基于改进的8B/10B扰码理论的光伏逆变器通信研究

摘要

在能源危机严重的今天，太阳能作为一种清洁的可再生能源成为了缓解能源危机的重要解决方案之一。光伏逆变器作为太阳能发电的重要一环，成为了全世界争相研究和发展的热点。光伏逆变器的通讯系统是逆变器的重要组成部分，通信系统使得光伏逆变器能够与其他设备进行数据交换，便于光伏逆变器以及光伏电站的集中式的管理。
　　本文对目前光伏逆变器的各种通信系统的备选方案进行了详细的介绍，对SCI、SPI、I2C以及RS-485等光伏逆变器常见的通信方案进行了分析和对比。光伏电站中广泛采用的RS-485总线进行数据传输，本文详细讨论了影响RS-485总线通信速率和可靠性的三个因素，分别是通信电缆中的信号反射、直流负载、分布电容对信号传输的影响，给出了解决这些因素带来的影响的可靠性办法。同时对RS-485通信的编码方法进行了研究，分析在RS-485通信上常用的4中编码方法的原理，以及这些编码方法的具体作用。
　　针对RS-485信号在传输过程中受电缆分布电容影响，提出了一种基于改进的8B/10B的编码RS-485通信技术，能够降低电缆中分布电容的影响，并且具有校正1位误码的功能。输入的数据先经过BCH编码器编码后再送入8B/10B编码器进行编码，8B/10B编码电路采用数据码组和特殊码组并行编码结构实现，进一步提高了编码的速度。由于采用了BCH编码，使得改进的编码方式具有校正1位误码的功能。根据光伏逆变器通信原理完成了通信系统的设计与实现，并通过实验验证改进的8B/10B的编码RS-485通信技术的可靠性。

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致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景和研究意义

1．2 光伏发电的通信技术

1．3 光伏逆变器通信技术发展趋势

1．4 本文的主要研究内容

第2章 光伏逆变器通信系统原理

2．1 光伏逆变器通信系统构成

2．2 OSI七层网络模型

2．3 Modbus协议

2．4．SCI、SPI、I2C协议

2．5．RS-485协议

2．6 本章小结

第3章 影响RS-485总线通信速率和可靠性的因素

3．1 通信电缆中信号反射对RS-485通信的影响

3．2 通信电缆中的直流负载对RS-485通信可靠性的影响

3．3 通信电缆中分布电容对RS-485通信可靠性的影响

3．4 RS-485通信中采用的编码方式

3．5 本章小结

第4章 基于改进的8B／10B编码的RS-485通信技术研究

4．1 8B／10B编码

4．1．1 8B／10B编码的表示形式

4．1．2 3B／4B编码和5B／6B编码

4．2 BCH编码

4．3 改进的8B／10B编码

4．3．1 5B／6B编码

4．3．2 3B／4B编码

4．3．3 电路仿真

4．4 本章小结

第5章 光伏逆变器通信系统的设计

5．1 光伏逆变器通信系统构成

5．2 通信板的电路设计

5．3 上位机软件设计

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 后续工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况