大规模光伏阵列微水清洁系统的研究

摘要

随着能源日益紧张,光伏发电已成为新能源发电的主要形式,光伏电站在国内也已大规模建设,作为光伏发电的一项重要指标,光伏发电效率决定太阳能的利用率。经过调研发现,影响光伏发电效率的因素除了本身光伏组件的材料,以及国内外从控制理论观点提出的光强跟踪技术,聚光技术以及最大功率点跟踪技术之外,光伏电站现场的因素同样会导致光伏发电效率下降。其中由于光伏场地风沙的原因导致尘土会直接覆盖光伏组件,严重影响光伏发电效率。
　　为提高光伏发电效率,对光伏组件定期清洗显得尤为重要。在水资源供需矛盾日益突出的今天,在多频次清洁的情况下,如果清洁用水采用大量汲取地下水的方式,必将造成大量水资源浪费。因此本文研究利用回收雨水作为清洁用水的光伏阵列微水清洁系统。
　　本文采用高性能、高可靠性的PLC设计控制系统。PLC不仅具有基本的逻辑运算、定时、计数等功能,还具有数据处理、通信与联网等各种强大的功能,目前逐渐取代传统的继电器控制系统,广泛的应用于各种工业控制领域。本文选择西门子小型PLCS7-200和多个输入输出模块、各种传感器、电机、限位开关等构成的外围I/0设备,组成PLC控制系统的硬件结构,设计了清洁工艺流程,完成了软件编程。通过采集两组组件(一组带清洁机构)光电流判断清洁请求,实现系统自动检测。本文给出了清洁时间的计算公式,根据光电流的数值计算出清洁时间,有效提高了系统的智能化程度。应用气象信息优化系统,采集温度、风力和雨量3个对清洁工作影响较大的气象参数用于控制,提高了系统的实用性。
　　同时设计上位机监控系统,实时监控系统的运行。本文选择组态软件MCGS设计人机界面,完成了主控窗口、用户窗口、运行策略等设计,用户窗口包括运行界面、控制界面、报警界面、参数设定等界面。这样整个系统能够在现场监控软件的协调下保持有机完整的统一。

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第1章 绪论

§1.1 我国光伏产业的发展

§1.2 论文的研究意义

§1.3 论文的主要内容

第2章 光伏清洁系统总体结构

§2-1 微水清洁方式

§2-2 清洁判断设计

§2-3 气象信息检测

§2-4 系统整体设计

第3章 PLC控制设计

§3.1 可编程控制器PLC

§3.2 西门子S7-200 PLC简介

§3.3 PLC系统设计

§3.4上位机与S7-20OPLC通信

§3.5 PLC控制系统的抗干扰设计

第4章 系统监控设计

§4.1 组态软件的选择

§4.2 MCGS介绍

§4.3 基于MCGS的上位机设计

第5章 系统实验结果及分析

§5.1 系统调试

§5.2实验结果

第6章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果