基于ARM的光伏汇流监测系统的研究

【摘要】：近年来，随着新能源产业的发展，尤其是光伏发电产业取得了飞速发展。光伏发电具有无污染、维护简单、资源永不枯竭和资源分布广泛等特点，然而在光伏发电系统中，需要数量庞大的光伏电池组件通过串并组合后才能达到实际需要的电压和电流，如何有效的监测各个光伏发电阵列汇流的工作情况，是光伏发电系统必须解决的问题之一。 本文对光伏发电系统的电池组件以及电池阵列的组成进行了分析与研究，以有效的监测光伏发电系统中的电池阵列汇流的工作情况为出发点，根据光伏发电系统的实际需求，研究基于ARM的光伏汇流监测系统。 首先，通过对光伏发电技术和嵌入式技术的发展进行了讨论，引出光伏发电系统中对光伏电池阵列汇流工作情况监测的重要意义。通过实际给定参数分析了光伏电池组件的等效电路模型得出光伏电池组件的伏安特性，在此基础上分析了光伏发电系统的组成以及光伏汇流的必要性，制定总体设计方案。 其次，本文分别对通信采集单元和汇流电流采集单元进行研究与设计。通信采集单元的硬件设计是基于ARM内核，软件系统采用Linux多任务操作系统，并通过对进程调度的研究、系统移植以及交叉开发平台的建立，实现多线程应用程序的设计改善通信采集单元的响应速度。通过系统需求分析，研究并设计光伏汇流采集单元，选择合理的器件，实现汇流采集单元的硬件与软件设计，并通过程序算法改进汇流采集单元的静态特性。 最后，根据实际工程需求，选择通信方式并在各单元之间进行数据交互，建立Modbus通信协议，设计计算机应用程序，调试并实现汇流采集单元，通信采集单元以及计算机组成监测系统对光伏发电阵列的汇流支路电流和电压等进行监测。 【关键词】：光伏发电 汇流 进程调度 监测
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP274
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 论文研究背景及意义8-10
• 1.1.1 光伏发电技术8-9
• 1.1.2 嵌入式系统技术9-10
• 1.2 论文章节安排10-11
• 1.3 本章小结11-12
• 2 光伏汇流监测研究12-19
• 2.1 汇流原理及组件伏安特性12-16
• 2.1.1 光伏发电汇流原理12-13
• 2.1.2 光伏电池的伏安特性13-16
• 2.2 方案设计与研究内容16-17
• 2.2.1 总体方案16
• 2.2.2 通信采集单元的研究16-17
• 2.2.3 汇流采集单元的研究17
• 2.3 开发工具与编程语言选择17-18
• 2.3.1 Linux 开发工具17-18
• 2.3.2 编程语言说明18
• 2.4 本章小结18-19
• 3 通信采集单元19-25
• 3.1 通信采集单元概述19
• 3.2 通信采集单元硬件平台19-22
• 3.2.1 ARM 主芯片介绍19-20
• 3.2.2 通信采集单元硬件设计20-22
• 3.3 通信采集单元软件平台22-24
• 3.3.1 Linux 系统介绍及特点22
• 3.3.2 Linux 操作系统构成22-23
• 3.3.3 Linux 系统文件结构23-24
• 3.4 本章小结24-25
• 4 通信采集单元的实时性研究25-36
• 4.1 系统实时性25
• 4.2 进程的相关概念25-27
• 4.2.1 进程控制块25-26
• 4.2.2 进程状态26
• 4.2.3 进程切换26-27
• 4.3 进程的调度策略27-28
• 4.4 进程的调度28-33
• 4.4.1 进程调度的重要数据结构28-29
• 4.4.2 优先级的内核表示29-30
• 4.4.3 优先级计算过程30-32
• 4.4.4 进程调度方式32-33
• 4.5 实时性测试33-35
• 4.5.1 线程函数介绍33-34
• 4.5.2 测试过程34-35
• 4.6 本章小结35-36
• 5 开发环境的构建及系统移植36-46
• 5.1 交叉开发模型36-37
• 5.2 交叉开发环境的构建37-39
• 5.2.1 主机上安装 Linux 操作系统37
• 5.2.2 系统文件共享37-38
• 5.2.3 安装交叉编译工具38-39
• 5.3 引导程序的移植39-41
• 5.3.1 通用引导程序 U-Boot39-40
• 5.3.2 U-Boot 的移植40-41
• 5.4 内核分析与移植41-44
• 5.4.1 内核源码结构42-43
• 5.4.2 内核移植43-44
• 5.5 根文件系统的建立与移植44-45
• 5.6 本章小结45-46
• 6 光伏汇流采集单元46-59
• 6.1 光伏汇流采集单元基本构成46-47
• 6.2 电流传感器的选择47
• 6.3 汇流采集单元硬件设计47-51
• 6.3.1 电流采集电路47-48
• 6.3.2 电压采集电路48-49
• 6.3.3 开关量采集电路49
• 6.3.4 通讯地址设置电路49-50
• 6.3.5 电源电路50
• 6.3.6 RS485 通信电路50-51
• 6.4 静态特性理论51-53
• 6.5 最小二乘直线拟合53-55
• 6.5.1 最小二乘法原理53-54
• 6.5.2 最小二乘直线拟合54-55
• 6.6 汇流采集单元的校正55-58
• 6.6.1 校正流程55
• 6.6.2 校正过程55-58
• 6.7 本章小结58-59
• 7 系统应用59-65
• 7.1 系统通信59-60
• 7.1.1 通信流程说明59
• 7.1.2 通信协议59-60
• 7.2 应用程序60-63
• 7.2.1 光伏汇流电流采集程序60-61
• 7.2.2 通信采集单元通信程序61-62
• 7.2.3 上位机应用程序62-63
• 7.3 系统测试63-64
• 7.4 本章小结64-65
• 8 总结与展望65-67
• 8.1 总结65
• 8.2 展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-70
• 附录70-71

