基于CC2530的光伏电站无线监测系统设计

摘要

在如今传统矿产资源日渐枯竭、环境污染日益严重的时代，太阳能作为一种可再生清洁能源其发展和应用前景十分广阔。在此问题背景下光伏产业获得了广泛应用，而光伏电站作为光伏终端产业其建设数量和规模也逐年增加，如何保障光伏电站高发电效率和低运营成本已经成为亟待解决的问题。
　　光伏电站需要数量巨大的太阳能电池板阵列串并联组合起来达到输出功率的目的，其占地面积广阔且需要建设在偏远、环境恶劣的地区，从而造成了监测困难、监测成本大的问题。在电站实际运行中，砂石、灰尘对电池板组件所产生的阴影遮蔽与组件生产、运输、安装及使用过程中所造成的隐裂故障都会对电站输出功率产生巨大影响。如果不能及时对这些故障组件进行有效的监测，将会严重影响电站的正常工作。
　　目前已经使用的基于光伏汇流箱、逆变器的系统级监测方案，难以及时发现由上述原因引起的组件故障，更加无法准确查找出故障组件位置。基于红外热成像技术的监测方案也很难做到高效监测，并且其设备昂贵、可操作性差。
　　本文针对光伏电站存在的组件故障监测困难等问题，利用无线传感网络所具有的灵活性强、节点密集、维护简易等特性，提出一种基于CC2530芯片和ZigBee无线通信技术的无线远程监测系统方案。安装在光伏组件阵列上的节点实时采集的电压、电流等数据通过无线网络传输给上位机，上位机再对数据进行分析、处理。通过上位机对组件工作状态的监测，达到发现问题故障的目的。
　　与一般监测系统相比，本系统可以实现对光伏组件工作状态的远程监测。系统节点由光伏组件供电并且可以集成在组件接线盒内，具有高经济应用性。系统无线传输方式灵活不受限制，其监测方式实时高效、简便准确，可以应对组件发生的多种故障情况。本论文对系统进行了设计和实现，并通过工业现场实验进行了测试。

目录

声明

1 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2 国内外光伏电站发展现状

1.3 光伏电站监测系统研究现状

1.4 本课题研究主要内容

2.1光伏电站发电原理及构成

2.2光伏发电系统分类

2.3光伏电站监测系统技术要求分析

2.4光伏电站监测系统技术方案分析

3.1光伏组件结构及特性

3.2 光伏组件故障原理分析

3.3系统设计相关技术介绍

3.4无线监测系统总体方案

4.1 系统硬件模块单元设计

4.2 系统软件平台的实现

5.1系统实验测试

5.2系统现场测试

5.3系统测试结果分析

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录