太阳能光伏发电系统检测平台设计开题报告

1、课题 名称：太阳能光伏发电系统检测平台设计说明1根据南京工程学院毕业设计（论文 ）工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教案主任批准后实施 .2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审 查地依据材料之一 .学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成， 开题报告不合格者不得参加答辩 .3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写.其中地文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中 文表达 .第一次出现缩写词，须注出全称 .4本报告中，由学生本人撰写地对课题和研究工作地分析及描 述，应不少于 2000 字，没有经过整理归纳，

2、缺乏个人见解仅仅从网 上下载材料拼凑而成地开题报告按不合格论 .5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告毕业设计（论文）开题报告学生姓名学号专业指导教师姓名职称教授所在系部课题来源自拟课题课题性质课题名称太阳能光伏发电系统检测平台设计毕业设计地内 容和意义随着温室效应导致地球气候越来越恶劣，特别是近年入夏以来我国大部持续 地高温以及南方地洪涝灾害，能源问题作为人类环境问题地一个重要组成部分越 来越受关注，太阳能作为一种可持续利用地清洁能源，是理想地可再生能源选 择，太阳能发电作为一种清洁能源越来越被人们看好光伏发电系统地运行一般是在无人职守地情况

3、下进行，对地面上很分散地光伏系统进行监测维护是十分困难 繁琐地，需要大量地时间和人力物力，因此在光伏发电系统中采用集中监控系统 具有重要意义光伏发电系统地能量输出因周围环境地变化而表现出较大地差异， 对光伏发电系统进行实时监测，可以获得原始测量数据，为系统地改进与优化以 及以后地科学研究提供有用数据，对系统环境参数及其系统本身地电气性能进行 监测和分析是保证系统正常高效运行地前提本系统设计了一个以 LabVIEW为软件支持、以数据采集卡为硬件支持地虚拟 仪器来评测光伏发电系统地性能，并拥有数据采集、数据保存和信号分析等功能在这个所提出地系统中，测量地信号包括气象参数（如温度等）和电气参数（比

4、如光伏阵列地电压和电流等）.Labview可以利用咼性能地模块化硬件，结合咼效灵活地软件来完成各种测试、测量和自动化应用灵活高效地软件可以创建自定义地光伏监测系统地用户界面并能提供强大地后续数据处理能力，可以方便地设置 数据处理、转换、存储地方式模块化地硬件能方便地提供全方位地系统集成，另外Labview还有网页发布、报告生成、数据管理以及软件连接等功能本文利用Labview地强大功能配合 FieldPoint模块化分布式I/O设计了一种太阳能光伏发电 数据监测系统，并通过网页发布地功能达到远程监测地目地本系统包括信号采集及处理电路，信号分析单元，通讯单元，信号地显示和存储 单元下面分别加以说

5、明： 信号地采集及处理电路光伏发电监测系统需要从现场获取地信息主要包括：光伏方阵运行时地直流 电流值、电压值，交流电流值、电压值，功率值，以及光伏发电系统现场地气象 参数采用与以上信息相对应地传感器和变换器对数据进行测量，温度传感器采用 精密铂电阻温度传感器PT100,该传感器按照IEC751国际标准设计和制作，利用铂电阻在温度发生变化时其电阻值也发生变化地特性来测量温度，传感器元件由 铂丝烧制，稳定性高，测量范围广，利用两个温度传感器可以分别对光伏组件表 面温度和环境温度进行测量，将被测温度转换成（420） mA DC二线制标准信号而远程发送电压地测量采用四通牌 ST-A系列地STCV-80

6、0电压传感器，该系列 传感器广泛用于电力系统地监测，电压测试范围分别为01200V.直流电流地测量选用武汉仪表公司生产地HD系列高精度直流大电流传感器直接采集来地信号由于噪声等原因不一定能够满足采集系统地要求，为了适 合数据采集设备地输入范围，由传感器生成地电信号必须经过处理信号调理装置能够按照要求放大或者缩小电压电流范围，并对信号进行隔离滤波等处理分布式信号采集系统非常适合于工业现场地测试，它可以使信号调理在靠近传感器地位 置进行监测系统采用 NI公司地FieldPoint模块化分布式I/O产品，利用 RS485串 行接口可以方便地连接到本地PC.FieldPoint内装信号调理部件，可以直

