虚拟仪器环境下的光伏电池性能测试研究

【摘要】：课题的研究内容来源于2011年广东省教育部产学研结合项目“广东优科绿色能源智能化检测科技特派员工作站(编号：2011B090600021)”,主要探讨一种基于虚拟仪器的光伏电池性能测试方法以及研制整个测试系统。 首先介绍了光伏测试系统的分类与组成,然后根据光伏电池的测试原理以及测试系统特性,研究并设计了一种虚拟仪器下的光伏电池性能测试方法。系统包括硬件和软件两部分：硬件部分主要完成太阳能电池支架、数据采集卡、调理电路的选型,在调理电路方面,所设计的模块包括：电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块；软件部分是选用LabVIEW程序控制PCI-1710采集卡实现对光伏电池的电压、电流数据采集、显示及存储等功能,并对所测的数据进行分析处理。根据测得的数据绘制光伏电池的伏安特性和功率特性曲线,并计算出光伏板的最佳工作电压、最佳工作电流和最大功率。 为了完成整套测试理论建立和测试系统平台搭建的目标,针对系统硬件的功能及系统软件的设计要求,分析和设计了测试系统的过程控制、对PCI-1710数据采集卡的控制、数据采集部分的实现、LabVIEW软件程序的设计和实现、系统数据处理、测量与显示的保存和分析。此测试方法具有一定的实用性和通用性,为以后大规模光伏发电系统模型的建立提供参考,也可以为其他类似材料的测试提供参考。 系统通过硬件与软件的结合,可以测量光伏电池的特征参数：开路电压、短路电流、最大功率点、光电转换效率等,并且具有小型化和智能化的特点。 最后本文对测试系统进行了评估,并提出改进系统的设想和方案。 【关键词】：光伏电池 虚拟仪器 数据采集 性能分析
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 课题研究背景及意义13-14
• 1.2 光伏电池测试技术国内外研究状况14-15
• 1.3 虚拟仪器技术的研究现状与应用15-16
• 1.4 课题来源16
• 1.5 课题主要研究内容16
• 1.6 本文结构与安排16-17
• 1.7 本章小结17-18
• 第二章 光伏电池测试的原理及其特性18-27
• 2.1 光伏电池的分类与发展状况18-21
• 2.1.1 光伏电池的分类18-20
• 2.1.2 光伏电池的发展状况20-21
• 2.2 光伏电池的工作原理21-22
• 2.3 光伏电池测试原理22-26
• 2.3.1 光伏电池测试系统原理及其组成22
• 2.3.2 光伏电池性能测试原理22-26
• 2.3.3 影响因素条件下的测试原理26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 光伏电池性能测试系统的整体设计方案27-35
• 3.1 系统整体方案的总述及其工作方式27-30
• 3.1.1 软件平台的选择与简介27-28
• 3.1.2 测试系统整体方案总述28-29
• 3.1.3 测试系统整体工作方式29-30
• 3.2 软件的层次结构设计30-31
• 3.3 系统的软件界面及流程设计31-32
• 3.3.1 软件界面31
• 3.3.2 流程设计31-32
• 3.4 系统原理及结构32-34
• 3.4.1 系统原理32-33
• 3.4.2 系统结构33-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 光伏电池性能测试系统软硬件设计35-55
• 4.1 测试系统硬件设计与选型35-42
• 4.1.1 光伏电池支架35
• 4.1.2 数据采集卡35-39
• 4.1.3 调理电路的设计39-42
• 4.2 软件功能模块设计42-54
• 4.2.1 用户登录模块42-44
• 4.2.2 信号采集模块44-46
• 4.2.3 特性分析模块46-48
• 4.2.4 数据管理模块48-51
• 4.2.5 图形打印模块51-53
• 4.2.6 系统总体主程序53-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第五章 系统测试及其结果分析55-61
• 5.1 系统调试55
• 5.2 实验结果与误差分析55-58
• 5.2.1 实验结果55-57
• 5.2.2 温度对光伏电池输出特性的影响57-58
• 5.2.3 结果的误差分析58
• 5.3 Ⅰ-Ⅴ曲线拟合58-60
• 5.4 本章小结60-61
• 结论与展望61-63
• 参考文献63-66
• 攻读学位期间发表的论文66-68
• 致谢68

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