發(fā)布時間：2020-05-08 06:23

【摘要】：因為太陽光的間歇性和不穩(wěn)定性,使得光伏發(fā)電效率一直處在較低水平,所以如何最大限度的提高光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率一直是太陽能利用領(lǐng)域的熱點課題。本文通過以下幾方面的工作,設(shè)計出一種光伏發(fā)電的雙軸自動跟蹤與監(jiān)控系統(tǒng),有效提升了光伏發(fā)電功率。首先提出了雙軸自動跟蹤與監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,整個系統(tǒng)分為自動跟蹤系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)。其中雙軸自動跟蹤系統(tǒng)以PLC為主控制器,采用雙軸式光電跟蹤;監(jiān)控系統(tǒng)以組態(tài)王為平臺搭建出由設(shè)備層、控制層和管理層構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)。然后根據(jù)整體設(shè)計方案對兩個系統(tǒng)的硬件和軟件依次進行了設(shè)計。在硬件設(shè)計中,跟蹤部分硬件設(shè)計了機械跟蹤機構(gòu)、偏轉(zhuǎn)電機控制電路、太陽方位檢測電路、PLC控制電路等;監(jiān)控系統(tǒng)部分的硬件設(shè)計了溫度測量電路、電壓/電流測量電路、光強檢測電路、風(fēng)速測量電路、EM231模塊控制電路等。軟件設(shè)計部分,在雙軸自動跟蹤系統(tǒng)中,通過程序設(shè)計將光線傳感器采集到的數(shù)據(jù)處理后驅(qū)動跟蹤機構(gòu)進行跟蹤,實現(xiàn)了各個硬件模塊的功能;監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中,通過組態(tài)王設(shè)計了驅(qū)動程序,建立數(shù)據(jù)庫定義硬件設(shè)備,設(shè)計圖形組態(tài),實現(xiàn)上位機與下位機之間的數(shù)據(jù)傳輸。最后建立了光伏發(fā)電雙軸自動跟蹤及監(jiān)控系統(tǒng)實驗平臺,對采用固定安裝方式和雙軸跟蹤方式的光伏電池板在相同條件下的發(fā)電量進行了實驗測試,實驗結(jié)果表明采雙軸跟蹤方式的發(fā)電量比固定安裝方式提高30%以上,證明本文設(shè)計的雙軸跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠有效提高光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率。且通過上位機界面測試表明,監(jiān)控系統(tǒng)可準(zhǔn)確采集光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù),并且通過上位機能夠?qū)﹄p軸自動跟蹤系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。圖[34]表[5]參[50]
【圖文】：

兩個信號不能同時輸出，杜絕了偏轉(zhuǎn)電機出現(xiàn)紊亂的情況。此外，由 RL3、R成了南北光線傳感器控制電路原理與東西光線傳感器控制電路完全相同，在再多做贅述。3.1.4 PLC 控制電路在上文的設(shè)計方案中已經(jīng)對PLC的控制特點做了詳細(xì)介紹，確定了采用為本系統(tǒng)的主控制器。在工業(yè)控制中常用的PLC有三菱FX系列和西門子S7 等，其中西門子PLC的優(yōu)勢在于過程控制和通訊控制，且西門子PLC的模擬塊價格便宜，程序簡單，在本文中有大量的模擬量信號需要處理的情況下，西門子PLC最為合適。西門子S7 系列的PLC產(chǎn)品可分為S7-200 系列微型PLS7-300 系列針對小規(guī)模性能要求的PLC和S7-400 系列針對高性能要求的PLC于本系統(tǒng)S7-200 系列微型PLC就能夠滿足要求，本系統(tǒng)采用西門子S7-200 PLC的CPU 226CN型號，，有 24 個數(shù)字量輸入端口被和 16 個數(shù)字量輸出端口在工作現(xiàn)場的I/O接線圖如圖 9 所示。

3 雙軸自動跟蹤與監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計CHV-50P型霍爾電壓傳感器技術(shù)參數(shù)為：額定電壓VN為 400V；測量范±600V；輸出電壓VM為輸出 0～5V，對應(yīng)原邊電壓 0～400V；線性度率范圍 0～20kHz；工作溫度-25～70℃。 風(fēng)速測量傳感器本文采用FY-FS風(fēng)速傳感器。如圖 16 所示，風(fēng)杯選用碳纖維材料，強好；精密信號處理單元可根據(jù)用戶需求輸出各種信號。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM615

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李強;修強;宋柳;;基于PLC日軌計算的太陽跟蹤控制優(yōu)化[J];機電一體化;2015年06期

2 陳仕國;陳學(xué)永;林福財;賴定彪;;視日軌跡太陽跟蹤裝置控制系統(tǒng)設(shè)計[J];福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年02期

3 張麗萍;馬立新;范忠;曾誠;;太陽能跟蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計[J];低壓電器;2012年20期

4 石淮;;西門子S7-200PLC模擬量輸入處理方法的應(yīng)用研究[J];中國高新技術(shù)企業(yè);2012年23期

5 李春曦;王佳;葉學(xué)民;喻橋;;我國新能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J];電力科學(xué)與工程;2012年04期

6 余雷;王軍;王新;張耀明;;關(guān)于不同單軸跟蹤方式的對比分析[J];太陽能學(xué)報;2011年03期

7 雷誠;;PLC的主要結(jié)構(gòu)及其與DCS的區(qū)別[J];企業(yè)導(dǎo)報;2010年12期

8 劉偉;趙錦成;解璞;;基于組態(tài)王的風(fēng)光混合發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J];移動電源與車輛;2010年03期

9 王崢;任毅;;我國太陽能資源的利用現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J];資源與產(chǎn)業(yè);2010年02期

10 王志超;韓東;徐貴力;毛建國;沈\

本文編號：2654266