基于无线传感网的光伏阵列监测及失配检测研究

发布时间：2021-03-07 04:25

　　太阳能光伏发电具有环保、无噪声、来源广泛等优点,在全球拥有巨大的装机量。然而,由于长期工作于复杂恶劣的户外环境中,光伏发电阵列易出现各种故障而影响其发电效率及安全运行。因此,对光伏阵列的监测尤为重要。现有的光伏监测系统存在一些不足,例如有线监测系统布线复杂、成本高,且大部分系统只能监测阵列或组件串参数,未能实现组件级的高精度监测以及自动故障检测、定位及预警等。针对这些问题,本文提出了一种基于两级无线传感网络的低成本在线监测系统,实现组件级的高精度监测及失配故障自动检测和定位。该系统主要由光伏组件无线传感节点、阵列路由节点、失配检测及定位算法和上位机数据管理软件四个部分组成。光伏组件无线传感节点主要由微控制器MSP430G2553、电源管理模块、nRF24L01无线收发器、电压检测电路、温度传感器等硬件模块构成。节点使用光伏组件和锂聚合物电池两种方式来提供不同天气的工作电源,分别采用精密电阻分压方案和温度传感器采集组件电压和背板温度,并基于nRF24L01第一级星型网络将采集到的参数传输给所在阵列的路由节点。光伏阵列路由节点主要由微控制器MSP430F149、电源管理芯片、nRF24L0... 

【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

监测系统总体框图

基于无线传感网的光伏阵列监测及失配检测研究Ｓｏｌａｒ?ｃｅｌ丨上并联一个反向旁路二极管，避免当某个光伏组件遇到故障无法影响其他组件的正常运行。同时，由于要采集每个光伏组件的工作电压，因正负端接上一个Ｖｏｌｔａｇｅ?Ｓｅｎｓｏｒ，如图３－２所示。最后将光伏组件串联起将组件串并联后构成光伏阵列。由于实际光伏阵列路由节点中测量了组串模型中对每串组件串使用Ｃｕｒｒｅｎｔ?Ｓｅｎｓｏｒ实现电流采集，光伏阵列的仿真模。将光伏阵列再次封装并搭建出外围电路就可以组成整个仿真系统，如图３ＭＰＰＴ功能的实现是通过编写ＭＡＴＬＡＢ脚本来实现的。??

的３６片Ｓｏｌａｒ?ｃｅｌ丨上并联一个反向旁路二极管，避免当某个光伏组件遇到故障无法正常工??作时会影响其他组件的正常运行。同时，由于要采集每个光伏组件的工作电压，因此在每??个组件的正负端接上一个Ｖｏｌｔａｇｅ?Ｓｅｎｓｏｒ，如图３－２所示。最后将光伏组件串联起来构成??组件串，将组件串并联后构成光伏阵列。由于实际光伏阵列路由节点中测量了组串电流，??因此在模型中对每串组件串使用Ｃｕｒｒｅｎｔ?Ｓｅｎｓｏｒ实现电流采集，光伏阵列的仿真模型如图??３－３所示。将光伏阵列再次封装并搭建出外围电路就可以组成整个仿真系统，如图３－４所??示，其中ＭＰＰＴ功能的实现是通过编写ＭＡＴＬＡＢ脚本来实现的。??Ｓｏｌａｒ?Ｃｅｌｌ?－?ｎｉ?／Ｏｉ?Ｖｏｌｔａｇｅ????－?ｆ?＾?Ｖ?Ｓｅｎｓｏｒ?＾?Ｖ１??〇?〇?１￣〉ｐｓ?ｓ?－?Ｔｏ?Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ??—？??ＰＳ－Ｓ?厂飞??１?—?＼！）??图３－２?Ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌ光伏电池模型??Ｓｃｏｐｅ????＾??ｔ＞｜ｐＳ?ｓ｜－ｉ－？?Ｃｕｒｌ?ｔ＞?ＰＳ＾?ｉ＃?Ｃｕｒ２?ｔ＞?ＰＳ＾?－！－？?Ｃｕｒ３??ＰＳ－Ｓ１?Ｔｏ?Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ?１?ＰＳ－Ｓ２?Ｔｏ?Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ２?ＰＳ－Ｓ３?Ｔｏ?Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ３??Ｉｊ；?Ｓ—￣￣??０?Ｃｏｎ？ｎｔＳｅｎ５〇ｒ?Ｃｕｒｒｅｎｔ?Ｓｅｎｓｏｒ?１?＾?Ｃｕｒｒｅｍ?Ｓｅｎｓｏｒ２??＃?，Ｑ：了??ＰＶＭｏｄｕｔｅ?ＰＶＭｏｄｕｌｅ??ＰＶ?Ｍｏｄｕ?

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本文编号：3068396