论文部分内容阅读
当今社会,以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要,加速开发利用太阳能等可再生能源已成为人们的共识,利用洁净的太阳能光生伏打效应为基础的光伏发电技术有着十分广阔的应用前景。但太阳能利用效率低这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及。为了推广太阳能技术的应用,提高太阳能的利用效率,本文在设计太阳能光伏发电系统的基础上,开发了基于计算机编程语言和数据库的光伏发电监控系统,最后又对本文所设计的太阳能光伏发电系统的节能和环保效益进行了分析,说明了本设计的工程实践意义。本文在仔细研究国内外的太阳能发电技术背景以及发展状况的条件下,阐述了课题的研究背景、意义、开发的目的。以50KW光伏发电系统为背景,进行了系统的总体设计和上位机SCADA监控系统的设计与实现。首先,介绍了光伏发电系统的发展,其应用具有长远的重要意义,阐述了各类光伏发电系统的工作原理、系统结构和在实际中的应用概况等。然后,结合50KW太阳能光伏发电系统的实际情况和需要,对所用的光伏组件进行了计算和分析,选择了适合于本系统的光伏组件。在此之上,设计了系统的总体结构,这里包括：最大功率控制、DC/DC变换控制电路、DC/AC变换控制电路。针对光伏组件路数多、需要监视的参数多和逆变器参数多的特点,应用DSP和FPGA等先进芯片,对采样系统和通讯系统进行了设计与实现。然后,在软件实现时,为了保证监控数据的实时性和可靠性,应用SOLServer2000和VB6.0,对系统进行了功能模块设计、实时数据库设计、历史数据库设计和界面设计。利用MSComm控件,实现计算机与下位机的通讯。在这里有三点重要的设计,建立监控系统通讯接口的设计,这是监控软件的关键部分,即在物理层RS485构建Modbus通讯协议；数据库设计,用ODBC开发光伏发电SCADA数据库系统应用程序并用MFC访问ODBC;人机界面程序设计,选择计算机编程语言进行显示界面的程序设计,并且利用了MSComm控件功能设计可视化的人机界面。从而实现了PC机对太阳能发电系统各个设备的运行消耗情况进行状态监控、参数设置、系统管理以及故障报警信息等,研究并实现了在用计算机软件对太阳能光电系统进行监控的过程中的上下位机之间的通信。最后,全面分析了光伏发电系统的节能与经济效益,通过对成本的测算和发电量等的计算和分析,证明了光伏系统为我们所带来的经济效益是巨大的。