专业的生产太阳能路灯厂家
全国统一销售热线:

当前位置:恩佐娱乐 > 新闻资讯 >

基于LabVIEW的光伏发电远程电能监控系统设计

发布者:灯稳照明  文章来源:www.tjjldq.cn    发布时间:2018-10-29 03:45:49 点击量:

基于LabVIEW的光伏发电远程电能监控系统设计

文章内容

基于LabVIEW的光伏发电远程电能监控系统设计

现如今,全世界发电中,还是以常规发电为主,常规发电有火力发电、水力发电、核能发电3种。其中,又以火力发电为主,但是火力发电会伴随着巨量不可再生的化石燃料的大规模燃烧。随着煤、石油和天然气等常规能源的消耗引起的环境污染以及大量的CO2也随之排放导致的温室效应、全球海平面上升和全球气候反常变化等环境问题,化石能源的储量有限,在不久的将来终将枯竭,因此,无论是从人类自身生存环境来看还是从能源消耗方面来看,都迫使我们寻找可再生能源替代现在的常规能源。

本文引用地址:

近年来太阳能光伏发电系统越来越受到各个国家的重视,我国公布的相关规划提出,2015年分布式光伏发电要达到1000万千瓦,同时,明确提出鼓励在中东部地区建设与建

筑结合的分布式光伏发电系统。因此,分布式光伏发电是未来的重要发展方向。可以预见,在不远的将来,一次能源以太阳能为主、终端能源以电力为主的能源格局将变成现实本项目设计的“基于LabVIEW的光伏发电远程电能监控系统设计”可实现随时随地通过网络访问该系统完成对系统电能的监控。

1 系统的整体设计

太阳能光伏发电系统(PV系统)的应用主要分为地面应用和空间应用两部分;在未来太阳能光伏发电系统主要以陆地应用为主,目前,光伏发电系统的结构主要有3种形式:无蓄电池有逆流发电系统、无蓄电池无逆流发电系统、有蓄电池无逆流发电系统。所谓的逆流是指剩余电能向电网倒送的现象。本文提出一种直流母线式的有蓄电池有逆流供电系统,主要工作是建立一个光伏发电的远程电能监控系统,具体来说:利用智能电表或者相应的电能传感器将分布式发电装置产生的电能的有关信息(电压、电流、电能量、有功功率、无功功率、功率因素等)采集起来,采用MOD—BUS—RTU协议,通过485通讯或者电力载波技术送至本地客户端,在本地客户端上运行着整个系统的控制显示界面,实时监察终端状况,并且及时关注市场及电网信息动态,当用户需要将多余的电能卖给电网公司时,发送一个变压器并网控制命令,该命令通过XBee无线模块将指令传输至变压器测的驱

动控制电路,驱动控制电路以AVR单片机为控制器,接受上位机命令并进行指令下达,从而实现光伏发电的并网控制,同时若用户自己生产的电能不能满足自身需求时还可以从电网上进行购买,此时上位机根据所需求的电能值及相关信息通过无线模块向单片机发送相关指令,进而控制变压器与电网联通进行电能输入,并通过远程发布可实现在任意时间、任意地点的电能监控,系统的整体结构如图1所示。

基于LabVIEW的光伏发电远程电能监控系统设计

基于以上分析可以看出整个系统包含供电模块、储能模块、负载模块和控制模块4个部分。其中,供电模块包含光伏发电电池和电网;储能模块是蓄电池;负载又包括直流负载和交流负载;控制模块又包含对蓄电池的控制、对逆变器的控制和对配电箱内的控制。本文侧重于控制模块的设计,其主要包含硬件设计和软件设计两部分,下面将针对硬件和软件两部分设计做分别说明。

2 系统的硬件设计

该系统在硬件方面要完成电压、电流、电能量、有功功率、无功功率、功率因素等电能信号的采集与传输:XBee无线传输模块的设计;现场驱动控制模块设计等。

系统中涉及到的电能信号主要有:电压、电流、电能量、有功功率、无功功率、功率因素等,对整个系统来说,前端的计量采集设备是数据采集的第一单元,是最底层的数据采集终端,也是整个系统的前端设备,本系统选用数字式电能表,具体选取的电能表是丹东伊诺特电气有限公司生产的型号为PD1150—E一3J的智能单相电能表,该系列电能表采用先进的电能计量芯片,结合机械式计度器的优点设计而成;产品具有精度高,可靠性强,寿命长,体积小等优点,是一种具有可编程测量、显示、数字通讯和电能脉冲、变送输出等功能的多功能电力仪表,能够完成电量测量、电能计量、数据显示、采集及传输,采用网络型连接方式将3个电能表连在一起,并通过USB转RS485/RS232转换器连接至上位机。

系统上位机发出的各种控制指令都是通过XBee无线模块传输至现场各个单元的。因此,首先需要建立XBee无线网络,我们选取MaxStream公司的XBee-PRO OEM RF模块,利用我们为XBee打造的无线扩展板就可以很方便地将XBee模块连接到Arduino上,这样Arduino板可以方便的利用无线模块进行通讯。过板子上的选择开关可以配置无线模块的通讯方式,可以选择通过USB/串口转换器与上位机通讯,或者直接与Arduino(单片机)通讯。