基于嵌入式的光伏逆变器监测系统的研究

【摘要】： 随着世界能源紧缺问题的日益加剧,风能、太阳能等新兴能源迅速发展。光伏发电作为太阳能的一项重要应用越来越受到人们关注。而光伏逆变器作为光伏发电系统的一个重要组成部分,其监测技术对于光伏逆变器乃至整个光伏发电系统具有十分重要的意义。 本文基于嵌入式系统,设计了一种光伏逆变器的监测系统,用于对多个光伏逆变器进行集中监测,实现对光伏逆变器的数据采集,并通过以太网与总站进行数据交互。总站对数据进行分析、管理、显示、存储、打印、绘图以及参数设置等。 文章深入研究了光伏逆变器的工作原理和结构,研究比较了现场总线技术和以太网技术。从数据采集软硬件设计、总站与子站数据通信、应用程序设计方面入手,以Samsung S3C2440为核心设计了系统硬件电路。在硬件设计的基础上,文章针对数据采集驱动程序进行设计,在Linux上移植了Qt /Embedded,利用Qt中UDP套接口编程以及MySQL开源软件,分别设计了监测子站和监测总站的上层应用程序。最后,文章通过实验对监测系统软硬件设计的合理性进行了验证。 【关键词】：逆变器 嵌入式 监测系统 ARM
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 课题研究的背景和意义12-14
• 1.1.1 我国光伏发电的现状和前景12-13
• 1.1.2 国外光伏发电的现状和前景13-14
• 1.2 太阳能光伏发电概述14-15
• 1.2.1 光伏发电系统结构14
• 1.2.2 光伏逆变器概述14-15
• 1.3 嵌入式系统概述15-19
• 1.3.1 嵌入式系统介绍15-16
• 1.3.2 嵌入式技术的发展16-17
• 1.3.3 Linux 操作系统17-19
• 1.4 论文研究内容和结构安排19
• 1.5 本章小结19-20
• 第二章 监测通信技术研究20-24
• 2.1 现场总线技术20-21
• 2.2 以太网技术研究21-23
• 2.2.1 以太网基本原理21-22
• 2.2.2 以太网帧协议22
• 2.2.3 以太网与现场总线比较22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 系统总体设计24-28
• 3.1 系统总体架构24-25
• 3.2 系统总体功能25
• 3.3 系统设计方案25-27
• 3.3.1 系统硬件设计方案25-26
• 3.3.2 系统软件设计方案26-27
• 3.4 本章小结27-28
• 第四章 系统硬件设计28-46
• 4.1 ARM 嵌入式微处理器介绍28-30
• 4.2 硬件电路结构30-31
• 4.3 电源接口电路31-32
• 4.4 存储电路32-36
• 4.4.1 SDRAM 电路34-35
• 4.4.2 FLASH 电路35-36
• 4.5 JTAG 电路36-37
• 4.6 以太网电路37-38
• 4.7 数据采集电路38-45
• 4.7.1 数据采集系统概述38-39
• 4.7.2 电压、电流检测电路39-41
• 4.7.3 温度检测电路41-42
• 4.7.4 A/D 转换接口电路设计42-45
• 4.8 本章小结45-46
• 第五章 系统软件设计46-74
• 5.1 软件总体结构46-47
• 5.2 开发环境搭建47-51
• 5.2.1 交叉开发环境搭建配置47-48
• 5.2.2 嵌入式 Linux 上 Qt/Embedded 的移植48-51
• 5.3 数据采集驱动程序设计51-57
• 5.3.1 Linux 设备驱动原理51-52
• 5.3.2 数据采集驱动软件实现52-57
• 5.4 网络编程接口选择57-61
• 5.4.1 传输层协议分析与选择57-59
• 5.4.2 Qt 中UDP 套接口编程59-61
• 5.5 系统通信模型设计61
• 5.6 监测子站应用程序设计61-66
• 5.6.1 监测子站功能描述61-62
• 5.6.2 监测子站网络编程实现62-66
• 5.6.3 A/D 转换应用程序66
• 5.7 监测总站应用程序设计66-72
• 5.7.1 监测总站功能描述66-67
• 5.7.2 监测总站数据存储模块67-68
• 5.7.3 监测总站各功能模块流程68-72
• 5.8 本章小结72-74
• 第六章 实验结果74-81
• 6.1 实验装置74
• 6.2 信息显示74-77
• 6.3 数据存储77-78
• 6.4 数据查询78-79
• 6.5 畸形数据79-80
• 6.6 本章小结80-81
• 第七章 总结与展望81-83
• 7.1 总结81-82
• 7.2 展望82-83
• 参考文献83-85
• 致谢85-86
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文86-88

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