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分布式光伏发电系统的监控与数据分析

分布式光伏发电系统的监控与数据分析

分布式光伏发电系统的监控与数据分析分布式光伏发电系统是一种将光能转化为电能的可再生能源发电系统。

为了确保光伏发电系统的正常运行和性能优化,监控和数据分析是至关重要的环节。

下面将介绍分布式光伏发电系统的监控和数据分析所涉及的内容。

一、分布式光伏发电系统的监控1. 功率监控:监测光伏发电系统的总体功率输出情况,及时发现异常情况并采取相应措施。

2. 温度监控:监测光伏电池组件的温度变化情况,及时发现温度过高或过低的问题,避免影响发电效率和设备寿命。

3. 电流电压监控:实时监测光伏发电系统的电流和电压数据,以确保系统的正常运行和电能输出。

4. 设备状态监控:监测光伏发电系统各个设备的工作状态,包括光伏电池组件、逆变器、电池储能系统等,及时发现设备故障或异常情况。

5. 天气监测:监测环境天气情况,包括光照强度、温度、风速等,以便根据天气状况做出适当的调整和优化。

6. 实时报警:当监测系统检测到异常情况或故障时,及时向运维人员发送报警信息,以便及时处理问题,避免损失。

二、分布式光伏发电系统的数据分析1. 数据采集和存储:建立数据采集系统,定期收集并存储发电系统的各项数据,确保数据的完整性和可靠性。

2. 数据清洗和处理:对采集到的数据进行清洗和处理,去除异常值和噪声,使得数据质量更高。

3. 数据分析和挖掘:利用统计方法和机器学习算法对数据进行分析和挖掘,探索数据中存在的规律和关联,发现潜在的问题和优化方法。

4. 发电效率分析:通过对发电系统数据的分析,评估发电系统的效率,找出影响发电效率的因素,并提出相应的改进措施。

5. 故障诊断和预测:通过对发电系统数据的分析,识别设备故障的模式和特征,建立故障诊断模型,提前预测设备故障,减少停运时间和维修成本。

6. 能源管理和优化:基于数据分析的结果,优化光伏发电系统的运行策略,最大程度地提高发电效率,降低能源消耗和成本。

三、分布式光伏发电系统监控与数据分析的意义1. 提高光伏发电系统的运行效率和稳定性,确保光伏发电系统能够持续稳定地发电。

光伏电站监控方案

光伏电站监控方案

聚光太阳能项目监控方案编制:审核:批准:目录1 概述22 技术要求32.1系统构成32.2硬件构成42.3软件构成53系统功能53。

1模拟量量处理及监视子系统53。

2数字量状态监视子系统53。

3操作权限63。

4事件、报警及事故处理63。

5运行监控73。

6视频监控73。

7在线统计与制表73.8打印管理83.9历史数据库83.10可靠性84集中监控功能95主要控制参数95。

1逆变器95.2汇流箱105.3光伏阵列105.4 光伏阵列(光伏阵列温度测量仪)105.5视频105.6 气象监测仪105.7 主要参数111 概述太阳能光伏电站主要由光伏电池阵列、汇流箱、低压直流柜、逆变柜、交流低压柜、升压变压器等组成,最后产生的高压交流直接并入电网。

前期2MW分为2个独立控制单元,每套单元有独立的监控系统,现场设备间隔层、网络层和站控层三部分组成,采用光纤以太网络实现互联,提供全站设备运行监控、视频监控、运行管理以及远程管理。