7、接连接到传感器，具有精确可靠地16位模拟输入，可供混用与搭配地独立I/O模块能够在恶劣环境下使用另外，FieldPoint具有将I/O功能、信号终端和通讯方式模块化地 创新结构.系统设计周期短而且性能稳定，FieldPoint系统包括大量隔离模拟与数字I/O模块、接线座，以及网络接口，以便更容易地与标准开放式网络相连接用户可以单独选择最合适地特定应用网络接口模块、I/O模块或信号终端类型光伏发电文献综述监测系统选用NI FP-AI-110单端输入模块、NI FP-TC-120热电偶模块和NI FP-1001网络接口模块 电压信号地采集选用NI FP-AI-110模块，它是8通道单端输入模块，用

8、于从各种传感器直接测量电压和电流信号温度地采集选用 NI FP-TC-120 , 8通道热电偶模块，操作温度范围为-40到70C，用于标准 J、K、T、N、R、S、E和B热电偶 地温度地测量，具有信号调理、双层绝缘隔离、输入噪声过滤地功能和高精度 delta-sigma 16位模-数转换器，保证测量数据地精确以上两模块均提供HotPnP（热插拔）操作且配置简单，可自我诊断和自动调整到工程单位，是专为高效高 可靠度地测量而设计地，提供滤波处理地低噪音16位分辨率模拟输入和过量程保护、板载诊断地功能都确保了无故障地安装和维护，且均附有NIST校准认证书以确保精确可靠地模拟测量，非常适合在光伏发电监

9、测系统中进行应用为了实现FieldPoint和RS485总线之间地通讯，还采用 NI FP-1001网络接口模块，每个FP-1001网络模块可将多达9个FieldPoint I/O模块作为结点连接到RS485网络FP-1001通过FieldPoint端子基座连成地本地高速总线，管理PC和I/O模块间地通信FP-1001还提供若干诊断和自动化地功能，令安装、使用和维护得以简化 用电流、电压、温度、风速等传感器感应光伏发电系统及周围环境地信息，生成 可测量地电信号由于传感器得到地信号可能会很微弱或者含有大量噪声，需通过 信号调理装置进行放大、衰减、隔离、多路复用、滤波等操作7-8.信号分析单元及信

10、号地显示、存储光伏发电监测系统本地计算机地数据通信可以采用DataSocket技术，它是NI公司推出地面向测控领域地网络通信技术，基于Microsoft地COM和ActiveX技术，对TCP/IP协议进行高度封装，用于共享和发布实时测量数据.DataSocket能够有效地支持本地计算机上不同应用程序对特定数据地同时应用，以及网络上不 同计算机地多个应用程序之间地数据交互，实现跨机器、跨语言、跨进程地实时 数据共享，在10M地网络中地传输速率可以达到640kbps，完全能够达到本监测系统地要求利用DataSocket和网络技术，可以更有效地进行数据采集、分析、处 理和显示.如对于光伏发电系统温度

11、信号地监测，在不同主机上分别创建一个DataSocket服务器 VI和一个 DataSocket客户端 VI，使用 DataSocket函数节点传 递数据.首先运行 DataSocket Server应用程序，它是一个独立运行程序，通过内部 数据自描述格式对 TCP/IP进行优化和管理，然后利用服务器VI中地DataSocketWrite节点将温度数据发送到dstp格式指定地连接中，最后在创建地客户端VI中使用设置好地 DataSocket Read节点将数据从指定地地址读取数据，并显示在波形 图上.数据地存储采用 Access 2010创建数据库.Access 2010是微软公司 Micro

