光伏系统的数据仿真和管理

【摘要】：在对能源需求越来越大的今天,生活中对于能源的探索也越来越多样化,随着科学技术的进步和发展,相继出现的能源从煤、石油、天然气一直到近年来的技术条件才刚刚能够加以利用的核能、太阳能、页岩气技术等,无不深刻地说明一个问题,在环境中的资源日益枯竭的今天,新能源相关学科是很有必要大力发展的一门交叉学科,值得我们从各种方面来分析和研究。 目前对于光伏系统的模拟,一般有两种模式,宏观方面就是建立基于电站或者实际的光伏阵列进行的数据监控系统,可以对真实的数据进行实时地记录；微观方面是单纯在计算机上或者在实验平台上,单独对某个组件进行仿真,在实验室中对组件的性能和控制策略进行优化。但在这些现有的模拟系统中,没有一款可以根据当地的气候条件和地理条件模拟大规模光伏组件工作状态的光伏系统的仿真和信息管理系统,各种对真实的系统的仿真是为了提高组件的性能设置和提高光电转换效率,并没有针对各种光伏组件的参数进行数据库建模和整理分析的工具。 本文从独立光伏发电技术的角度出发,利用较为先进的面向对象的编程语言C#,并结合仿真建模工具MATLAB开发出一款可以进行仿真建模的光伏仿真和数据管理系统,进行光伏系统的运行模拟,并可以根据不同的地理条件和环境条件,不同的光伏组件的参数进行调整和设置。并对生成的数据进行记录和各种统计学意义上的分析和计算,有助于了解采用光伏系统之后,构建实物仿真的必要性,并模拟各种极端天气情况。该系统由于采用了可以设置变量的程序界面,所以可以用于大规模光伏系统搭建前的一个软件模拟,可以从中计算出所需要的参数,从而在大型光伏系统搭建之前,通过参数的模拟结果提供有效的建议,对于同时该系统也可以作为监控软件使用,该系统也可以提供数据的输出和保存,方便数据进行研究。 本系统对各种功能进行模块化设计,使得每个模块都可以独立地进行工作和调试；对于数据库的分析和建模也是本系统区别于其他光伏系统的特点之一,采用Visio对数据库进行了从需求到概念设计,完整地记录和描述了光伏组件发电系统中各个环节中的各种参数。同时也采用大型软件常用的数据库系统Oracle对数据进行存储,方便对数据进行各种常用操作。本软件系统除了可以用作仿真系统之外,还对软件设置了串口通信的接口,方便进行二次开发,基于该系统的强大的数据库设计,要比普通的数据监控系统的数据记录和数据处理功能更丰富,可储存的变量和参数的数量也较多。 【关键词】：光伏系统 模拟 仿真 C#
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP311.52;TM615
【目录】：

• 中文摘要10-12
• Abstract12-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 课题背景和研究意义14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 本文的主要工作和创新点16-17
• 1.4 本论文的章节安排17-20
• 第二章 系统的需求分析和结构设计20-26
• 2.1 仿真原理的介绍20-22
• 2.1.1 光伏电池的理论数学模型20-22
• 2.2 模拟系统的需求分析22-25
• 2.3 本章小节25-26
• 第三章 系统的数据库设计26-38
• 3.1 数据库技术概述26
• 3.2 数据库的需求分析26-28
• 3.3 数据库系统的逻辑和结构设计28-32
• 3.4 数据库的生成过程32-34
• 3.5 数据库设计实例34-36
• 3.6 本章小节36-38
• 第四章 仿真系统的功能模块设计38-57
• 4.1 开发环境概述38
• 4.2 仿真中各个模块的具体底层设计38-55
• 4.2.1 参数设置模块的设计38-41
• 4.2.2 实时运行模块的设计41-46
• 4.2.3 历史数据模块的设计46-47
• 4.2.4 统计分析模块的设计47-49
• 4.2.5 数据预测模块的设计49-52
• 4.2.6 异常提醒模块的设计52-53
• 4.2.7 其他模块的设计53-55
• 4.3 本章小节55-57
• 第五章 仿真系统的功能模块实现57-71
• 5.1 仿真系统中各种模块的具体实现57-63
• 5.1.1 参数设计模块的实现58
• 5.1.2 实时运行模块的实现58-59
• 5.1.3 历史记录模块的实现59-60
• 5.1.4 统计分析模块的实现60-61
• 5.1.5 异常提醒模块的实现61
• 5.1.6 其他模块的实现61-63
• 5.2 仿真结果及分析63-65
• 5.2.1 仿真数据的来源63-64
• 5.2.2 仿真算例64-65
• 5.3 系统的调试、发布与安装65-69
• 5.3.1 系统的调试65-67
• 5.3.2 系统的发布与安装67-69
• 5.4 本草小节69-71
• 总结与展望71-73
• 6.1 总结71
• 6.2 展望71-73
• 参考文献73-78
• 致谢78-79
• 学位论文评阅及答辩情况表79

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