2 技术要求发电站监控系统由现场设备间隔层、网络层和站控层三部分组成,采用光纤以太网络实现互联,其典型物理结构如图1。

2.1系统构成(图1)(华电嘉峪关1MW 环网示意图)➢站控层由监控主机和远动通信装置构成,提供全站设备运行监控、视频监控、运行管理。

➢网络层由现场网络交换设备、网络线路、站控层网络交换设备等构成,提供全站运行和监控设备的互联与通信(配有安全可靠地防火墙)。

➢现场设备层/现场设备间隔层由发电设备、配电与计量设备、监测与控制装置、保护与自动装置等构成,提供全站发电运行和就地独立监控功能。

➢发电系统通过增加串行通信到以太网通信的介质转换网关、增加以太网交换机和铺设以太网网络实现现场设备层与站控层的连接,形成中间网络层。

➢对采用串行通信到以太网通信介质转换网关构成的以太网网络系统,网关宜与其接入设备相对集中在现场设备间隔层。

2。

2硬件构成发电站监控系统硬件设备宜由以下三部分构成:站控层设备:包括1台或可选2台运行监控主机、可选1台视频监控主机、可选1台或2台嵌入式远动通信装置、可选打印机、可选音箱等;网络设备:包括网络接口卡、可选介质转换网关、可选以太网交换机、网络连线等;现场设备层:包括逆变器、环境监测仪及其通信装置、直流/交流配电柜及电表、汇流箱、光伏阵列➢站控层主机配置应能满足整个系统的功能要求及性能指标要求,主机台数应与发电站的规划容量相适应。

光伏电站监控系统实施方案分析

光伏电站监控系统实施方案分析

光伏电站监控系统实施方案分析————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:光伏电站监控系统分析摘要:综合论述了目前国内具有实际工程意义的大型光伏电站及分布式光伏系统的几种监控系统方案。

光伏监控系统采用的通讯手段主要包括:有线方式:工业RS485总线、PROFIBUS总线、工业以太网、CAN总线、Modern电话线;无线方式:ZIGBEE、GPRS、WIFI、BLUETEETH、IRDA红外。

文中对各种通讯方式的构成、特点及应用作了简要阐述及对比。

引言太阳能光伏发电项目随中国政府持续出台的支持光伏产业发展的政策不断增多[1],截至2012 年底,我国累计建设容量7.97 GW,其中大型光伏电站4.19 GW,分布式光伏系统3.78 GW [2]。

国家能源局发布的《太阳能发电发展“十二五”规划》称,到2015 年底,太阳能发电装机容量达到2100万kW(即21 GW)以上,年发电量达到250 亿kWh。

随着大型光伏电站及分布式光伏系统的建设和投运,业主及电网公司对设备的实时监控提出了更高的要求。

光伏监控系统需实现的功能有:1)汇流箱、逆变器、电池板、蓄电池组及其控制器(带储能功能的光伏系统)、环境温度等底层设备实时数据及状态的采集;2)底层设备故障报警;3)重要数据的历史存储;4)远方及本地对电站设备的必要操控。

即集遥测、遥控、遥信、遥调功能为一体,且需具备高可靠性,全年不间断工作。

目前具有实际工程意义的监控系统从物理实现方式上可分为有线及无线两种。

有线方式主要包括:工业RS485总线、PROFIBUS现场总线、CAN 总线、Modem电话线、工业以太网;无线方式主要包括:ZIGBEE、GPRS、WIFI、BLUETEETH、IRDA红外。

需根据实际工程要求及各种通讯方式的特点选择适合的监控方案。

1 基于现场总线的光伏监控系统1.1 兆瓦级及以上并网光伏电站监控系统兆瓦级及以上光伏电站占地面积广、设备数量及种类庞大、建设集中。

基于LABVIEW的远程数据采集系统的设计

基于LABVIEW的远程数据采集系统的设计

摘要数据采集是获得信息的基本手段,数据采集技术作为信息科学的一个重要分支,以传感器、信号测量与处理、微型计算机等技术为基础而形成的一门综合应用技术,它研究数据的采集、存储、处理及控制等作业,具有很强的使用性随着科学技术的发展和数据采集系统的广泛应用,人们对数据采集系统提出了越来越高的要求,特别在雷达、气象、地震预报、航空航天、通信等领域里,现场信号具有重要的作用,这些信号的主要特点是实时性强、数据速率高、数据量大、处理复杂、运算量大。

本课题利用LABVIEW开发平台设计一个可以局域网运行的的多通道远程数据采集系统,实现远程实时数据的采集、显示和数据库存储传输和WEB发布。

要求完成系统需求分析,功能模块划分,流程图的设计,各个应用程序各模块的具体代码实现等全部过程。

其流程是:通过数据采集卡和PC机、传感器构成一个系统采集相应的外部性息,将采集的数据放入Access构建数据库中,利用LABWindows/CVI实现数据文件的数据库动态存储与更新,最后通过LABVIEW 软件平台,实现数据的处理、传输和发布。

