聚光光伏追日控制系统的设计与优化

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1、分类号：TP273密级：公开UDC：621.3编号：102992221303090JIANGSUUNIVERSITY专业学位硕士学位论文ThesisforprofessionalMasterDegree专业学位类别：专业硕士学位论文题目：聚光光伏追日控制系统的设计与优化学科专业：仪器仪表工程作者姓名：汪源指导教师：陈进答辩日期：2016.6独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏

2、大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）

3、电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日聚光光伏追日控制系统的设计与优化DesignandOptimizationoftheConcentratingPhotovoltaicSun-trackingControlSystem学科专业：仪器仪表工程指导老师：陈进姓名：汪源2016年6月江苏大学专业硕士学位论文摘要与传统的太阳能电池板相比，聚光光伏技术利用光学元件将大面积的阳光汇聚到极小的

4、面积上，再将汇聚后的阳光通过高转化效率的光伏电池转化为电能，因此在聚光光伏追日过程中如何实现精确追踪，是提高太阳光利用率的重要手段，亦是提高光伏电站发电量的关键手段；同时在实际运行中，若持续进行高精度的追日过程，则调节次数较多，会使得当中的薄弱部件达到使用寿命，影响系统整体性能，综上所述在何种状况情况下选择何种追日方式是本课题主要解决的问题。本文在研究了国内外现有的追日方案的基础上，针对企业中的实际问题：薄弱部件经常更换，设计了聚光光伏追日控制系统，最终在不同的情况下采用不同的追踪方案，以到最优的整体性能。首先对追日控制系统硬件进行了

5、设计，包括控制模块的主控芯片选择，开关量输入输出接口电路，模拟量输入接口电路，以太网接口电路的设计。以及调试模块的硬件电路的设计，包含数码管、发光二极管以及液晶屏硬件电路。最终实现了控制系统所需求的硬件功能。其次对控制策略进行了研究。以入射角和短路电流之间的关系为切入点，根据实验采集的数据进行调度指数分析，得出在不同的调节时间间隔下发电量系数，将其作为平均分档算例的权值。采集气象站在不同季度下的DNI变化数据，利用平均分档算例求出采集的不同DNI下的调节次数f，相对接收系数，得出结论：全天光照较强时或变化均匀时全天分为3档调节，在9

6、月15日，DNI接收量相当于全天不分档地每隔1min追踪一次的99.1%，而调节次数则降低了29%；全天光照较低或变化不连续时全天分为5档进行调节，在12月15日，DNI接收量相当于全天不分档地每隔1min追踪一次的98.24%，而调节次数则降低了55%。根据上述控制策略，对控制模块及调试模块进行了软件设计。通过移植μcosII系统实现了自动、手动、校准、夜间回参考点、风暴状态回紧急位置、故障报警、远程通讯功能，其中自动模式在兼顾薄弱部件调节次数下融合了光电跟踪及视日跟踪；通过对调试模块软件设计实现了实时数据显示、实时波形I聚光光伏追

7、日控制系统的设计与优化显示、参数设置、工作状态显示、故障信息显示功能。论文最后对追日控制系统各模块之间的软硬件进行了测试，在此基础上对控制模块和调试模块进行了联调以及控制模块和远程PC进行了通讯测试。在实际运行中，测得装置在每隔3min追踪一次，及每隔1min追踪一次跟踪精度误差都在±0.1°以内，与原有PLC跟踪精度持平，但由于降低了调节次数从而使得整体性能得到提升。关键词：聚光光伏，追日控制，调节次数，调试模块II江苏大学专业硕士学位论文ABSTRACTComparedwiththetraditionalsolarpanels,C

8、oncentratingPhotovoltaicfocuslargeareasofsunshinetoasmallareabyopticalelement.Afterconcentrationthesunlightcan