基于太阳能光伏组件并网发电系统设计

基于太阳能光伏组件并网发电系统设计

一、选题简介、意义

随着时代的进步，在上世纪随着工业革命带动经济的发展，能源成为经济发展的必要条件，但到了本世纪煤炭能源的不可再且对环境有污染，为了减少大气污染，保护人类环境，可再生清洁能源成为我们的本世纪的更好的选择。

太阳能光伏发电作为利用率最广的清洁发电，它从光伏组件到最后的并网发电成为一套光伏发电系统，光伏发电系统的发电利用率，克服环境的稳定性等等都是我们设计发电系统的考虑，所以一个好的设计必不可少。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

主要研究的内容：

本课题要研究的是太阳能光伏组件并网发电系统设计

1该发电系统可实现在RS485通讯,PLC通讯和4GLTE无线通讯

2该发电系统可实现发电量数据监控，手/自转换控制，设备故障报警等功能

3该发电系统可实现光纤环网通讯

要解决的问题

1采用普通的RS485通讯成本较高，后期运行维护不方便

2信号传输受限与地形不稳定

3设备监控不稳定全面

4如有损坏设备，同一支路无法准确快速确定已损坏设备，影响维修效率

预期目标

1设计用无线通讯，把通讯设计成现在PLC通讯和4GLTE无线通讯

2设计通过电源线使用电力载波，将通讯信号用电力载波的形式进行，最后在终端系统中将电信号转换成通讯信号

3设计通过PLC通讯实现更加智能的监控设备运行状态，为后期服务提供了更加方便快捷的维护途径

4设计一个光纤环网通讯，这样可以有效实现损坏机型的查找，不会因为某一组组件有问题而导致一片组件无法正常发电，由于使用了PLC通讯，可以再加一个视频监控，通过走PLC通讯端口，实现视频监控，使得太阳能光伏组件发电系统更加智能化，更符合现在的设计理念。

研究步骤

1熟悉光伏并网发电系统的工作原理

2电器元件设备的选用

3光伏并网发电系统的的通讯调试

4得出结论并编写毕业设计说明书

方法及措施

1参考相关专业的毕业设计论文

2查阅相关设计手册及说明书

3向毕业设计老师征询意见

4整理相关资料并完善毕业设计

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

摘要

第一章绪论

1.1 课题研究的实现意义及社会需要

第二章太阳能资源评估及其辐射量计算设计

2.1 太阳能资源的评估

2.1.1 太阳能资源利用价值评估

2.1.2 太阳能资源稳定程度的评估

2.2 太阳能辐射量的计算 13

2.2.1 太阳能直接辐射日总量的计算

2.2.2 年太阳总辐射量的计算

2.2.3 光伏阵列的太阳总辐射量的计算

第三章太阳电池组件自动跟光设计

3.1 太阳能电池板自动追光设计目的

3.2 太阳能电池板自动追光设计方案

第四章太阳能电池板自动追光硬件的选择及原理

4.1光电传感器

4.1.1光电传感器的简介

4.1.2 光电传感器的选型

4.2 PLC的选型

4.2.1 PLC的简介

4.2.2 PLC的选型

4.3 步进电动机

4.3.1 步进电机的简介

4.3.2 步进电机的选型

4.4 电气原理图

第五章系统软件设计

5.1 系统工作流程图

5.2 I|/O分配表

5.3系统设计程序

第六章系统调试

6.1 仿真图

第七章光伏并网发电系统的结构和基本原理

7.1 光伏并网发电系统的结构

7.2 光伏并网发电系统的通讯设计

7.3 太阳能电池组件的结构及工作原理

7.3.1 光伏组件简介

7.3.2 光伏组件选型

7.4 光伏逆变器的选型

7.4.1 逆变器定义与工作原理

7.4.2逆变器类型以及选择方法

7.5 光伏汇流箱的选型

7.5.1光伏汇流箱的原理

7.5.2光伏汇流箱接线图

7.6 交流配电柜的选型

7.7 光纤环网设计图

7.8光伏组件并网发电总设计方案

7.8.1 硬件设备设计方案

7.8.2 PLC与上位机的通讯

第八章太阳能光伏发电系统并网发电

第九章总结与展望

参考文献：

毕业设计附录目录

第一章绪论

1.1课题研究的现实意义及社会需要

实现意义：

进入二十世纪以来，随着当代工业革命的改革，人们逐步发现煤炭石油能够产生巨大的能量，可以为大型机器提供强有力的动力来源，能源成为了发展的根本。但到了本世纪煤炭能源成为了不可再且能源，用之则少，并且对环境有着较强的污染，已经造成全球气候变暖的现象，为了减少大气污染，有效的保护环境气候，人们对可再生清洁能源进行了推广，可再生能源成为了我们二十一世纪工业发展更好也是更加环保的能源选择。太阳能发电是摆脱对传统能源的过度依赖性，通过更加环保的清洁能源来改善我们生活的自然环境。这对于环境的改善有着相当重要的作用，同时对自然环境以及日益严峻的全球气候变暖野有着巨大的改善作用。

社会需要：

太阳能光伏发电系统系统是实现光能转变成电能的系统设计。电站的设计小到个体屋顶，大到整个山林，都可以成为电站的设计地址的选择，也正因为如此，太阳能光伏发电得到了大多数人的了解与支持。但是由于太阳能光伏发电这些年发展太过于迅猛，这也导致了太阳能光伏发电系统存在很多隐患问题，随着时代的发展，我们设备也做的需要更加智能化多样化，只有这样才能更好的实现可再生能源的发展需求。

首先我们要明确一点的是太阳能发电的持久性和稳定性，首先是持久性，太阳是每天都有的，因此只要有光照，它每天都能发电，其次是持久性，根据调查我们国家平均的日照量是八个半小时左右，也就是说每天的发电时间有很长时间，而且阳能发电是绝对的环保的、并且不会像火力发电那样危险，发电系统的建设也不需要特定的环境才能工作，在设计上太阳能发电已经具有较高的设计要求，已经能满足二十年左右的使用寿命，能承受在恶劣的自然环境下常年工作的要求。我国由于经纬度跨度较大，有亚热带季风气候，温带季风气候高原季风气候，可以说是资源非常丰富，合理的设计开发利用也是对我们中国作为能源大国以后经济社会发展的改革方向，通过电站的投资建设，可以实现就近山区或偏远山区用电难或是用不上电的问题了。

参考文献：

[1] 向晓汉 S7-300/400PLC基础与案例精选[M]北京：机械工业出版社 2010

[2] 向晓汉 PLC控制技术与应用[M]北京：清华大学出版社 2010

[3] 崔坚西门子工业网络通信指南[M]北京：机械工业出版社 2004

[4] 廖常初 S7-300/400 PLC应用技术[M]北京：机械工业出版社 2004

[5]倪森寿机械技术基础[M]人民邮电出版社 2009