软件功能包括:数据采集、数据查询、数据处理、数据传输和WEB发布。

运行结果表明实现了基本功能,达到预期要求。

本系统具有结构简单、通用性强、稳定、可靠、实时性好、使用灵活、成本低等优点,并具有较强的扩展能力,适用于远程数据采集、远程测控等领域,有较高的使用价值。

关键词虚拟仪器;ACCESS数据库;数据通信;远程数据采集AbstractData acquisition is the basic means of access to information, data acquisition technology as an important branch of information science to sensor, signal measurement and processing, micro-computers and other technology formed the basis of a comprehensive application of technology, research data collection, storage , treatment and control operations, with strong use of science and technology with the development and wider use of data acquisition system, one of the data acquisition system made increasing demands, especially in the radar, weather, earthquake prediction, aerospace, communications and other fields, the field has an important role in the signal, the main characteristics of these signals is real strong, high data rate, data volume, complex, large amount of computation.This topic using LabView development platform design a can of multi channel running LAN remote data acquisition system, to realize the remote real-time data acquisition, display and database storage transmission and WEB publishing. Asked to complete system needs analysis, function moduledivides, flowchart design, each application of each module in specific code realization all process. The process is: through the data acquisition card and PC, sensor constitute a system acquisition corresponding externality ceases, will the data in the database, the paper takes Access by constructing LabWindows/CVI realize data file database dynamic storage and update, finally through LabVIEW software platform, realize the data processing, transmission and release. Software functions include: data acquisition, data query, data processing and data transmission and WEB publishing.Operation shows that realize the basic functions, and is expected to reach.This system has simple structure, strong commonality, stable and reliable, good real-time, use agile, low cost advantages, and has strong expansion ability, for remote data acquisition, remote measurement and control, and other fields, have higher use value.Keywords Virtual Instruments Accdss database Data communication Remote Data Acquisition目录1 绪论 (1)1.1 远程数据采集的背景和意义 (1)1.1.1 虚拟仪器的起源 (1)1.1.2 虚拟仪器的结构 (2)1.1.3 虚拟仪器的特点 (3)1.2 虚拟仪器的国内外发展现状 (4)1.3本文研究的主要内容和意义 (5)2 虚拟仪器的硬件 (6)2.1 通用仪器硬件部分 (6)2.1.1 传感器 (6)2.1.2 信号调理器 (6)2.1.3 数据采集卡 (6)2.2虚拟仪器硬件部分 (8)2.3 LabVIEW软件开发平台 (9)2.3.1 LabVIEW的程序设计 (10)2.3.2 LabVIEW的网络访问功能 (10)3 系统方案设计 (13)3.1 远程数据采集的功能 (13)3.2远程数据采集总体流程图 (13)3.3 系统硬件方案部分 (13)3.4 系统软件方案设计 (14)3.5本章小结 (16)4 系统总体的实现 (17)4.1 登录界面 (17)4.2 主程序设计 (18)4.3 数据采集模块 (19)4.3.1 参数设置 (19)4.3.2数据采集 (20)4.4 数据传输模块 (21)4.5 数据存储模块 (23)4.6 数据库查询 (24)4.7数据处理模块 (25)4.8 服务器端的Web发布配置 (26)4.9 客户端的远程测控 (29)4.10 本章小结 (30)5 总结与展望 (31)结论 (32)致谢.................................................................................................................. 错误!未定义书签。

