3kw光伏电站设计--毕业论文(编辑修改稿)

3kw光伏电站设计--毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

调试。 4）环境与水土保持。 5）现场安全施工管理。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 第二章 基于光伏的植物生长环境因子测控系统方案 7 第二章 基于光伏的植物生长环境因子测控系统方案 (1)实验方法： 本项目采用由整体到个体，由简单到复杂的实验方法进行研制。 1）调研法。 组织项目组成员做市场调研，调查山东寿光设施蔬菜大棚的结构， 设计适合本地区的大棚； 2）实验法。 研制环境控制系统和显示系统，进行专家汇总，选出最优方案； (2)技术路线： 1）采用 CAN 总线技术设计设施蔬菜大棚环境控制器。 2）光伏发电技术与 LED 补光技术结合。 制定适合本地区的高效设施蔬菜栽培技术标准研究，撰写标准文稿，以便于更高的进行技术推广，起到示范作用。 本项目 所采用的技术方案是：该信息化管理装置包括太阳能供电单元、数据采集单元、数据接收单元和执行单元：所述的太阳能供电单元由单晶硅电池板连接太阳能控制器和蓄电池组成，太阳能控制器控制蓄电池的充放电，蓄电池为 数据接收单元和执行单元供电；所述的数据采集单元由土壤温度传感器、光照度传感器、 CO2 浓度传感器、大气压力传感器、湿度传感器、单片机、无线发射模块组成，在 PCB 板上顺序电连接各传感器、单片机、无线发射模块构成 数据采集单元 ；所述的数据接收单元由无线接收模块、单片机、显示屏、按键、 CAN 总线、计算机组成，在 PCB 板上顺序电连接无线接收模块、单片机、显示屏、按键、CAN 总线、计算机构成 数据接收单元；所述的执行单元由 驱动电路连接电机、LED 补光灯组成，电机驱动风扇、卷帘、滴灌设备。 下面结合附图对 本项目 进一步说明。 如图 21 是本项目 的结构框图淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 太 阳 能 控制 器蓄 电 池数 据 采 集 n数 据 接 收驱 动 电 路电 机数 据 采 集 1L E D 补 光灯蓄 电 池 1 蓄 电 池 n 图 21 新型结构框图 如图 22 是数据采集单元与数据接收单元结构框图 冠 层 顶 部 4 0 c m 处 光 照无 线网 络单片机无线发射模块单 片机无线接收模块串 口计 算机显 示 屏按 键C A N 总 线光 照 度 传 感 器1 0 c m 土 层 温 度 采 集温 室 C O 2 浓 度大 气 压 力 采 集 探 头冠 层 温 度 采 集 探 头 图 22 数据采集单元与数据接收单元结构框图 光伏电池板与 LED补光灯功率匹配问题 光伏发电不稳，怎样使 LED 补光灯发光稳定、均匀，达到蔬菜生长用的光照强度。 以项目为例， 50WLED 补光灯 方案配置 如下： ① 、 LED 灯，单路、 50W， 12V 系统 ； ② 、当 地日均有效光照以 4h 计算 ； ③ 、每日放电时间 4 小时， 满足补光要求； ④ 、满足连续阴雨天 5 天（另加阴雨前一夜的用电，计 6 天）。 电流＝ 50W247。 12V= 计算蓄电池 ＝ 4h （ 5＋ 1）天 ＝ 蓄电池充、放电预留 20％容量； LED 灯的实际电流在 5A 以上（加 20％损耗，第二章 基于光伏的植物生长环境因子测控系统方案 9 包括恒流源、线损等） 实际蓄电池需求＝ 加 20％预留容量、再加 20％损耗 247。 80% 120% 6＝ 150AH 实际蓄电池为 12V /150AH，需要 1 组 12V 蓄电池 150AH 计算电池板 ① 、 LED 灯 50W、 电流： ② 、 计算出电池板的需求峰值（ WP） =电池板平均每天接受有效光照时间为 小时（ h）；最少放宽对电池板需求 20％的预留额。 WP247。 ＝（ 4h 120％）247。 WP247。 ＝ WP＝ 77（ W） 本项目采用 WP=*=108w,购买的 12V电池板 是 55W的 2块 (电池板预留最少 20％ )。 Vc++机软件 介绍 Vc ++是微软公司开发的一个 IDE(集成 开发环境 )， 换句话说 ,就是使用 c++的一个开发平台。 有些软件就是这个编出来的。 