引言
光伏发电技术是世界新能源的发展趋势之一,它要求更讲究系统效率、更可靠、也更经济。传统意义上的监控一般建立在近距离条件下,即近距离监控,这种方式要求配备一定的维护人员进行,花费大量的人力、物力和财力,而且随着电站规模的扩大,已经越来越不能适应现代化经济的发展,因此,一种成本低、低功耗、界面简单容易操作、具有配置通用性、方便实用的光伏电源监控系统势在必行。而这种实时监控系统的广泛应用,也会在很大程度上促进国内新能源技术的进一步研究,对于能源及相关工业的发展具有非常重要的意义。
本文在研究虚拟仪器及相关通讯技术的基础上,运用LabView对光伏电源监控界面的研发,最终形成一种基于LabVIEW的多功能监控界面设计方案。此监控界面有处理数据类型多、存储数据量大、界面具备人性化等特点。
1 光伏电源监控系统
光伏电源监控系统可分为以下模块:光伏电源数据采集与控制(DSP28035 ) 、数据处理( MCUSTC12LE5A60S2)、TFT触摸屏液晶显示、现场监控(PC机)、无线通讯(GSM TC35)、后台监控(PC机)。光伏电源监控系统如图1所示。
图1 光伏电源监控系统框图
各模块的作用如下:
光伏电源数据采集与控制模块:通过霍尔传感器实现对电压、电流的测量,利用DSP28035强大的数据处理功能,先实现A/D转换,然后将所得的量进行处理,对光伏电源系统输出进行控制,同时通过SPI将数据传输给MCU STC12LE5A60S2.
数据处理模块:MCU将DSP传输过来的数据进行分类、计算、存储和数据传输。该模块将所需存储的数据存储在Flash里,并作为DSP与上位机的中间桥梁,通过串口、485和GSM实现TFT显示、现场监控和后台监控。
TFT触摸屏模块:该模块通过232与单片机通讯,实现数据的实时显示和对参数的设置。
现场监控模块:该模块可实现现场数据的实时显示,同时可以采集60天单片机存储的数据,以便用户进行数据处理和观察设备的运行情况,另外用户可以实现现场的参数设置。
无线通讯模块:该模块主要实现数据的远程无线传输,将数据传送给后台。
后台监控模块:该模块为设计的主要部分,GSM传输来的数据通过串口给PC机。该后台监控可以实现实时数据监控、历史数据存储、参数设置、数据显示、报警等功能。
2 相关监控系统使用软件
2.1 LabVIEW
LabVIEW是一种用图标代替文本创建应用程序的图形化编程语言。被工业界、学术界和研究实验室所广泛接受,视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。
LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器,其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。
LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力,提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时,可以大大提高工作效率。
利用LabVIEW,可产生独立运行的可执行文件,它是一个真正的32位/64位编译器。像许多重要的软件一样,LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。