光伏电站监控安装施工方案

光伏电站监控安装施工方案

光伏电站监控安装施工方案1. 引言随着光伏发电技术的发展和成熟,光伏电站作为一种清洁能源发电方式受到越来越多的关注和应用。

为了确保光伏电站的运行安全和性能优化,光伏电站监控系统的建设和安装至关重要。

本文将介绍一种光伏电站监控安装的施工方案,以确保监控系统的可靠性和稳定性。

2. 施工前准备工作2.1 安装地点选择光伏电站监控系统一般安装在电站控制室或主控柜室内。

选择合适的安装地点是确保监控系统运行正常的第一步。

2.2 监控系统设备选购在施工前,需要购买监控系统所需的设备,包括监控主机、摄像头、显示器、网络设备等。

2.3 网络接入准备光伏电站监控系统需要与互联网连接,因此需要确保安装地点具备可靠的网络接入条件。

3. 施工步骤3.1 安装监控主机首先,将监控主机固定在合适的位置上,一般可以选择安装在控制室的墙壁上或者主控柜的内部。

确保监控主机与电源连接可靠,并设置好必要的网络参数。

3.2 安装摄像头根据光伏电站的实际布置情况,选择合适的位置安装摄像头。

摄像头一般安装在电站的关键区域,如光伏板区域、逆变器区域等。

确保摄像头安装稳固,并调整好摄像头的角度和视野范围。

3.3 连接摄像头与监控主机将摄像头与监控主机通过网络连接,确保连接稳定可靠。

根据实际情况,可以通过有线连接或者无线连接方式进行。

3.4 安装显示器和键盘根据需要,在控制室内安装显示器和键盘,用于监控主机的操作和显示。

3.5 连接电源和网络连接监控系统所需的电源和网络设备。

4. 施工后调试4.1 测试监控主机和摄像头的正常工作状态在施工完成后,对监控主机和摄像头进行功能测试,确保其能够正常工作。

测试包括图像采集、图像传输、图像显示等功能。

4.2 调整摄像头视野与焦距根据实际需要,对摄像头的视野和焦距进行调整,以达到最佳的监控效果。

4.3 连接互联网并进行网络测试将监控系统连接到互联网,进行网络测试,确保监控系统能够正常访问和被访问。

5. 总结本文介绍了一种光伏电站监控安装的施工方案,包括施工前准备工作、施工步骤和施工后调试等内容。

大型光伏电站视频监控系统建设方案

大型光伏电站视频监控系统建设方案

大型光伏电站视频监控系统建设方案一、概述1.1项目概述根据“无人值班,少人值守”的需要,为了提高对XX太阳能光伏电站工程现场监控的能力,最大程度的掌握现场的实时情况,保障安全生产和规范化管理,在重点区域建设公共安全视频监控系统。

视频监控系统主要考虑对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候的图像监视,以满足电力系统安全生产所需的监视设备关键部位的要求,同时,该系统可实现光伏电站安全警卫的要求。

环境条件:XX地区。

1.2设计依据设计按国家和地方相关规范与标准,详细如下:1.3设计原则系统总的设计方针是“连续、实用、可靠、先进、标准、开放”。

为贯彻和落实这一方针,在进行系统设计时要充分遵循综合比较、统筹兼顾的原则,质量第一、可靠性第一的原则和标准化、规范化、局部视频监控系统服从视频监控中心平台的原则,同时还要做到因地制宜、经济实用,在系统设计阶段就应处理好本系统的先进性和实用性之间的关系、系统建设和系统管理之间的关系,以确保本系统能完全达到预期的建设目标。

1、安全性原则:采用多种防范措施,防止误操作、漏操作和随意破坏,2、可靠性原则:为了整个系统能够长期稳定、高效可靠地正常运行,采用国际上知名厂商的产品,并能及时实现对故障的分析、隔离和排除。

