光伏并网微逆变器状态监测系统的设计与实现

【摘要】：微逆变器与传统集中式逆变器相比,具有输入电压低、输出电压高、功率小、抗局部阴影能力强、安装成本低、使用寿命长等优点。因此,随着太阳能发电技术的发展以及技术的进步,使得微逆变器十分具有吸引力。目前,微逆变器技术在国内还处于初级阶段,所以研究光伏并网微逆变器状态监测系统具有重要意义。 本文提出的光伏并网微逆变器状态监测系统是一个数据采集、数据传输、数据分析显示为一体的应用系统。该系统以单组微逆变器的运行状态信息为研究对象,主要以CAN-bus作为数据传输网络,配合Windows平台下Lab VIEW的数据处理软件来展开设计工作。对有关数据采集量的数据传输、通信方式、虚拟仪器软件系统开发及状态监测等方面进行了深入研究。 数据采集部分采用成都爱迪电气有限公司的32路模拟量采集板,主要负责微逆变器状态信息的采,将数据通过CAN-bus传输到数据传输部分。数据传输部分主要负责将各个CAN节点上采集到的数据转换为RS-232电平信号,上传给计算机。该部分的核心控制部分是内置CAN控制器的80C51内核单片机P87C591,它连接收发器和串行RS-232控制器MAX232,实现CAN数据与RS-232数据的相互转换。数据显示分析部分在PC机上运行,它以Lab VIEW的强大数据分析能力为基础,充分利用了Lab VIEW提供的各种功能数据分析库和控件,用图形化G语言设计界面显示程序进行数据显示。利用Lab VIEW提供的VISA技术,实现了Lab VIEW与RS-232接口之间的数据传输。 本文研究的微逆变器状态监测系统能够快速确定故障位置,找到故障原因,有利于工作人员快速、准确到的排除故障。最后,通过实验室样机运行,取得了良好的效果。 【关键词】：光伏并网 微逆变器 P87C591 CAN-bus LabVIEW
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.1.1 太阳能光伏发电的意义10
• 1.1.2 光伏发电系统进行微机监测的意义10-11
• 1.2 国内外研究动态11-12
• 1.3 光伏发电系统监测技术的发展12
• 1.4 本文的主要工作12-14
• 第2章 独立型太阳能光伏发电系统介绍14-21
• 2.1 光伏发电系统的介绍14-15
• 2.2 光伏并网微逆变器15-17
• 2.2.1 微逆变器的特点15-16
• 2.2.2 微逆变器的关键技术16-17
• 2.3 微逆变器监测系统17-19
• 2.3.1 监测系统的需求分析17-18
• 2.3.2 监测系统的实现方案18-19
• 2.4 本章小结19-21
• 第3章 光伏并网微逆变器监测系统硬件设计21-35
• 3.1 微控制器的选择21-24
• 3.1.1 P87C591的主要功能21-22
• 3.1.2 P87C591的硬件构成22-23
• 3.1.3 CAN特性描述23-24
• 3.2 信号检测电路24-25
• 3.3 模拟量采集电路25-31
• 3.3.1 模拟量采集电路的结构26
• 3.3.2 模拟量采集电路硬件设计26-31
• 3.4 数据传输电路31-34
• 3.4.1 数据传输电路的结构31
• 3.4.2 数据传输电路硬件设计31-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 光伏并网微逆变器监测系统软件设计35-64
• 4.1 下位机程序设计35-40
• 4.1.1 初始化程序36-38
• 4.1.2 CAN控制器白检测38-39
• 4.1.3 查询控制的发送39-40
• 4.2 上位机程序设计40-46
• 4.2.1 CAN驱动程序41-43
• 4.2.2 中断控制的接收43-45
• 4.2.3 RS-232中断数据读取45-46
• 4.3 计算机监测界面设计46-55
• 4.3.1 虚拟仪器LabVIEW46-47
• 4.3.2 LabVIEW串口通讯功能函数47-49
• 4.3.3 LabVIEW串口通信步骤49-50
• 4.3.4 LabVIEW程序设计50-55
• 4.4 通信网络设计55-61
• 4.4.1 下位机与上位机通信55-60
• 4.4.2 PC机与上位机通信60-61
• 4.5 监测系统的抗干扰措施61-63
• 4.5.1 硬件抗干扰措施61-62
• 4.5.2 软件抗干扰措施62-63
• 4.6 本章小结63-64
• 第5章 实验结果64-68
• 5.1 样机运行实物64-65
• 5.2 信息显示65-67
• 5.3 本章小结67-68
• 结论68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-72

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