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

光伏系统最大功率点追踪方法的改进    温嘉斌;刘密富;

霍尔电流传感器的性能及应用    鲁光辉;

Linux2.4与Linux2.6内核调度器的比较研究    叶超;郭立红;邹荣士;

改进型RS485总线在远程抄表系统中的应用    冯洪亮

基于P-N结的太阳能电池伏安特性的分析与模拟    任驹;郭文阁;郑建邦;

Linux进程调度算法分析    冯宇;左志宏;

最小二乘法原理及其简单应用    邹乐强;

浅谈可再生能源的利用    陈惠君;

最小二乘法原理及其MATLAB实现    刘志平;石林英;

霍尔传感器在直流电流检测中的应用    王瑞峰;米根锁;

嵌入式操作系统的实时性的研究    林纲

嵌入式门禁系统软件的设计与实现    柯资颖

基于ARM的太阳能电站远程监控系统的研究    王静;

基于LED技术的煤矿照明与安全监控系统    丁明勇;李昔华;代晓红;

智能楼宇门禁系统研究与实现    吴俊君;

嵌入式系统在远程监控中的应用    刘振永;高恒志;

基于WinCE和GPRS的安防报警系统设计    管凤旭;徐冉;杨伟;

安全防范区域复合通讯模式研究    周虹宇;程乃伟;

实时内核uC/OS-Ⅱ在S3C44B0X上移植的研究与实现    孟庆峰;

嵌入式系统实验与教学应用研究    冯先成;李寒;段文潇;陈颖;

基于ARM7的嵌入式操作系统μc/OS-Ⅱ平台的剖析与实现    陶保壮;

基于嵌入式系统的CAN总线汽车组合仪表的研究    张海清;陈永煌;朱晖;

μC/OS-Ⅱ在LPC2119微处理器上移植的研究和实现    陈花;马学森;韩江洪;魏振春;

基于ARM9的数据采集系统设计    王芳;

基于最小二乘法的摄像机标定参数非线性优化    赵越;江南;

基于LPC2138的TFT触摸屏人机交互模块设计    王彪;

基于EP9312的银税类嵌入式系统硬件设计方案    张闻捷;唐琎;栾柱晓;

一种基于uClinux的便携式邮件接收器的设计    李卫国;葛纫秋;

VIVI在S3C2410处理器上的应用及启动流程分析    陈俊;吕恒;武穆清;

基于S3C2410与嵌入式Linux的网络视频监控    李冰;孙建平;

嵌入式GPS/DR组合导航系统的硬件设计与实现    杜传利;曾翠娟;

移动机器人控制系统的数字PID混合控制    林书禹;谢存禧;张铁;李琳;

基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究    张红兵

列车控制网络实时性能分析及调度策略研究    聂晓波

大功率机车柴油机时间控制式燃油喷射控制系统研究    王苏敬

基于GIS的泥石流预测预报    孟凡奇

太阳能级硅（SOG-Si）光伏电池中多孔硅吸杂工艺及其神经网络分析方法研究    张彩珍

三值光学计算机监控系统之任务管理及其理论研究    王先超

复杂机电产品设计质量若干关键技术研究    庞继红

基于千兆以太网的光电经纬仪分布式实时通讯系统的研究    张伟华

汽车四轮转向的动力学特性与混杂控制研究    乔宇

实时操作系统的若干关键问题研究    陈晗斐

基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究    王立飞

基于嵌入式系统的CAN总线汽车组合仪表的研究    张海清

基于嵌入式技术的高精度程控直流电源的研究    张良清

基于ARM平台分布式测控终端设计    宫明广

基于ARM的矿用监测分站    张磊

基于嵌入式系统平台的城市噪声分布地图    刘立辉

基于ARM和μC/OS-Ⅱ的数据采集器的研究与设计    朱凯

基于ARM9的机器人远程控制系统研究    刘强

基于ARM的以太网转换器研究及应用    叶智祥

基于嵌入式的聋哑人无障碍交互技术研究    高宏屹

多功能安防控制器中门禁子系统的设计    廖戈文;田翔;

