分布式并网光伏发电远程测控系统的设计与实现

【摘要】：随着人类生活水平的提高,人类对生存环境和能源的要求越来越高。由于化石能源的枯竭与日益严重的环境问题,寻找新的清洁能源已经迫在眉睫。太阳能取之不尽,用之不竭,被认为是解决能源与环境矛盾的有效途径之一。太阳能光伏发电零排放,零污染,已经受到世界各国的关注和青睐。我国是太阳能光伏组件的生产大国,但是百分之九十以上的光伏组件出口国外,自身对光伏发电的研究和应用很少,没有形成完整的产业链。国家能源局发布《太阳能发电发展“十二五”规划》指出在“十二五”期间,将大力发展光伏发电,光伏发电的应用迎来了春天。随着分布式发电与智能电网成为热门话题,单一的大电网运行模式已经不能满足人类对电能质量的要求,分布式电源与电网相结合成为一种趋势。分布式并网光伏发电系统将成为太阳能应用的主要发展方向。随着大量分布式光伏发电系统接入电网,将会对电网造成冲击和影响。国外发达国家在分布式光伏发电领域已经处于领先地位,然而我国对于分布式光伏发电的研究起步晚,技术相对落后。分布式光伏发电系统与电网既可以并联运行,还可相互独立运行,在发生故障后可快速断开连接避免造成大面积停电事故。为了研究分布式光伏系统对电网产生的影响,本文在山西大学近代物理实验室搭建了一套分布式并网光伏发电模型。并基于STC12C5A60S2单片机与电能芯片CS5463设计了分布式并网光伏发电远程测控系统,用户可在不同终端查看系统运行状态,并可远程控制系统与电网的连接状态,在负荷高峰期实现调峰的功能。系统中多功能双向电表可以精准测量系统和电网之间的双向电能以及有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、谐波有功功率、基波有功功率和基波无功功率等信息。该系统不仅可做为教学仪器对学生进行光伏发电和分布式电源的教学,同时记录分布式光伏系统并联电网运行的数据,为智能电网的研究提供数据支持。 【关键词】：分布式电源 光伏并网发电 双向电表
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 全球能源背景简介12-13
• 1.2 研究分布式光伏发电的意义13-15
• 1.3 国内外研究现状15
• 1.4 论文主要研究内容和结构15-17
• 第二章 光伏电池特性研究17-30
• 2.1 光伏电池的发展17
• 2.2 光生伏特效应的原理17-20
• 2.2.1 量子理论基础18-19
• 2.2.2 光生伏特效应19-20
• 2.3 光伏电池的数学模型与特性20-22
• 2.4 光伏电池量子效率测量22-28
• 2.4.1 量子效率测量仪器介绍23-26
• 2.4.2 常见光伏电池量子效率测量结果26-28
• 2.4.3 测试结果分析28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 分布式光伏发电远程测控系统硬件设计30-47
• 3.1 分布式光伏发电测控系统的设计30-34
• 3.1.1 独立光伏发电系统30-32
• 3.1.2 并网光伏发电系统32-33
• 3.1.3 分布式光伏系统的设计结构33-34
• 3.2 双向电能表的设计34-41
• 3.2.1 单向电能表并网测试存在的缺陷34-35
• 3.2.2 电能的测量以及方向判断原理35-36
• 3.2.3 基于CS5463的双向电表设计36-41
• 3.3 基于STC12C5A60S2的测控电路设计41-45
• 3.3.1 主控芯片介绍41-42
• 3.3.2 模拟数字转换(ADC)原理42-43
• 3.3.3 直流测试电路设计43-44
• 3.3.4 控制电路设计44-45
• 3.4 通讯电路设计45
• 3.5 本章小结45-47
• 第四章 分布式光伏发电远程测控系统的软件设计47-63
• 4.1 电能计量芯片CS546347-50
• 4.1.1 CS5463的串行接口47-49
• 4.1.2 CS5463初始化流程49-50
• 4.2 基于STC12C5A60S2程序开发50-58
• 4.2.1 STC12C5A60S2的开发环境50-52
• 4.2.2 STC12C5A60S2的中断程序52-57
• 4.2.3 分布式系统程序设计57-58
• 4.3 基于Yeelink物联网平台的远程监控设计58-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 总结与展望63-65
• 5.1 全文总结63-64
• 5.2 对今后工作的展望64-65
• 参考文献65-69
• 攻读学位期间取得的研究成果69-70
• 致谢70-71
• 个人简况及联系方式71-72
• 承诺书72-73

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

支持向量机回归算法预测局部遮阴光伏发电系统最大功率    赵丹

转地养蜂专业户光伏系统的研究    杜忠明;熊飞峤;李天华;

大型集中并网光伏电站硬件设计要求及安全保护    王志刚;龙维绪;崔海昱;邓菊莲;刘祖明;廖华;涂洁磊;

关于青藏铁路工程中太阳能光伏发电的应用分析    鲁延武;高佳;

太阳能光伏支架系统的应用    李天下;

可再生能源综合应用于高速公路照明系统的可行性    刘方伟;杨向东;金建华;

大梅沙—万科中心工程太阳能光伏发电系统的应用    朱永斌;陈文良;

