基于Labview的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：基于Labview圖形化編程軟件開發(fā)了一種用于光伏發(fā)電特性及周圍環(huán)境測(cè)試的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器、變換器、FieldPoint模塊及主監(jiān)控PC組成。利用溫度、電壓、電流、輻照度等多種傳感器、變換器采集發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的信息，輸入到FieldPoint模塊進(jìn)行信號(hào)的調(diào)理及數(shù)據(jù)采集，經(jīng)RS485總線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示、處理、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)，系統(tǒng)模塊化的特點(diǎn)使測(cè)試項(xiàng)目可以擴(kuò)充。利用DataSocket通信技術(shù)和Labview遠(yuǎn)程訪問技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)本地和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的功能。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)同步測(cè)量光伏發(fā)電系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫信息可以為日后的科學(xué)研究提供依據(jù)，為光伏發(fā)電技術(shù)的改進(jìn)與提高奠定了基礎(chǔ)。

1引言

光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量輸出因周圍環(huán)境的變化而表現(xiàn)出較大的差異，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以獲得原始測(cè)量數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)的改進(jìn)與優(yōu)化以及以后的科學(xué)研究提供有用數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)及其系統(tǒng)本身的電氣性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析是保證系統(tǒng)正常高效運(yùn)行的前提。光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行一般是在無人職守的情況下進(jìn)行，對(duì)地面上很分散的光伏系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)維護(hù)是十分困難繁瑣的，需要大量的時(shí)間和人力物力，因此在光伏發(fā)電系統(tǒng)中采用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有重要意義。Labview可以利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用。靈活高效的軟件可以創(chuàng)建自定義的光伏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的用戶界面并能提供強(qiáng)大的后續(xù)數(shù)據(jù)處理能力，可以方便的設(shè)置數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)的方式[4].模塊化的硬件能方便的提供全方位的系統(tǒng)集成，另外Labview還有網(wǎng)頁發(fā)布、報(bào)告生成、數(shù)據(jù)管理以及軟件連接等功能。本文利用Labview的強(qiáng)大功能配合FieldPoint模塊化分布式I/O設(shè)計(jì)了一種光伏發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并通過網(wǎng)頁發(fā)布的功能達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的目的。

2光伏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

圖1為光伏數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理框圖。用電流、電壓、溫度、風(fēng)速等傳感器感應(yīng)光伏發(fā)電系統(tǒng)及周圍環(huán)境的信息，生成可測(cè)量的電信號(hào)。由于傳感器得到的信號(hào)可能會(huì)很微弱或者含有大量噪聲，需通過信號(hào)調(diào)理裝置進(jìn)行放大、衰減、隔離、多路復(fù)用、濾波等操作。通過調(diào)理后的信號(hào)就可以與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接了。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用工業(yè)RS485總線實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與監(jiān)控主PC之間的通訊。RS485總線最大的通信距離約為1219m,最大傳輸速率為10Mb/S,傳輸速率與傳輸距離成反比，在100Kb/S的傳輸速率下可達(dá)到最大的通信距離，加中繼器以后可以達(dá)到更大的傳輸距離。Labview軟件及其配套的DAQ(DataAcquisition)驅(qū)動(dòng)程序與數(shù)據(jù)采集硬件形成了一套完整的數(shù)據(jù)采集、分析和顯示系統(tǒng)。同時(shí)Labview軟件還能夠完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)，以便為以后的科學(xué)研究提供可靠數(shù)據(jù)。通過軟件中的Web發(fā)布工具，可以通過互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)登入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。

圖1光伏數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理框圖

3光伏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1傳感器和變換器