,重点研究了光照强度、温度、雷击对光伏系统性能的影响。研制了一套具有上位机监控功能的智能光伏汇流装置系统。该装置以ARM单片机LPC1114为控制核心,设计了工作电源模块电路,温度检测采样电路,电流电压检测电路,防雷单元,装置显示电路,RS485通信电路,最后为实现上位机与光伏汇流装置通信及其对装置在线监控,设计了基于LabVIEW的上位机监控系统,实现了对光伏发电系统中光伏组件的汇流、保护、监控作用。 本文对光伏汇流装置的硬件及其上位机的软件进行了重点设计。最后通过大量的实验,验证了该装置在光伏发电系统中的稳定性和可行性,优化了系统的拓扑结构,提高了系统的可靠性和可维护性。 【关键词】：光伏汇流装置 LPC1114 LabVIEW RS485通信
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 论文选题的背景及意义9-10
• 1.2 太阳能发电与光伏汇流装置的研究现状10-12
• 1.2.1 太阳能发电与光伏汇流装置在国外的研究现状10-11
• 1.2.2 光伏发电与光伏汇流装置的国内研究现状11-12
• 1.3 本论文主要研究内容和组成结构12-14
• 第二章 太阳能发电及汇流装置的总体研究14-24
• 2.1 太阳能发电的特点及应用14-15
• 2.1.1 离网光伏发电系统14-15
• 2.1.2 并网光伏发电系统15
• 2.2 光伏组件的基本特点15-20
• 2.2.1 光伏电池的基本特点15-19
• 2.2.2 光伏组件的连接结构19-20
• 2.3 光伏汇流装置的基本特点20-22
• 2.3.1 光伏汇流装置的作用21
• 2.3.2 光伏汇流装置的基本原理21-22
• 2.4 光伏汇流装置的组成及分类22-23
• 2.4.1 光伏汇流装置的组成22-23
• 2.4.2 光伏汇流装置的分类23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 太阳能光伏汇流装置的总体设计要求与分析24-36
• 3.1 系统的设计原则24-25
• 3.2 系统的功能要求25-26
• 3.3 系统设计分析26-35
• 3.3.1 局部阴影条件下光伏组件特性分析26-32
• 3.3.2 雷击对光伏组件的影响分析32-34
• 3.3.3 光伏汇流装置对光伏组件汇流的作用分析34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 太阳能光伏汇流装置的硬件设计36-53
• 4.1 光伏汇流装置的硬件设计36-49
• 4.1.1 光伏汇流装置控制系统的硬件框图36
• 4.1.2 核心控制单元芯片的选择36-37
• 4.1.3 电源电路模块37-39
• 4.1.4 温度检测、采样电路39
• 4.1.5 电流电压检测模块39-43
• 4.1.6 防雷单元设计43-44
• 4.1.7 显示电路44-45
• 4.1.8 RS485通信电路45-47
• 4.1.9 保护单元设计47-49
• 4.2 光伏汇流装置的监控系统设计49-51
• 4.2.1 LabVIEW 简介49-50
• 4.2.2 监控界面的选择50
• 4.2.3 监控界面的设计50-51
• 4.3 本章小结51-53
• 第五章 系统软件设计与实验分析53-72
• 5.1 系统软件设计53-61
• 5.1.1 光伏汇流装置控制系统的软件设计53-54
• 5.1.2 光伏汇流装置控制系统的显示程序设计54-55
• 5.1.3 光伏汇流装置控制系统的数据传输单元软件设计55-58
• 5.1.4 上位机软件设计58-59
• 5.1.5 上位机监控系统软件设计59-61
• 5.2 系统测试与实验分析61-70
• 5.2.1 光伏汇流装置的运行测试62-64
• 5.2.2 光伏汇流装置的采集测试64-68
• 5.2.3 光伏汇流装置的监控测试68-70
• 5.3 测试实验结论70-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-73
• 6.1 全文总结72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 在读期间发表的论文78

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