分布式光伏发电系统数据采集器Datalog设计

发布时间：2017-10-05 05:14

  本文关键词：分布式光伏发电系统数据采集器Datalog设计

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【摘要】：分布式光伏发电系统,输出的功率相对较小,在数千瓦以内,因地制宜,布局分散,相互独立,自行控制。远程监控系统可以对安装于全球各地的光伏设备进行快速维护;一键式远程升级固件;并在设计阶段考虑设备在现场工作期间故障规律,在新产品开发中要提前规避;从而利用监控系统提高收益和减小风险。网络时代的分布式光伏电站远程监控系统,不仅以易于理解的方式呈现电站运行方面的全面综合信息,而且可以通过PC、智能手机、平板电脑等随时随地连入Internet接收定制的电站运行报告,下载关注的数据进行二次深度分析,当电站出现异常时,通过SMS及时发送到指定的应急手机,帮忙用户迅速应对变化并解决问题。维护人员能够快速便捷地获得电站所有的运行数据,通过分析这些数据,得以远程定位问题并解决。这种方式可以避免远途奔赴、耗时而代价不菲的现场服务。数据采集器处于远程监控的中间层,负责将RS485采集到的光伏发电现场的数据上传到互联网云端的服务器,同时也承担着将接收到的来自远程客户的操作指令下发到现场指定设备任务,是实现“云”思想和商业模式提供全新的系统解决方案的关键。目前市场上光伏数据采集器,不支持欧洲EEG 2012,VDE-AR-N 4105和BDEW标准对远程调节有功降额、无功补偿要求,无系统对时、现场通信接口偏少、现场监控方式及Internet接入方式单一,成本过高。本课题所要设计的高性能数据采集器Datalog,采用Cortex-M3硬件平台,集成FreeRTOS和LwIP软件架构,实现了符合EEG 2012,VDE-AR-N4105和BDEW等标准要求,为分布式光伏发电系统并入公网提供支持。除实现设备数据的采集、存储、显示、上传、下发等常用功能外,Datalog还具备有SNTP对时,确保整个分布式系统时钟误差维持在50mS内;现场侧多达3路RS485通信接口,支持Modbus-RTU通信协议的Datamapping点表可配制,可同时监控不同厂家如SMA、KACO、合肥阳光电源、正泰电源等多种光伏产品;集成现场Zigbee无线自组网和GPRS上网功能,当数据采集器Datalog附件有Internet接入点,则采用有线Ethernet入网,对于边远无人区甚至是沙漠地区分布式光伏系统,可通过GPRS扩展模块实现GPRS无线上网,最大限度地方便用户为目的进行设计。
【关键词】：分布式光伏 数据采集 EEG2012 VDE-AR-N 4105 BDEW 功率调节 SNTP Zigbee GPRS
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274.2;TM615
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 国内外现状分析9-23
• 1.1 分布式光伏发电系统概述9-12
• 1.2 分布式光伏发电系统监控现状12-16
• 1.3 本课题研究的意义16-21
• 1.4 本课题要实现的目标21-22
• 1.5 本章小结22-23
• 第二章 分布式光伏发电系统DATALOG整体设计方案23-53
• 2.1 DATALOG硬件平台方案23-32
• 2.1.1 各硬件平台方案对比及选型25-28
• 2.1.2 Zigbee Card选型28-29
• 2.1.3 GPRS Card选型29-30
• 2.1.4 硬件成本目标实现30-32
• 2.2 DATALOG软件平台方案32-35
• 2.2.1 操作系统平台选型32-34
• 2.2.2 TCP/IP Stack选型34-35
• 2.3 DATALOG外观设计35-38
• 2.4 DATALOG硬件系统详细设计38-48
• 2.4.1 CPU电路设计38-39
• 2.4.2 Power电路设计39-40
• 2.4.3 Eeprom电路设计40-41
• 2.4.4 RTC电路设计41
• 2.4.5 Micro SD卡接口设计41-42
• 2.4.6 Recov电路设计42
• 2.4.7 LAN电路设计42-43
• 2.4.8 RS485电路设计43-45
• 2.4.9 Wireless接口电路设计45
• 2.4.10 PMU电路设计45-47
• 2.4.11 LEDs电路设计47-48
• 2.5 ZIGBEE CARD硬件详细设计48-50
• 2.6 GPRS CARD硬件详细设计50-52
• 2.7 本章小结52-53
• 第三章 分布式光伏发电系统DATALOG软件设计53-77
• 3.1 系统任务设计53-55
• 3.2 FREERTOS和LWIP移植55-60
• 3.3 支持EEG 2012、VDE-AR-N 4105 及BDEW标准PMU60-66
• 3.3.1 有功降额PSet63-65
• 3.3.2 无功补偿PFSet65-66
• 3.4 SNTP系统对时66-70
• 3.5 基于AJAX的WEBSERVER网页设计70-76
• 3.6 本章小结76-77
• 第四章 系统测试77-89
• 4.1 基于DATALOG整体系统简介77-78
• 4.2 硬件EMC测试78-81
• 4.3 PMU测试81-83
• 4.4 分布式光伏发电系统SNTP对时测试83-85
• 4.5 WEB SERVER网页测试85-86
• 4.6 数据采集与数据上传测试86-88
• 4.7 本章小结88-89
• 第五章 全文总结89-91
• 5.1 主要结论89
• 5.2 研究展望89-91
• 参考文献91-95
• 致谢95-96
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文96-98

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本文编号：974952