碟式太阳能发电站实时监控与数据采集系统实现

【摘要】：碟式-斯特林太阳能热发电站通常由几十台甚至上百台发电单元组成,单个碟式-斯特林热发电系统通常由斯特林发动机、碟式镜面装置、发动机的下位机控制系统三个部分组成。太阳辐射不稳定性和间歇性使碟式-斯特林太阳能热发电站极其容易受到环境和天气等因素的影响,进而使整个电站的输出时刻都处于动态变化之中。这就意味着电站很难保持长时间稳定的工作,同时也会对电网造成较大的冲击。因此,针对太阳能热发电站的实时监控与数据采集系统将有助于大幅提高太阳能的利用率和电站运行的稳定性。本文的主要工作包括五个部分:首先阐述了碟式-斯特林太阳能热发电站和太阳能电站的实时监控与数据采集系统的国内外研究动态、现状与发展趋势。其次分析了太阳能热发电站的三大发电技术,碟式斯特林发电装置的工作原理与特点,以及组成部分,概述了碟式斯特林下位机控制系统的硬件和软件设计;第三,针对碟式太阳能电站的基本情况,分析了碟式-斯特林热发电站独有的特点,给出了实时监控与数据采集系统的体系架构和功能需求分析,完成了整个电站的硬件通信体系结构和系统的通信规约设计,给出了数据库系统设计。第四,给出了整个系统的各个关键模块的软件模拟器,包括核心板控制器、发动机传感器模拟器和电机控制模拟器,完成了实时监控与数据采集系统的实现及调试,并给出了发电现场数据采集分析。最后对本文的主要工作进行了总结,提出尚存在的不足及未来工作展望,下一步需要继续完成的工作。 【关键词】：碟式 斯特林 太阳能 监控系统 数据采集
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TP277;TP274.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 碟式斯特林发电装置研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究动态10-11
• 1.2.2 国内研究动态11-12
• 1.3 实时监控与数据采集系统研究现状12-14
• 1.3.1 国外研究动态12-13
• 1.3.2 国内研究动态13-14
• 1.4 本文的主要工作和组织结构14-16
• 1.4.1 主要工作14
• 1.4.2 组织结构14-16
• 第2章 碟式斯特林发电装置及控制系统16-22
• 2.1 太阳能热发电技术16-18
• 2.2 碟式太阳能热发电系统18-19
• 2.2.1 碟式镜面装置18-19
• 2.2.2 斯特林发动机19
• 2.3 碟式斯特林下位机控制系统19-21
• 2.3.1 下位机控制系统硬件设计概述19-20
• 2.3.2 下位机控制系统软件设计概述20-21
• 2.4 本章总结21-22
• 第3章 实时监控与数据采集系统分析与设计22-40
• 3.1 概述22-25
• 3.1.1 碟式太阳能电站基本情况22-23
• 3.1.2 碟式太阳能电站实时监控与数据采集系统特点分析23-25
• 3.2 实时监控与数据采集系统体系结构25-27
• 3.3 实时监控与数据采集系统功能需求分析27-29
• 3.3.1 系统硬件体系结构27-28
• 3.3.2 数据采集模块功能需求28
• 3.3.3 实时监控模块功能需求28-29
• 3.4 实时监控与数据采集系统设计29-34
• 3.4.1 数据通信规约29-30
• 3.4.2 通讯方式与检错方式设计30-32
• 3.4.3 实时控制模块设计32-34
• 3.5 数据库系统设计34-39
• 3.5.1 实时数据库35-37
• 3.5.2 历史数据库37-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 系统实现40-53
• 4.1 模拟器实现40-44
• 4.1.1 核心板控制器40-41
• 4.1.2 发动机传感器模拟器41-43
• 4.1.3 电机控制模拟器43-44
• 4.2 实时监控与数据采集系统实现44-46
• 4.3 系统联合调试46-50
• 4.4 发电现场数据采集分析50-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 结论与展望53-55
• 5.1 结论53-54
• 5.2 展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58

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