太阳能热电一体化监控系统的开发与研制

【摘要】：目前,地球人口已经超过70亿,并且每年增长约1.5%,巨大的人口压力导致能源问题成为当代人乃至后代人必须解决的问题。如今以化石燃料为主的火力发电占据世界能源体系的核心地位,但是其潜在后果十分深远。与传统能源相比,太阳能作为可再生清洁能源,已经成为能源结构中的重要一环。越来越多的国家通过了可再生能源组合标准(RPS),即按计划逐年提高可再生能源在能源结构中的比例。 本文以大连半导体产业园为背景,借助国内外最新出现的“光伏光热一体化(PV/T)”概念,研究了光伏光热一体化监控系统的设计与开发。本系统采用内嵌微热管控温阵列的光伏组件作为基础结构,进行了能源转化创新性设计,该设计将产出的电能供给系统,将制备的热水作为空调系统低位热源为系统制热并提供生活热水。该创新性应用做到了真正意义上的光伏光热联产,实现了对能源的合理分配和高效利用。 本文给出了光伏光热一体化系统的设计参数,阐述了完备的整体设计方案,包括器件选型、软件的开发等。本系统采用了SIEMENS公司生产的S7-300系列PLC作为现场控制设备进行逻辑控制程序的开发,采用了亚控公司生产的组态产品“组态王”作为过程控制设备开发程序进行光伏光热一体化监控系统的]HMI(Human Machine Interface)界面开发。 通过对PLC控制程序和组态王监控界面的联调,实现了数据采集、实时监测、远程控制、报警监测等功能。PLC控制程序可以完整实现系统工艺要求,组态王监控界面可以完整监视整个工艺流程,完成了系统设计规划和设计要求。 【关键词】：光伏光热一体化 可编程序控制器 组态 监控系统
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 项目背景及研究意义8-10
• 1.2 国内外光伏光热一体化技术现状10-12
• 1.2.1 热管技术发展现状10-11
• 1.2.2 光伏光热组件发展现状11-12
• 1.3 本文主要内容介绍12-13
• 2 光伏光热一体化系统工艺设计13-17
• 2.1 光伏光热一体化系统工艺13-14
• 2.2 工作站功能14-15
• 2.3 设计内容15-16
• 2.4 本章小结16-17
• 3 光伏光热一体化系统整体设计17-28
• 3.1 光伏光热一体化系统组成17-18
• 3.2 光伏光热一体化系统参数计算18-19
• 3.3 光伏系统参数计算及器件选型19-23
• 3.3.1 光伏系统选型19
• 3.3.2 光伏系统结构及器件选型19-23
• 3.4 采暖制冷系统参数计算及器件选型23-26
• 3.4.1 中央空调机组选型23-25
• 3.4.2 热泵参数计算25-26
• 3.5 系统技术经济分析26-27
• 3.6 本章小结27-28
• 4 光伏光热一体化控制系统的开发28-50
• 4.1 光伏光热一体化控制系统结构28-29
• 4.2 光伏光热一体化控制系统设计流程29-30
• 4.3 可编程序控制器通信30-31
• 4.4 监控系统控制程序开发31-49
• 4.4.1 创建PLC项目31
• 4.4.2 硬件组态31-33
• 4.4.3 NetPro网络组态33-34
• 4.4.4 符号表编辑34
• 4.4.5 梯形图设计34-35
• 4.4.6 模拟量转换程序35-37
• 4.4.7 站点一光伏系统监控程序37
• 4.4.8 站点二集热系统监控程序37-44
• 4.4.9 站点三采暖制冷系统监控程序44-49
• 4.5 本章小结49-50
• 5 光伏光热一体化系统监控界面的开发50-65
• 5.1 组态软件50-52
• 5.1.1 组态软件的发展趋势50-51
• 5.1.2 主流组态软件简介51-52
• 5.2 “组态王”简介52-53
• 5.3 监控界面开发53-64
• 5.3.1 项目建立及系统参数的配置53-54
• 5.3.2 组态王与PLC通讯配置和变量连接54-56
• 5.3.3 登陆界面及用户权限设置56-57
• 5.3.4 总监控画面57-58
• 5.3.5 站点一监控画面58-59
• 5.3.6 站点二监控画面59-62
• 5.3.7 站点三监控画面62-64
• 5.4 本章小结64-65
• 6 光伏光热一体化系统调试及展望65-67
• 6.1 系统仿真调试65-66
• 6.2 系统改进展望66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-70
• 致谢70-71

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