光伏并网发电数据采集系统的研究

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1、摘要电力监测是并网发电的一项重要技术，是提高并网输出的效率与质量的前提条件。本文探讨了光伏并网发电的电力监测的数据采集。我们采用非接触式的霍尔传感器用来现场数据采集，使监测与被测系统得到了很好的隔离。在测量方法上我们主要是考虑测量的实时性，故采用周期测量法和数字测相法测量频率与相位，直接高密度采样比较法测量交流电幅度，既保证了实时胜又具有较高的精度。关键词：并网发电霍尔传感器周期测量法数字测相法AbstractInspectionofelectricpowerisaimportanttechnologywhenPVpowersystemisbeingconnected

2、toacommercialelectricpowernet．ItwillimprovetheoutputqualityandoutputefficiencyofthePVpowersystemInthisthesis，wewilldiscussthetheoryofinspectionofelectricpowerforthePVpowersystembeingconnectedtoacommercialelectricpowernettoimplementainspectionsystemofelectricpower．Keywords：HallSensor，Per

3、iodMeasureMethod，DigitalPhasicMeasureMethod第一章绪论环境意识和能源问题将使今后用电方式出现相当大的变革，：绿色能源正在成为一种新型的大众化用电方式。近年来我国光电技术应用领域在不断扩大，已经涉及诸多方面。光伏发电在解决偏远无电地区供电及许多特殊场合用电上已十分引人注目。光电发电系统与网电并网，是新能源从目前作为补充能源，逐步过渡到替代能源的必经之路，所以是当今先进国家研究和应用的热点，是光伏发展的重要方向。光电系统与网电并网，即可解决发电不连续和不稳定的缺点，又可省去蓄电池储电系统，白天发的电用不了，可送入电网，晚上或阴雨天

4、再用电网的电。根据测算，如使用单晶硅电池，其系统投资额为每千瓦装机容量6万元，较独立运行系统8万元低25％。并网运行的光伏发电成本约每千瓦小时1．6元，较独立运行发电2．6元低38％。如使用非晶电池可在此基础上相应再降低约1／4成本。由此可见在有电网的地区，光伏发电系统采用并网运行后，可明显降低发电系统的初始投资和发电成本，发电系统的运行维护也更为简单，从而有利于光伏发电系统的大规模推广应用。为了保证高品质的电力馈入电网而不污染网电，光伏电站必须保证使发电系统的输出电压与电网电压在频率、相位和幅值上保持高度一致，而且发电系统和电网间功率能够双向调节。这就牵涉到功率因数

5、校正、大功率变换以及高稳定性系统设计等技术，这正是当前各个国家研究的热点。太阳能并网发电在不少国家已经有很大发展，日本、美国、德国等先进国家，已实施日本“新阳光计划”、美国“百万屋顶计划”等，国内这方面的研究开发应该说还是处于起步阶段，本文探讨了如何监测太阳能光伏并网发电的几种参数和并网发电的双向计费问题。并网发电要求对功率因子等作实时调整，因此并网的参数需要实时监控，这些参数有：逆变器输出电压幅度，输出频率，电流波形失真度，三相相位关系。电压幅度显然必须符合商用电网的标准，电器的使用电压基本上都和商用电网一样；频率也要符合商用电网的标准，频率不匹配，就会产生相位差，

6、导致电压的波动，波形的畸变，而且有一些电器是假定商用电网的频率是标准频率；电流波形失真度主要是和高次谐波有关，失真小，说明高次谐波也少；三相电的相位关系也很重要，比如三相电动机等电器就是利用相位关系工作的：这些参数关系到电站的电力输出质量；逆变器的输出功率，用户消耗功率。实际上我们只要能实时监视电流、电压，通过适当计算就能获得全部参数，作为并网发电的探索性工作，本文讨论了对单相电流电压各项参数的监测方法，双向电压之间的相位监测方法。由此就比较容易推广到三相电时的情况。第二章是系统概述，总体描述了系统需要实现的功能以及实现的大致框图。第三章到第六章讨论了如何具体实现各项

7、监测功能。第二章系统概述§2．1系统设计框图系统框图如图2—1图中UA，IA,UB，lB分别表示需要监测的逆变器输出和外网的电压、电流。整个系统主要分为三部分，第一部分为现场数据采集以及采集数据的传送。为了尽可能的不影响被测系统，我们采用非接触式的霍尔电流(电压)传感器，传感器采集的数据采用电流传送的方式，尽可能的保持信号不衰减，不变形。第二部分为各个参数监测电路，根据传感器采集的数据经过去除干扰，适当处理后实时监测被测量系统的各项参数。这一部分我们考虑方法与电路结构时，在保证一定精度的前提下，主要考虑处理速度，保证监测的实时性。图中虚线框部分用FP