3、先进性原则:采用国际上先进的、成熟的数字技术,使整个系统的设计建立在高起点上。

系统设计要有一定的超前性,不但能够满足当前的实际需要,而且要满足将来进一步发展的需要。

4、实用性原则:整个系统简单、经济、实用,不作过多复杂和设计,能完全满足当前的实际需求,而且极易操作。

5、开放性原则:整个系统均支持现有新改进的国际工业标准,并且是为支持多厂家的产品而设计的。

6、兼容性:便于今后设备的增加和升级,更能保障系统的耐用和系统的更新。

7、实用性原则:实用是指要求所采用的产品和技术经过了市场的考验,能满足目前信息建设系统的需要。

具体体现为:8、标准化:采用采用符合现行国家和行业有关标准的产品、设备和器材,系统的建设符合有关标准。

分布式光伏电站智能控制系统设计

分布式光伏电站智能控制系统设计随着全球能源危机的威胁日益加剧,人们对可再生能源的关注度不断提高。

光伏发电作为其中一种重要的可再生能源,由于其环保、可持续、分布式特性,逐渐成为了人们关注的焦点。

为了更有效地利用光伏能源,并提高发电效率,设计一个智能控制系统成为了必要的任务。

一、系统需求分布式光伏电站智能控制系统应具备以下功能和特点:1. 分布式控制:能够同时管理多个光伏电站的运行状态,以实现集中控制和监测。

2. 运行数据监测和分析:实时采集光伏电站的运行数据,对光伏组件的发电情况、温度、辐照度等参数进行监测和分析,以优化发电效率。

3. 故障检测和预警:监测光伏组件的工作状态,及时发现故障并提供相应的预警信息,以便及时维修和保养。

4. 远程控制和维护:可以通过网络远程控制光伏电站的运行状态,同时能够进行故障诊断和维护。

5. 数据安全与隐私保护:确保系统中的数据安全,严格保护用户的隐私。

二、系统架构基于以上需求,设计一个分布式光伏电站智能控制系统如下:1. 传感器模块:用于采集光伏电站中的关键数据,如发电量、温度、辐照度等。

2. 控制器模块:负责对传感器采集到的数据进行处理和存储,并负责系统的控制和指令传输。

3. 数据分析模块:对采集到的数据进行分析和处理,以优化光伏发电系统的运行效率。

4. 通信模块:负责系统内部各模块之间的通信,如传感器和控制器之间、控制器和数据分析模块之间的通信。

5. 远程控制维护模块:通过网络实现对光伏电站的远程控制和维护,包括故障检测、故障诊断和故障修复等。

三、具体实现1. 选择合适的传感器:根据需求,选择适合光伏电站的采集传感器,如太阳能电池板输出功率传感器、温度传感器、辐照度传感器等。

通过这些传感器的数据采集,可以了解光伏电站的发电状况和环境参数。

2. 控制器设计:设计一个高效稳定的控制器,具备处理和存储数据的能力,能够根据采集到的数据进行相应的控制操作,并实现与其他模块之间的通信。

分布式光伏发电系统远程监控技术规范-最新国标

分布式光伏发电系统远程监控技术规范1范围本文件规定了分布式光伏发电系统远程监控的系统架构、功能要求、性能要求、试验检测和运行维护等技术要求。

本文件适用于通过10kV及以下电压等级并网的新建、改建和扩建分布式光伏发电系统远程监控。

2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T2887电子计算机场地通用规范GB/T13729远动终端设备GB/T19964光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T29319光伏发电系统接入配电网技术规定GB/T33593分布式电源并网技术要求GB/T33599光伏发电站并网运行控制规范基本信息GB50174电子信息系统机房设计规范DL/T634.5101远动设备及系统第5-101部分:传输规约基本远动任务配套标准DL/T634.5104远动设备及系统第5-104部分:传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问DL/T645多功能电能表通信规约DL/T860变电站通信网络和系统3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

光伏发电系统photovoltaic(PV)power generation system利用太阳电池的光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。