另外还有 VB、 VF， 只是使用不同语言 ， 但是 Vc++是 Windows 平台上的 C++编程环境，学习 Vc 要了解很多 Windows平台的特性并且还要掌握 MFC、 ATL、 COM 等的知识，难度比较大。 Windows下编程需要了解 Windows 的消息机制以及回调（ callback）函数的原理； MFC 是Win32API 的包装类，需要理解文档视图类的结构，窗口类的结构，消息流向等等； COM 是代码共享的二进制标准，需要掌握其基本原理等等。 VC 作为一 个主流的开发平台一直深受编程爱好者的喜爱，但是很多人却对它的入门感到难于上青天，究其原因主要是大家对他错误的认识造成的，严格的来说 VC++不是门语言，虽然它和 C++之间有密切的关系 ,如果形象点比喻的话，可以把 C++看作为一种“工业标准”，而 VC++则是某种操作系统平台下的“厂商标准” ,而“厂商标准”是在遵循“工业标准”的前提下扩展而来的。 VC++应用程序的开发主要有两种模式，一种是 WIN API 方式，另一种则是 MFC 方式，传统的 WIN API 开发方式比较繁琐，而 MFC 则是对 WIN API 再次封装，所以 MFC相对于 WIN API 开发更具备效率优势，但为了对 WINDOWS 开发有一个较为全面细致的认识，笔者在这里还是以讲解 WIN API 的相关内容为主线。 话说到这里可能更多人关心的是学习 Vc++需要具备什么条件，为什么对于这扇门屡攻不破呢。 要想学习好 Vc 必须具备良好的 C/C++的基础，必要的英语阅读能力也是必不可少的，因为大量的技术文档多以英文形式发布。 Vc 基于 C， C++语言，主要由是 MFC 组成，是与系统联系非常紧密的编程工具，它兼有高级，和低级语言的双重性，功能强大，灵活，执行效率高，几乎可说 VC 在 Windows 平台无所不淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 能。 最大缺点是开发效率不高。 Vc 适用范围 ： Vc 主要是针对 Windows 系统，适合一些系统级的开发，可以方便实现一些底层 的调用。 在 VC 里边嵌入汇编语言很简单。 Vc 主要用在驱动程序开发。 Vc 执行效率高 ,当对系统性能要求很高的时候，可用 Vc开发。 Vc 主要适用于游戏开发。 Vc 多用于单片机，工业控制等软件开发，如直接对 I/O 地址操作，就要用 C++。 Vc 适用开发高效，短小，轻量级的 COM 组件 ,DLL。 比如 WEB 上的控件。 VC 可以开发优秀的基于通信的程序。 Vc 可以开发高效灵活的文件操作程序。 Vc 可以开发灵活高效的数据库操作程序。 Vc 是编 CAD 软件的唯一选择。 包括 AUTOCAD， UG 的二次开发。 1 Vc 在多线程、网络通信、分布应用方面， Vc++有不可比拟的优势。 植物 的生长发育需要有一定的生长环境。 这些环境条件主要包括 温度、光照、温室 CO2 浓度、大气压力、湿度等环境参数 等，植物 生长发育 的好坏，产量水平的高低、质量的高低，关键在于环境条件对于其植物类的适合程度。 其中温度 、光照的控制最为重要，这是因为这两 项指标对 植物生长的影响起 到了主导作用。 下面 例举温度 参数进行论述，进而选择传感器。 控制参数分析 —— 温度 环境 的温度是 植物生长 诸因子中与 植物 关系最密切的物理因子之一。 温度 不但直接影响 植物 的生理活动，而且还影响其他环境条件，从而又间接地对 植物 发生作用，差不多所有的环境条件都受到温度的制约。 一般来说，温度升高， 植物代谢也加强，但过于高温，会抑制 植物生长 ，甚至死亡。 温度急剧下降， 植物会陷入休眠。 因此，在实施 植物健康培育时 ，控制 大棚 的适温范围，具有重要意义。 温度传感器 的选择 本系统选用北京昆仑海岸传感器中心的产品 JWBHP 滑轨型温度变送器配Pt100 温度传感器。 其特点有： (1)高精度，宽量程，高可靠性和稳定性 (2)体积小巧、轻便，安装方便，性能稳定可靠 (3)采用专有线路，线性好，传输距离长，抗干扰能力强 主要技术参数有： (1)供电电压： 24VDC(12～ 36VDC) (2)准确度：177。 ％ ES，177。 ％ ES (3)负载能力： 600Ω (电流输出 )， 3KΩ (电压输出 ) (4)输入线阻：≤ 50Q 第三章 3kw 光伏 电站总体方案设计 11 第三章 3kw光伏电站总体方案设计 光伏系统设计中 要考虑如何选择合适的系统设备，即 如何选择合乎系统需要的太阳电池组件、蓄电池、逆变器（带有交流负载的系统） 、控制器、支架， 对于大型太阳能光伏供电站，还包括输配电工程部件如变压器、避雷器、负荷开关、空气断路器、交直流配电柜，以及系统的基础建设、控制机房的建设、和输配电建设等问题。 如图 31 所示独立光伏系统： 图 31 独立光伏系统 光伏组件的设计 A． 光伏组件设计总则 太阳电池组件设计的一个主要原则就是要满足平均天气条件下负载的每日用电需求；因为天气条件有低于和高于平均值的情况，所以要保证太阳电池组件和蓄电池在天气条件有别于平均 值的情况下协调工作；蓄电池在数天的恶劣天气条件下，其荷电状态（ SOC）将会降低很多。 在太阳电池组件大小的设计中不要考虑尽可能快的给蓄电池充满电。 如果这样，将会导致一个很大的太阳电池组件，使得系统成本过高；而在一年中的绝大部分时间里太阳电池组件的发电量会远远大于负载的使用量，从而造成太阳电池组件不必要的浪费；蓄电池的主要作用是在太阳辐射低于平均值的情况下给负载供电；在随后太阳辐射高于平均值的天气情况下，太阳电池组件就会给蓄电池充电。 设计太阳电池组件需要满足光照最差季节的需要。 在进行太阳电池组件设计的时候，首 先要考虑的问题就是设计的太阳电池组件输出要等于全年负载需求的平均值。 在那种情况下，太阳电池组件将提供负载所需所有能量。 但这也意味着每年都有将近一半的时间蓄电池处于亏电的状态。 蓄电池长时间处于亏电状态将使得蓄电池的极板硫酸盐化。 而在独立光伏系统中没有备用电源在天气较差的情况下给蓄电池进行再充电，这样蓄电池的使用寿命和性能将会受到很大影响，整个系统的运行费用也将大幅度增加。 太阳电池组件设计中较好的办法是使太阳电淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 池组件能够满足光照最恶劣季节里的负载需要，也就是要保证在光照情况最差的情况下蓄电池也能够被完全的充满电。 这样蓄电池全年都能达到全满状态，可延长蓄电池的使用寿命，减少维护费用。 如果在全年光照最差的季节，光照度大大低于平均值，在这种情况下仍然按照最差情况考虑设计太阳电池组件大小，那么所设计的太阳电池组件在一年中的其他时候就会远远超过实际所需，而成本高昂。 这是就可以考虑使用带有备用系统，但对于很小的系统，安装混合系统的成本会很高；而在偏远地区，使用备用系统的操作和维护费用也相当高，所以设计独立光伏系统的关键就是选择成本效益最好的方案。 B． .确立太阳能光伏电池组件 （ 1） 太阳能电池组件技术标准 1） 产品通过 CE,TUV,VDB 认证，并符合国家强制性标准要求。 2） 组件功率偏差正负 3%。 3） 组件的电池上表面颜色 均匀一致，无机械损伤，焊点无氧化斑。 4） 组件的每片电池与互连条排列整齐，组件的框架整洁无腐蚀斑点。 5） 太阳电池片的效率 大于等于 %， 组件效率 大于等于 15%。 6） 组件第一年内功率的衰减 5%，使用 10 年输出功率下降不超过使用前的10%；组件使用 25 年输出功率下降不超过使用前的 20%。 7） 组件使用寿命不低于 25 年。 8） 太阳能电池组件强度通过 IC61215 光伏电池的测试标准。 （ 2） 光 伏组件连接布线图 为实现 3KW 光伏组件供电，组件连接布线方式如图 32 所示： 第三章 3kw 光伏 电站总体方案设计 13 图 32 光伏组件连接布线图 并网逆变器 A． 并网逆变器基本要求 ⑴ 工作电压：为了使当地交流负载正常工作，光伏系统的电压应与电网相匹配。 电网额定电压，三相为 400V，单相为 230V。 ⑵ 频率：光伏系统应与电网与电网同步运行。 电网额定功率为 50Hz,光伏系统的频率允许偏差应符合 GB/T159451995 的规定，既允许偏差177。 Hz, 频率工作范 围在 ～ Hz 之间。 ⑶ 谐波：光伏系统在运行时不应造成电网电压波形过度的畸变，或导致注入电网过度的谐波电流。 光伏系统在额定输出时，电流总谐波畸变率限值 5%，各次谐波电流含有率限值 4%。 ⑷ 功率因数：光伏系统平均功率因数不小于。 ⑸ 电压不平衡度：太阳能系统（三相。