再生能源系统中太阳能电池仿真器的研究    宋平岗

采用最大功率点跟踪的光伏并网逆变器研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

嵌入式Linux系统及其应用前景    王卓 ,包杰

基于ARM-Linux的SQLite嵌入式数据库技术    黄布毅 ,张晓华

光伏发电系统最大功率点跟踪控制    陈桂兰,孙晓,李然

UML在嵌入式系统设计中的应用    黄承安,张跃

Linux2.4与Linux2.6内核调度器的比较研究    叶超;郭立红;邹荣士;

门禁控制系统安全性分析    洪卫军,于瑞华

门禁数字化的新体验    庞伟;

IMS Research首建光伏市场需求数据库    章从福;

2009年7-9月国内光伏新项目更新,《光伏国际》整理    

国外长波红外焦平面列阵现状    邵式平,肖绍泽,邵康

首期投资11亿元光伏项目在济南动工    

新型光伏智能快速充电系统设计    乔攀科;毕淑娥;

中电光伏和Opsun Technologies签订太阳能产品框架协议    

2011中国国际光伏大会展位销售火爆展前一年即售75%    

SNEC第四届(2010)国际太阳能光伏大会暨(上海)展览会 光伏盛会与世博同行    

基于AVR单片机的太阳能智能小车控制系统设计    徐开芸;韦树成;汪木兰;丁左武;

基于W77E58单片机的光伏并网电站智能群控器设计    倪华;张兴;姚丹;曹仁贤;

含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真    董旭柱;雷金勇;饶宏;黄晓东;刘怡;李鹏;

太阳能光伏热电联合利用    刘立平;包建强;

太阳能光伏电冰箱技术    王子龙;张华;赵巍;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

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;

积极稳步推进太阳能光伏LED照明事业——对发展太阳能光伏LED照明的几点看法与建议    卢景霄;

单相双极式光伏并网系统及IsSpice仿真    孙国凯;商娜;

嵌入式节能利用型太阳能光伏供电系统在通信局(站)的应用    刘宝贵;侯福平;

光伏并网逆变系统MPPT算法仿真与研究    刘鑫;石景波;

2,7-咔唑与5,6-二辛氧基二噻吩苯并噻二唑低能隙聚合物的合成及其光伏应用    丁娉;刘波;杨苗;彭博;潘春跃;邹应萍;

服务硅产业 我市高校首开光伏专业    张舸

国内光伏行业四季度形势乐观    证券时报记者 尹振茂

照耀我 点亮你    本报记者 何晓亮

今年将是我国光伏市场的起飞元年    凯基证券台湾研究部研究员 梁姿娴

江苏光伏业面临新挑战    本报记者 王峻峰

英利:打造国际化一流光伏企业 十二五末产值突破三千亿    

汉龙“光伏帝国”梦    本报记者 彭戈

厂家嫌价低不愿卖电池板 部分光伏电场“晒太阳”    记者 李毅　见习记者 黄盛剑

友达推全球转换效率最高光伏组件    记者 王奇

成本下降需求恢复高增长 光伏产业发展空间巨大    渤海证券 崔健　江艳

掺锗直拉硅中的杂质缺陷及其光伏应用研究    朱鑫

光伏微网的发电预测与能量管理技术研究    陈昌松

新型可溶液加工有机小分子材料的设计合成及光伏性能    李在房

窄带隙共轭聚合物的制备与光伏性能研究    邓丹

全共轭聚烷基噻吩嵌段共聚物的合成、自组装及光伏性能的研究    贺明

分布式并网发电系统低电压穿越问题的若干关键技术研究    蔚兰

II-VI半导体纳米晶的溶液化学合成与光电应用    王涛

微网系统的运行优化与能量管理研究    张颖媛

微网实验系统研究    杨占刚

基于非成像原理的菲涅耳光伏聚光系统的研究    赵会富

基于ARM的光伏汇流监测系统的研究    刘建峰

光伏并网对配电网电压分布的影响分析    陈成

太阳能光伏组件风载负荷计算及支架结构的研究    张庆祝

基于实时仿真器的光伏并网功率调节系统研究    贾芳成

光伏并网系统中的非线性现象分析    许方圆

直流模块式光伏并网发电系统运行技术研究    胡欢

噻唑类、苯并三唑类共聚物及三苯胺类小分子的合成与光伏性能研究    杨苗

基于虚拟同步发电机的光伏并网发电控制研究    王思耕

光伏并网发电系统MPPT和孤岛检测技术的研究和实现    杨鲁发

光伏并网发电控制系统的仿真研究    王卫星