公共连接点point of common coupling(PCC)电力系统中一个以上用户的连接处。

并网点point of connection对于有升压站的光伏发电系统,指升压站高压侧母线或节点。

对于无升压站的光伏发电系统,指光伏发电系统的输出汇总点。

主站the master station分布式光伏远程监控系统的中心,实现分布式光伏数据采集与监控、有功功率控制、电压/无功调节等基本功能和协调控制等扩展功能。

子站sub-station实现所辖范围内的光伏发电信息汇集、处理、转发和控制等功能。

变电站监控系统设计

变电站监控系统设计变电站监控系统设计是一项复杂的工程,它涉及到电力系统的安全运行和高效管理。

一个完善的监控系统能够实时监测变电站内的各种设备状态,确保电力供应的稳定性和可靠性。

以下是变电站监控系统设计的基本框架和关键要素。

首先,设计监控系统时,需要考虑系统的整体架构。

通常,监控系统由数据采集层、数据传输层、数据处理层和用户界面层组成。

数据采集层负责从变电站的各个设备中收集数据,包括电压、电流、功率、温度等关键参数。

数据传输层则负责将这些数据安全、高效地传输到监控中心。

数据处理层对收集到的数据进行分析和处理,以便于监控人员理解和操作。

用户界面层为监控人员提供直观的操作界面,使他们能够方便地查看数据、发出指令和管理整个系统。

其次,监控系统的设计必须确保数据的准确性和实时性。

为了达到这一目标,需要采用高精度的传感器和可靠的数据采集设备。

同时,数据传输过程中的安全性也至关重要,这通常通过加密技术和安全协议来实现。

此外,系统还应具备良好的容错机制,以应对可能的设备故障或网络中断。

再次,监控系统的设计还应考虑到系统的可扩展性和灵活性。

随着电力系统的不断发展和升级,监控系统也需要能够适应新的设备和新的技术。

因此,设计时应采用模块化的设计方法,使得系统的各个部分可以独立升级和替换,而不会影响到整个系统的运行。

此外,监控系统的用户界面设计也是设计过程中的一个重要方面。

用户界面应该直观、易用,能够提供清晰的数据展示和操作指引。

这通常涉及到图形化的设计,如仪表盘、趋势图、报警系统等,以便监控人员能够快速识别和响应各种情况。

最后,监控系统的可靠性和稳定性是设计中不可忽视的要素。

这不仅涉及到硬件的选型和配置,还包括软件的稳定性和系统的冗余设计。

例如,可以采用双电源供电、双网络备份等措施,以确保监控系统在任何情况下都能稳定运行。

综上所述,变电站监控系统的设计是一个综合性的工程,它需要综合考虑系统的架构、数据的准确性、系统的可扩展性、用户界面的易用性以及系统的可靠性等多个方面。

电力系统监控中的远程数据采集与传输技术

电力系统监控中的远程数据采集与传输技术远程数据采集与传输技术在电力系统监控中起着重要的作用。

随着电力系统规模的不断扩大和发展,系统的运行状态监测和数据采集变得越来越重要。

本文将重点讨论远程数据采集与传输技术在电力系统监控中的应用和优势。

一、远程数据采集技术1. 数据采集设备电力系统中的数据采集设备通常包括传感器、遥控终端单元(RTU)和遥测终端单元(TTU)。

传感器用于实时监测电力系统的各种物理量,如电压、电流、功率等,将这些数据转换为电信号传输给RTU或TTU。

RTU和TTU负责采集、传输和处理这些数据。

2. 通信协议远程数据采集需要依赖于通信网络进行数据的传输。

常见的通信协议包括Modbus、DNP3.0(分布式网络协议3.0)和IEC 60870-5等。

不同的协议具有不同的特点和适用范围,在选择时需要根据具体情况进行合理选择。

3. 数据压缩与传输为了降低数据传输的带宽需求和延迟,数据压缩技术在远程数据采集中得到了广泛应用。

数据压缩可以将采集到的原始数据进行处理和压缩,减小数据的体积,从而降低传输的带宽要求,并提高传输效率。

二、远程数据传输技术1. 无线传输技术随着移动通信技术的发展,无线传输技术在电力系统监控中得到了广泛应用。

无线传输技术包括GSM、CDMA、3G、4G和5G等,可以实现远程数据的实时传输和监测。

无线传输具有覆盖范围广、传输速度快、可移动性强等优势,适用于电力系统较为分布的监测点。

2. 有线传输技术有线传输技术在电力系统监控中同样具有重要地位。

常用的有线传输技术包括以太网、光纤通信和电力线载波通信等。

有线传输技术具有传输速度快、信号稳定等优势,适用于电力系统中数据量较大、传输距离较远的场景。

三、远程数据采集与传输技术的应用和优势1. 实时监测远程数据采集与传输技术可以实现对电力系统运行状态的实时监测。

通过实时采集和传输数据,运维人员可以及时获取系统的实时状态,发现并解决潜在问题,保证电力系统的稳定运行。

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摘 要 能源是推动人类进步的动力引擎,为了社会的进步国家(部落)的繁荣昌盛,人类不断在自己的家园里探索各种各个样的能源,所以煤炭、石油、核电、水利和风力已成为当今世界人类主要依赖的能源,可是无限量的煤炭、原油等不可以生的能源的破费,虽然在社会文明上做出了重大的贡献,但随之带给我们的还有严重的恶果,比如:雾霾、癌症的频发、水污染等等。太阳能的有效利用将有可能改变现状,在国家的大力推动下太阳能发电站在快速的增加,在这能源大会战中,“光伏电站远程监控系统”将会成为太阳能产业的高速发展有效工具。故对光伏电站数据采集的研究有着举足轻重的意义。 通过自己的创新和紧密结合客户需求设计开发的“光伏电站远程监控系统”能够为客户提供科学便捷光伏电站管理策略,客户只需在PC计前就能知道光伏电站的整个运行状态。根据该系统提供的光伏电站数据(设备故障信息、设备正常工作下的采集信息、气象信息等)对电站进行维护,及发电效益进行评估。 本文主要讨论光伏电站远程数据采集监控中心系统设计,本系统可分数据采集、数据按相应设备协议解析、数据入库、数据呈现四大模块构成。应用VC++、MFC开发,采用UPD通信与下位机通信实现数据传输,应用多线程、线程池机制实现对多个设备进行管理,同时以加载DLL(协议动态链接库)的形式实现对不同设备的协议的管理,方便协议开发的同时极大的提高了软件的可扩展性。 完成系统设计,进行各个功能分模块测试验证。分析测试报告,到达预期要求。对毕业论文工作进行总结,对系统不足之处加以完善,继续对该课题进行深入研究。

