【系统设计】并网型户用太阳能光伏发电监控系统的设计-solarbe文库

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龙源期刊网 http//www.qikan.com.cn 并网型户用太阳能光伏发电监控系统的设计作者刘国超邢佳来源企业文化 2013 年第 05 期摘要本文根据户用并网系统的实际情况要求，介绍了一种基于 DSP 和 CAN 总线的监控方案，使系统具有较高的可靠性和良好的可扩展性；并对系统的软硬件进行了设计，开发了基于 VB 的上位机界面。通过试验和运行验证，该系统对数据的采集速度快，通信质量高，实现了被监控对象的要求，验证了该方案的可行性，达到了预期效果。关键词光伏并网 CAN 总线监控光伏发电是根据光生伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。 1 光伏并网监控系统简介光伏并网监控系统根据传输距离远近可以分为远程监控和本地监控，根据是否采用通讯总线可以分为无线监控和有线监控。由于本文是基于户用的并网监控系统，距离近，且不是处于偏远山区，故采用有线近距离监控，根据实验和研究综合考虑，采用 CAN 总线来实现下位机与监控主 PC 机之间的通讯，系统的显示终端采用 VB 开发工具来实现，逆变器的参数以及电网参数由 DSP 采集和计算转换，太阳能辐射强度由太阳能辐射仪来测量，环境温度由环境气温仪来测量，发电量由数字式电能计量表测量，实现对系统运行参数全面实时监控。传统的光伏并网监控系统仅考虑对一台逆变器进行监控，由于单模块逆变器的扩充性和可靠性具有一定的限制性，在负载设备对功率容量要求很高的情况下不能满足要求，所以在户用并网系统中采用多模块逆变器来提高系统的可靠性。 2 光伏并网监控系统硬件电路设计 CAN 总线废除了传统的站地址编码，代之以对通信数据块进行编码，是一个基于报文而不是基于站点地址的协议，它的报文帧有 4 种类型数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。而 CAN 模块是其内部集成的一个支持 CAN2.0B 协议的 CAN 控制器，它采用邮箱形式来发送接收报文，它包含 6 个邮箱，每个邮箱最大可存储 8Byte 的数据。这 6 个邮箱其中 2 个功能为接收，另外 2 个功能为发送，还有 2 个可以任意设置。每个邮箱都有标识寄存器和控制寄存器，应用过程中，先初始化控制寄存器，需要发送的数据写入邮箱，然后把发送控制位进行置位，这样就可以完成数据的输出，而数据输入采用的是中断方式实现。本系统的接口电路主要有两部分，一个是 CAN 总线与 DSP 的接口，另外一个是 CAN 总线与主机之间接口。 CAN 总线与