浅谈光伏建筑一体化在超高层建筑珠江城项目的应用    华锡锋;周名嘉;

太阳能发电技术与应用 第一讲：太阳辐射与太阳能资源    王健强;

第五讲:并网光伏发电系统    王健强;

30kW太阳能并网发电系统应用与运行浅析    沈晨;陈晓明;

太阳能光伏发电系统工程结构强度设计    郝文华;

国内外太阳能空间结构的应用与技术探讨    罗尧治;饶力;

太阳能光伏建筑一体化设计与施工概述    罗尧治;吴成万;周南;徐东升;林建杰;叶幸超;

光合细菌连续制氢试验系统设计    李刚;张全国;杨群发;岳建芝;

兆瓦级并网光伏示范电站的优化匹配设计    明杰;刘志璋;张庆祝;

分布式光伏逆变器对配网继电保护的影响    张剑;袁晓冬;

光伏组件抗剪刚度的试验与有限元研究    李亮;赵宪忠;

分布式太阳能光伏发电与能源可持续利用    王经;孙康杰;

太阳能低层钢结构住宅一体化设计研究    林远东;李波;李晨希;

太阳能电池特性仿真及其在电气电子类课程教学中的应用    韩宇;张亚茹;丁凯宁;邓永庚;张守铭;石敏惠;孟晓芳;王立地;

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

人工智能及其在风—光互补发电场中的应用研究    张伯泉

太阳能光合细菌连续制氢试验系统研究    李刚

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

西藏高寒地区水泥混凝土路面太阳能融雪（冰）技术研究    尉学勇

光伏系统在内蒙古地区标识绿色建筑节能贡献    明杰

基于分布式电源的微网控制及运行优化研究    赵耀

多电平直流环节逆变器新型拓扑与调制方法研究    陈金平

分布式发电多逆变器并网孤岛检测技术研究    谢东

光伏并网发电的功率补偿控制研究    蔡纪鹤

SJLY太阳能公司发展策略研究    尚芳芳

风机叶片覆冰监测与防冰除冰试验研究    卢方

城市亮化工程与旅游发展    杨戈菲

影响中国新能源产业政策有效性的因素分析    邱费岚

中欧清洁能源合作法律问题研究    刘鑫

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

并网光伏系统最大功率点跟踪控制的一种改进措施及其仿真和实验研究    杨海柱;金新民;

光伏发电已成为世界发展最快高新技术产业之一    

太阳电池最大功率点跟踪研究    江小涛,吴麟章,周明杰

太阳能光伏系统MPPT控制算法的对比研究    崔岩;蔡炳煌;李大勇;胡宏勋;董静微;

局部阴影条件下光伏模组特性的建模与分析    刘邦银;段善旭;康勇;

光伏水泵系统中 CVT 及 MPPT 的控制比较    余世杰,何慧若,曹仁贤

光伏并网/独立供电两用逆变电源的研究    吴杰

光伏最大功率跟踪系统的研究    黄宏生

单相光伏并网逆变器的研制    张凌

独立光伏路灯系统MPPT控制器设计    曹旭阳

光伏发电系统MPPT控制方法的研究    王岩

光伏电池特性研究    张利

光伏方阵失配现象研究    刘素梅

并网光伏发电价值的综合评价    马军杰;张信;王恩琦;田廓;刘清宇;曾鸣;

分布式并网光伏发电应用前景    张紫涛;常慧;

西部地区发展并网光伏发电系统的社会成本效益分析与政策评价    张希良;汪婧;

并网光伏发电系统综述(下)    王长贵;

河北省给予并网光伏发电项目50%补助    

并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法新旧标准差异    谢玉章;康巍;

梅州地区并网光伏发电的分析与对策    蔡维肖;

并网光伏发电工程设计实例    林春霖;

中广核哈密并网光伏发电站电气设计    李静;

提高并网光伏发电效率分析与建议    史君海;孙丽兵;张丽莹;

并网光伏发电系统运行特性及监控要求配置的分析与探讨    刘东斌;

全国最大并网光伏发电项目完成规划    记者 韩雨佳

哈密荒漠戈壁太阳能并网光伏发电规划通过地区审查    记者宝玉 通讯员帕里旦

并网光伏发电 每年发电40万度    通讯员 高慧　高新区(滨江)报道组 余小平 宋桔丽 记者 刘伟

并网光伏发电工程要注重科技创新    王长贵

列入示范工程 助推新兴产业    首席记者 李欣

敦煌将建大型光伏发电项目    李中建

我市光伏发电产业快速崛起    记者 王建芳

格市光伏发电占全省半壁江山    通讯员 王建芳

5个光伏发电项目获自治区批复    记者 程旭　通讯员 韩龙

敦煌1万千瓦光伏发电项目获“特许”    通讯员 胡晨

并网光伏发电控制系统研究与设计    黄峰

结合储能的并网光伏发电对电网的调峰作用分析    黎永华

基于双重不确定性并网光伏发电极限容量计算研究    王福菊

分布式并网光伏发电远程测控系统的设计与实现    蒙宇

大型并网光伏发电站接入电网技术关键及应用研究    钟筱怡