关键词:远程数据采集监控中心系统,VC++/MFC,UDP,多线程,DLL 1绪论 1.1课题研究背景及目的 1.1.1课题研究背景 现如今国家乃至世界都已经意识到太阳能的重要性,各国都在大力扶持光伏产业。在这种光伏电站大举建设下,市场对光伏电站监控系统的需求也越来越大,接触的一些意向客户也明确提出功能需求。通过自己的创新和紧密结合客户需求设计开发的“光伏电站远程监控系统”能够为客户提供科学便捷光伏电站管理策略,客户只需在PC计前就能知道光伏电站的整个运行状态。根据该系统提供的光伏电站数据(比如遥测、遥信、遥控及遥调等设备故障信息、设备正常工作下的采集信息、气象信息)对电站进行维护,及发电效益进行评估。穹顶之下“光伏电站远程监控系统”将会迎来广阔的市场,也将对环保事业有着重要意义。

1.1.2课题研究目的 能源是推动人类进步的动力引擎,为了社会的进步国家(部落)的繁荣昌盛,人类不断在自己的家园里探索各种各个样的能源,所以煤炭、石油、核电、水利和风力已成为当今世界人类主要依赖的能源,由于社会的不断进步经济要求不断的提升,从而对能源的需求大大增加,无限的煤炭、煤油等不能再生的能源的破费。消耗的大量能源在社会文明上做出了重大的贡献,但随之带给我们的还有污浊的溪水、雾霾笼罩的苍穹和癌症的频发等等污染严重的恶果。为了我们赖以生存的环境不受破坏,探索新型能源的脚步不能停,太阳能可以改变这一切,汉能董事长曾这样描述太阳能对人类能源的需求:“在不久的将来人们将不会在担心能源不足的问题,能源将会过剩”。在国家的大力推动下太阳能发电站快速的增加,在这能源大探索的征途中,“光伏电站远程监控系统” 将有效的促进光伏产业的高速发展。 应用VC++、MFC、socket编程及应用多线程、线程池机制技术实现对于采集中心系统的设计,同时以加载DLL(协议动态链接库)的形式实现对不同设备的协议的管理,方便协议开发的同时极大的提高了软件的可扩展性。运用计算机科学技术为社会做出贡献。

1.2国内太阳能远程监控系统发展状况 光伏产业诞生以来,我国就十分重视该清洁能源的发展,并作出对策扶持光伏产业的发展壮大。然而一个光伏电站的运营管理急需一套科技化,信息化的能源监控系统来实现一体化管理。当前海内的远程光伏电站及分布式光伏电站监控体系中具备实践的工程意义的方案有:无线方式(采用gprs、wifi、zigbee、irda红外、blueteeth通信);有线方式(采用profibus总线、工业rs485总线、工业以太网、Modern电话线、can总线)。 本文论述的太阳能监控系统是一般采用RS485转工业以太网的形式通过3G无线传输实现数据传输,将监控智能设备上的运行数据上传至电站监控数据采集中心。

1.4术语及定义 pas: 数据采集中心。 Pascomfig: 数据库配置工具。 Bct: 挂载设备工具。 Modbus: Modbus是由Modicon在1979年创造的,是全世界第一个实际用于工业级现场的总线协议。

1.5采集中心运行环境  操作系统: Win XP, Windows 7,win 8 (64位);  电脑硬件配置: CPU Pentium 4 以上 内存 512M 以上 主板可能使用DCD8072 硬盘 1G以上  软件需求: MicroSoft Visual Stduio 2010 、MicroSoft VC6.0 Win sql server 2008, 2005 MFC运行库函数 暂时使用ms sql server 2008数据库  通讯配置: 普通以太网终端设备