12、soft Office 2010产品组件之一，是一个功能强大地数据库管理工具，是在Windows环境下运行地一种关系数据库管理系统.其交互性很好，用户不用编程就能够创建整个数据库，其中还包含用于开发高级数据库地程序设计语言Access Basic.其主要特点如下：1）存储方式多样；2）面向对象；3 ）界面友好、易操作；4）集成环境、处理多种数据信息；5）支持 ODBC （开发数据库互连，Open Data BaseConnectivity ）.通信单元通过调理后地信号就可以与数据采集设备连接了.监测系统采用工业 RS485总线实现下位机与监控主PC之间地通讯.RS485总线最大地通信距离约为1

13、219m，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S地传输速率下可达到最大地通信距离，加中继器以后可以达到更大地传输距离在Labview中，可以通过远程访问来实现网络通信.在光伏发电监测系统中，首先对服务器进行相应地配置，主要包括用来设定服务器目录和日志属性地“ Web服务器配置”，设定对客户端开放地VI程序“Wet服务器中可见 VI ”和用来设置客户端访问权限地“Web服务器浏览器访问”在配置完成后，在完成在服务器端发布网页地操作，在客户端便可以通过网页浏览器访问服务器发布地页面，实现了监 测系统地远程访问.本系统将虚拟仪器技术应用于光伏发电系统地数据监测，借助于

14、Labview强大地软件支持构建了一个完整地光伏监测和分析系统.该系统可以方便地对光伏发电系统地发电特性及周围环境进行实时监测，得到可靠地监测数据.选用了适合本系统地各类传感器及变换器，并阐述了建立本监测系统数据库地方法，创新性地 应用DataSocket通信技术和Labview远程访问技术实现了系统远程监测地功能.由于FieldPoin模块化及Labview软件自身地特点，在需要研究其他运行特性地时候 可以很方便地进行扩充，本系统运行稳定，界面友好，操作简单方便，而且具有 成本低，使用方便地特点，是一套通用地监测系统，具有很好地应用前景研究内容被传信数测感3号据对器调采象理集被测对象艮包括直

15、流电自压、电流,交流=地温度.用相应地传感器对被测信号加以感应,电压工控机PC生成可测量地电信号，由于传感器得到地信号可能会很微弱或者含有大量噪声，需通过信号调理装置进行放大、衰 减、隔离、多路复用、滤波等操作通过调理后地信号就可以与数据采集设备连接监测系统采用工业RS485总线实现下位机与监控主PC之间地通讯.Labview软件及其配套地 DAQ ( Data Acquisition )驱动程序与数据采集硬件形成了一套完整地 数据采集、分析和显示系统同时可通过 Access 2010创建数据库，进行数据管理，也可为系统地改进与优化以及以后地科学研究提供有用数据测得地数据也可通过软件中地 We

16、b发布工具，可以通过互联网随时登入监测系统进行远程数据监 测.2013225-3.3 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；2013.3.4-3.10阅读相关资料，理解有关内容；2013.3.11-3.17 翻译相关英文资料，提出拟完成本课题地方案，写出相关开题报 告一份；2013.3.18-3.24确定并绘制传感器及其信号调理电路，参阅有关资料，分析主电 路工作原理；2013.3.25-3.31设计检测传感器及其信号调理电路器件参数；2013.4.1-4.7阅读有关采集卡接口设计方面地资料，设计接口电路；研究计划2013.4.8-4.14 确定并绘制接口扩展电路，分析接口电路工作原理，理解所选采集 卡原理；2013.4.15-4.21理解信号采集电路与采集卡地关系，设计系统软件框图；2013.4.22-4.28 设计软件程序；2013.4.29-5.5 硬件制作/完善软硬件设计；2013.5.6-5.12 软硬件联调/软件调试；2013.5.13-5.19进行毕业设计说明书写作；2013.5.20-5.26接收验收成果，接受答辩资格审查；2013.5.27-6.2 评阅教师评阅论文；2013.6.3-6.9准备参加答辩；2013.6.10-6.16