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1、光伏系统电子控制和数据采集及处理技术期末考题学号：10212137 姓名：任耀坤1、 什么是光伏应用系统？光伏应用系统主要由几部分组成？每一部分的作用及相互间关系？答：太阳能光伏应用系统是利用太阳能电池组件和其他辅助设备将太阳能转换成电能的系统，一般分为独立系统，并网系统，混合系统。独立光伏应用系统主要由太阳能电池方阵，蓄电池组，控制器，逆变器（DC/AC变换器），负载构成；并网太阳能光伏应用系统主要由光伏电池方阵，控制器，并网逆变器组成。太阳能电池方阵可以把多个组件连接，已获得系统所需要的电压和电流，是把太阳能转换成电能的核心部分。蓄电池组储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能并随时向负载供
2、电。控制器是光伏发电系统的核心部件之一，控制器应具备1信号检测，为对系统进行判断，控制，保护等提供依据。需要检测的物理量有输入电压，充电电流，输出电压，输出电流以及蓄电池温度等。2保证蓄电池最优充电控制3蓄电池放电管理4设备保护5故障诊断定位6运行状态指示等功能。逆变器是将直流电变换成交流电的设备。由于太阳能电池组方阵和蓄电池发出的是直流电，当负载是交流负载时，逆变器是不可缺少的。2、 光伏系统的测量主要有哪些参数？指出各参数的物理意义和在系统中作用？答：光伏系统测量主要的参数有蓄电池电压和充放电电流，太阳能辐射，环境气温，充电电量。有时需要具有远程数据传输，数据打印，远程控制等功能，这就要求
3、为太阳能电池发电系统配备数据采集系统和计算机监控。蓄电池电压应该比光伏阵列的电压低一些，这样有利于对蓄电池的充电。太阳能辐射量可以反映此时光伏阵列上接收到的太阳能量的大小，也有助于计算系统的转化效率。环境气温可以为温度补偿提供依据。充电电量有助于过冲时刻，切断对蓄电池的充电。3、 光伏系统的控制主要指什么？有何作用？答：太阳能电池的伏安特性具有很强的非线性，即当日照强度改变时，其开路电压不会有太大的改变，但所产生的最大电流会有相当大的变化，所以其输出功率与最大功率点会随之改变。然而当光照强度一定时，太阳能电池输出的电流一定，可以认为是恒定电流源。因此必须研究和设计性能优良的光伏控制器，才能更有
4、效地利用太阳能。充放电控制器的功能有两个：一是对蓄电池的充放电保护，以避免蓄电池有过充或过放的情形发生，而蓄电池的任务是储能，以便夜间或阴雨天供给负载用电。二是提供稳定的直流电压给逆变器或直流负载使用。光伏控制器的作用有：1高压断开和恢复，控制器应具有输入高压断开和恢复连接功能。2欠压警告断开和恢复功能，当蓄电池电压降到欠压设定值时发出声光告警信号，并停止蓄电池向负载供电。3保护功能，控制器应具有负载短路保护电路，控制器内部短路保护电路，蓄电池通过太阳能电池组件反向放电保护电路，负载和太阳能电池组件或蓄电池极性反接保护电路。4温度补偿，当蓄电池温度低于25时蓄电池应要求较高的充电电压，以便完成
5、充电过程，相反，温度高于25时蓄电池要求充电电压较低通常铅酸蓄电池单体的温度补偿系数为-4MV/。4、 光伏系统的数据采集及处理技术主要指什么？根据自己的理解如何构建光伏并网发电系统的数据采集及处理系统？答：采用光伏应用系统数据采集器可以快速采集太阳能电池，蓄电池等器件的关键工作参数和太阳能辐射量，环境温度等气象参数，并且随时将采集的数据存入装置内的大容量非易失性数据存储器。根据需要，还可以将随机记录的数据打印出来，供设计或使用部门进行系统定量分析及资料存档，为今后光伏发电系统更合理的设计提供宝贵的科学依据。同时，经常定期分析检查采集的工作数据，还可以及时发现系统各部件的故障或隐患，随时排除故
6、障或调整设计参数。以保证太阳能光伏发电系统稳定可靠工作，并可以有效地延长太阳能光伏发电系统的工作寿命。数据采集技术主要有，1数据采集，每个一分钟将蓄电池电压，太阳能辐射量，蓄电池充电电流，蓄电池放电电流，环境温度等工作参数循环采集一次，并暂存于数据缓冲区中。2数据处理和记录。每个1小时，采集前60次采集的参数分别求平均值作为当前值存入掉电不丢失的EEPROM中与以前存入的参数进行比较。3显示，采用中文点阵液晶显示器，可分屏显示被采集的5个参数的当前值，今日的最大值和最小值。4历史数据打印，用中文点阵打印机可打印任意选择开始日期之间5个工作参数的历史数据。5硬时钟校准设置。可调整当前日期和当前时
7、间。设计数据采集器的硬件结构：不掉电RAMPSD可编程外围器件CPU信号处理电路BTVCHRDISFD点阵LCD显示显示接口RADTEMP自定义按键开关电路打印接口硬时钟中文打印机1. CPU将被采集的五路工作参数经信号处理后，输入至对应的A/D输入端口，由软件程序控制定时进行数据采集。2. 数据采集器是一个完整的单片机应用系统，除CPU微处理器外，还需要多个不同的功能外围器件（如地址锁存器，EPROM，RAM，PLD等）才能构成一个实用的系统。在设计中，可以采用PSD3系列，将单片机需要的外围芯片集成在一个芯片内，从而大大简化电路的设计。3. 由于需要存储98天的多个数据采集器和10年的累积数据，信息量大，所以配置内含电池的32K不掉电RAM，长期记忆系统的运行数据。4. 设计中采集的蓄电池充电电量最大可达200A，放电电流最大可达300A，采集精度设计为0.001。选用先进的霍尔电流传感器。5. 数据显示采用点阵图形液晶显示模块，可清晰地显示四行标准汉字或8行ASCII码字符，该LCD显示器内含有背光电路，是数据显示更加清晰，当10分钟无操作时，将自动关闭背光电路，以降低采集器的自身功耗。6. 机内配置有标准的并行打印机接口电路，外接中文点阵打印机，可随机打印系统运行的历史数据，供资料存档使用。