2监控中心设计使用的C++关键技术

2.1多线程技术 2.1.1线程的概念 线程(Thread) (1)线程可两分为个组成部分: 线程的堆与栈:它用于寄存线程在运行时所需的全部参数和局部变量。 操作系统的内核对象:是操作系统对线程的管理和寄存线程的记录数据的地址。 (2)新创线程时,当前线程的内核对象随之被生成。这个对象是windows用来处理线程的数据结构不代表线程自己,线程的相关记录数据就是用这个数据结构来保存的。 (3)线程总是创建于某个进程中。线程的地址空间是操作系统从进程的地址空间中分配的。创建与被创的线程所处的地址空间是一样的。所以,进程中的所有数据信息 和其他线程数据对于新创线程都是可见的。这使得一个进程中的多个线程间的通信变得非常方便。 (4)线程所需要的内存很少,由于线程中唯有内核对象及一个堆栈并且存留的统计数据较少所以线程所需的开销相对于进程开销少,从编程的空间效率上出发,多线程是我们解决问题的首选方案。 (5)时间片指的是操作系统给各个进程运行时划分的时间段,他们极短的时间段。windows以循环的机制分配时间片给相应的线程,得到时间片的进程即可从等待状态切换为运行状态,否则该进程仍将处于挂起的等待。由于操作系统分配的时间片相当短,在这短暂的时间片里和现在计算机高速计算的速度中,人们的感觉中是分辨不出线程运行的向后顺序的,就好像是线程同时在运行。当需要暂停某个线程时,可使用Sleep()函数,它使自己处于等待状态,但它是耗着cpu不做事,这时使得别的线程就不能占用cpu,windows会认为该线程还在运行,不会让出系统资源。 (6)当一台计算机配置了多个CPU或者单个CPU双核以上,多个线程就能实现并发,单线程与多线程的工作模型如图1所示:

2.1.2线程同步 线程在同一进程中对共享数据原子访问的机制便可成为线程的同步。事件、临界区、信号量、互斥量等是编程人员常用的同步对象。 适用于在同一个进程内实现有限制的访问共享的数据的应该是临界区。线程与线程之间要实现同步,我们就得借助系统的内核对象来时想线程操作的同步。有多线程开发经验的人都知道常使用内核对象有事件、信号量和互斥量,这些内核对象在任何时间里都只能有一个状态那就是信号态或者无信号态。系统中的线程在等待内核对象时,若内核对象是无信号态,系统将挂起该线程,知道其等待的内核对象切换为有信号态,这时该线程才有机会恢复执行状态,否则将一直等下去直到进程结束。 内核对象有无信号态的等待函数有: DWORD WaitForSingleObject(); WaitForSingleObject函数返回值 DWORD WaitForMultipleObjects(DWORD nCount, /*number of obj*/ CONST HANDLE *lpHandles,/*Object pointer array*/ BOOL bWaitAll, /*wait until all objects into a signal state?*/ DWORD dwMilliseconds /*INFINITE表示持续等待*/ )

1、互斥量(Mutex)用于实现多线程的同步 需要使用到的API函数有:CreateMutex(),ReleaseMutex(),WaitForSingleObject(); 首先利用CreateMutex()新创互斥量内核对象,该对象可以实现多个进程间的数据访问同步,在对共享数据访问结束的时候,则需要调用ReleasMutex()函数释放对互斥量的控制权。 函数解析: HANDLE CreateMutex( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,/*用来决定线程的安全性,通常为NULL*/ BOOL bInitialOwner,/*真表示该线程将获得其创建给互斥量的所有权,否则未获得所有权*/ LPCTSTR lpName/*Name of mutex*/ ); BOOL ReleaseMutex(HANDLE hMutex);//释放句柄 2、事件(Event)与多线程 事件与信号量和互斥量不同,他们通常用于实现对共享数据的访问控制,而事件只有在某一动作完成时才发送信号。事件的对象有手动重置事件与自动重置事件,前者可用于同时为多个线程发送信号;后者则仅仅对单个线程发送信号。 当多个线程同时执行WaitForMultipleObjects或者WaitForSingleObject来获取一个自

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