光伏发电直流侧状态智能检测系统研究

随着光伏系统迅速的发展,光伏系统变得越来越复杂,光伏组件一般在空旷置于室外,工作环境较为恶劣,对光伏阵列的数据采集,数据传输,现场保护提出了更高的要求。本课题通过对直流侧检测系统的分析,根据光伏阵列输出特性的理论研究,采用模块化思想,设计一款光伏汇流箱实现对光伏阵列系统保护及实时监测,简便系统线路,提高检测系统可靠性,主要做了以下工作。 首先,通过查阅文献,分析对比光伏产业国内外发展现状,研究了各国光伏检测系统的现状,针对光伏检测系统的实际需求,提出了直流侧检测系统的应具有的功能。 其次,并网光伏系统结构的研究,分析光伏电池的原理、结构、分类并推到数学方程,对其输出性能进行分析,对比了环境温度因素对其I-V、P-V曲线的影响。研究了局部阴影对光伏阵列输出特性的影响,根据功能为光伏系统设计了直流侧检测系统及光伏汇流箱的结构。 再次,对汇流箱接线板、测控版、通信模块、电压模块等电路进行设计。接线板部分,根据参数选择了大电流熔断丝及快速恢复二极管MUR8120,对系统实现了较好的保护,并为霍尔传感器设计了滤波电路,挺高了采样的抗干扰能力。测控系统部分,根据低功耗、多路采集的要求,采用Atmega128作为数据采集与检测的核心器件,并设计信号调理及显示电路。通信系统,设计RS485实用电路,采用光耦隔离增强了信号传输的稳定性。根据系统灵活小功率的特点,采用单端反激式原理设计了一款30W辅助电源。 最后,采用C语言模块化程序,对检测装置的软件系统进行了设计。并针对汇流箱工作环境,为系统添加了掉电保护功能。 对各部分经行了实验测试,测试结果表明,本光伏汇流箱性能优异,辅助电源输出良好,采集检测数据准确,能较好的完成预定设计性能。